1. Изучение токарных резцов

1.1. Цель лабораторной работы

Цель лабораторной работы - изучить конструкцию и геометри­ческие параметры основных типов токарных резцов; практически ознакомиться со средствами и техникой измерения геометрических параметров токарных резцов.

1.2. Теоретическая часть

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки резцом различают следующие поверхности (рис.1): обрабатываемую (с которой снимают стружку); обработанную (полученную после снятия стружки); поверхность резания (образуемую непосредственно режущей кромкой резца).

Рис 1. Координатные плоскости

Токарный резец (рис.2) состоит из двух основных частей - головки и тела (или стержня). Головка является рабочей частью резца, а стержень служит для закрепления резца в резцедержателе.

На рабочей части резца различают следующие элементы: переднюю поверхность (по которой сходит стружка); заднюю главную (обращенную к поверхности резания на заготовке); вспомогательную заднюю (обращенную к обработанной поверхности заготовки). Пересечение передней и главной задней поверхности образует главную режущую кромку, а передней и вспомогательной задней - вспомогательную режущую кромку.

Пересечение главной и вспомогательной режущих кромок образуют вершину резца. Она может быть острой, закругленной или в виде фаски. Инструмент затачивают по передней и задним поверхностям. Для определения углов, под которыми расположены поверхности рабочей части инструмента относительно друг друга, вводят координатные плоскости (рис.1.3). Основная плоскость (ОП) - плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач.

Рис.2. Части и элементы токарного резца

Плоскость резания (ПР) проходит через главную режущую кромку резца, касательно к поверхности резания заготовки. Главная секущая плоскость (Б-Б) - плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость. Вспомогательная секущая плоскость (А-А) - плоскость, перпендику-лярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

В главной секущей плоскости рассматриваются следующие углы (рис.3):

а) главный задний угол α - угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания (которая проходит через главную режущую кромку резца и касательна к поверхности резания);

б) угол заострения β - угол между передней и главной задней поверхностью резца;

в) передний угол γ - угол между передней поверхностью и основной плоскостью.

Сумма углов α + β + γ = 90° .Сумма углов α и β называется углом резания и обозначается δ

Таким образом, угол резания - угол между передней поверхностью резания и плоскостью резания. Условно считается, что угол γ может быть положительным и отрицательным. Отрицательный передний угол (-γ) -имеет место при угле резания δ > 90° ,в этом случае также выдерживается алгебраическое равенство α + β + γ = 90°

Во вспомогательной секущей плоскости обычно рассматривается только один вспомогательный задний угол α₁ (между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проведенной через вспомогательную режущую кромку, перпендикулярно основной плоскости.), α_{1 =} α

При рассмотрении сверху (в плане) проходного резца, установленного на суппорте токарного станка, видны следующие углы резца (рис.2).

Главный угол в плане φ - угол между проекцией на основную плоскость главной режущей кромки резца и направлением продольной подачи.

Вспомогательный угол в плане φ₁ - угол между проекцией на основную плоскость вспомогательной режущей кромки и направлением подачи.

Угол при вершине ε - угол между проек­циями режущих кромок на основную плоскость. Сумма углов φ, φ₁ и ε равна 180 .

Угол наклона главной режущей кромки λ - угол в плоскости резания между главной режущей кромкой и основной плоскостью (рио.5). Угол λ считается положительным, когда вершина резца является низшей точкой режущей кромки; отрицательным, если вершина резца является высшей точкой режущей кромки; равным нулю, когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости.

Углы режущей части резца влияют на процесс резания.

Задние углы α и α₁ уменьшают трение между задними поверхностями инструмента и поверхностями обрабатываемой заготовки, что снижает силы резания и уменьшает износ резца, однако, чрезмерное увеличение заднего угла приводит к ослаблению режущей кромки резца. Рекомендуется при обработке стальных и чугунных деталей задние углы выполнять в пределах 6-12°.

С увеличением переднего угла γ уменьшается работа резания и повышается качество обработанной поверхности. При обработке мягких сталей γ = 8-20° , а при обработке весьма твердых сталей делают даже отрицательный угол, т.е. γ = −(5-10)°.

Главный угол в плане φ определяет соотношение между радиальной и осевой силами резания. При обработке деталей малой жесткости угол φ берут близким или равным 90°,так как в этом случае радиальная сила, вызывающая изгиб детали, минимальна. В зависимости от условий работы принимают φ =10-90° . Наиболее распространенное значение угла φ при обработке на универсальных токарных станках равно 45°. Вспомогательный угол в плане φ₁ = 0-45°; наиболее распространен угол φ₁ = 12-15°.

Угол наклона главной режущей кромки λ определяет направление схода стружки. При положительном λ стружка имеет направление на обработанную поверхность, при отрицательном λ на обрабатываемую поверхность. Угол λ часто принимают равным 0°. При чистовой обработке принимать угол λ положитель-ным не рекомендуется, так как сходящая стружка может увеличить шерохова-тость обработанной поверхности.

Токарные резцы подразделяют по назначению, материалу рабочей части, форме головки и направлению подачи, конструкции, сечению тела резца и т.д.

По назначению различают резцы проходные, подрезные, отрезные расточные, галтельные, фасонные и резьбовые. На рис.4 показаны наиболее часто применяемые типы токарных резцов.

Проходные резцы применяются для наружного точения: черновые (рис. 4а, б, г) и чистовые (рис. 4в).

Подрезные резцы применяются в основном для подрезания торцов. Проходной упорный резец (рис. 4г) имеет главный угол в плане φ = 90°; он работает с продольной подачей и одновременно подрезает торец. Подрезной резец (рис. 4д) предназначен для подрезания торцов и работает с поперечной подачей.

Отрезные резцы (рис. 4ж) применяют для разрезания заготовок и прорезания канавок. Отрезной резец имеет одну главную и две вспомогательные режущие кромки. Для уменьшения трения вспомогательные задние поверхности затачивают под углами 1,5-2°.

Расточные резцы применяют для растачивания отверстий, предварительно просверленных или полученных в процессе штамповки или отливки. Расточные резцы используют для растачивания сквозных отверстий (рис.4з) и глухих (рис.4и). Резцы для растачивания глухих отверстий имеют главный угол в плане

φ = 90°, а для растачивания сквозных отверстий - φ = 45-60°.

Галтельные резцы применяются для протачивания закруглений (галтелей) (рис.4 д).

В качестве материала режущей части токарных резцов используют быстрорежущие стали, твердые сплавы и минералокерамику. Углеродистые и легированные инструментальные стали для изготовления токарных резцов применяются редко.

По форме головки и направление подачи проходные резцы подразделяют на правые и левые. У правых резцов (рис. 4а, б) главная режущая кромка расположена с левой стороны, и они работают с подачей справа налево (от задней бабки к передней). У левых резцов главная режущая кромка расположена справа, и работают они в обратном направлении, т.е. от передней бабки к задней.

Резцы могут иметь головки, отогнутые (рис. 4б) вправо или влево, изогнутые вверх ила вниз и оттянутые (рис. 4ж).

По сечению стержня различают резцы прямоугольные, квадратные и круглые.

По конструкции резцы могут быть цельные (головка и тело сделаны из одного материала)_, с приваренной встык головкой (например, головка из быстрорежущей стали, а державка резца из малоуглеродистой стали), с припаянной пластинкой (твердого оплава или быстрорежущей стали) и резцы с механическим креплением режущих пластинок.

1.3. Задание

1. Дать характеристику резца (наименование, марка материала режущей части, форма передней поверхности).

2. Выполнить эскиз резца (приложение 1).

Л

Рис. 4. Разновидность токарных резцов

3. Дать схему обработки данным резцом (аналогично рис.1).

4. Результаты измерений основных размеров и углов резца внести в таблицу (приложение 2).

5. Выполнить эскиз резца в двух проекциях с необходимым количеством сечений и видов и указать основные размеры и углы заточки.

1.4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Вычертить схему обработки детали изучаемым резцом. На схеме следует указать обрабатываемую и обработанную поверхности, поверхность резания, главную режущую кромку, переднюю и главную заднюю поверхности, указать стрелками направление главного движения (заготовки) и движения подачи (резца).

Измерить измерительной линейкой или штангенциркулем основные размеры резца (длину резца - L, длину его головки L₁ и длину тела (стержня) L₂, сечение резца В × Н, высоту h, см. рис.4 л).

Измерить радиусомером радиус закругления вершины резца.

Измерить углы резца, используя универсальный угломер, настольный угломер. Универсальным угломером замерить углы в плане: главный φ и вспомогательный φ_1. Измерительную линейку угломера "б" приложить к боковой стороне стержня резца, измерительную линейку "a" подвести к главной режущей кромке ε, на шкале угломера получить значение угла φ (рис.6). Аналогично измерить вспомогательный угол в плане φ₁. Подсчитать угол при вершине по формуле ε =180 − (φ + φ₁).

Настольным угломером измерить передний и задние углы (главный и вспомогательный) и угол наклона главной режущей кромки. Для измерения переднего и главного заднего углов измеритель с линейками "а" и "б" (рис.7,8) визуально установить в главной секущей плоскости (перпендикулярно проекции главной режущей кромки на основную плоскость). При измерении заднего главного угла α измерительную линейку "а" прикладывают к главной задней поверхности резца (рис.7) и на шкале угломера "С" смотрят значение угла α. При измерении переднего угла γ измерительную линейку "в" совместить с главной передней поверхностью резца и на шкале "С" прочитать значение угла γ (рис.8), если стрелка отклоняется влево (-) , если вправо (+) . Вспомогательный угол α₁ измерить аналогично α. В этом случае измеритель установить во вспомогательной секущей плоскости. При измерений угла наклона главной режущей кромки λ линейку "в" измерителя совместить с главной режущей кромкой (рис.9) и на шкале "С" прочитать значение угла.

Угол резания δ и угол заострения β определить соответственно по формулам δ = (90° − γ) и β = 90° − (α + γ).

Рис.7.Схема измерения главного заднего угла на настольном угломере

Рис. 7. Схема измерения главного заднего

Угла настольным угломером

1.5. ВОПРОСЫ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

1. Какую поверхность на заготовке называют поверхностью резания? Обрабатываемой? Обработанной?

2. Что понимают под основной плоскостью и плоскостью резания, главной и вспомогательной секущими плоскостями?

3. Из каких элементов состоит рабочая часть резца?

4. В каких плоскостях замеряются главные и вспомогательные углы резца?

5. Что называют углами α, γ, λ, β, δ, φ, φ₁, ε, α₁.

6. Для каких работ используется резец проходной, проходной упорный, подрезной, расточной, отрезной, прорезной?

7. Как отличить правый резец от левого?

1.6. ЛИТЕРАТУРА

1. А.М. Дальский и др. Технология конструкционных материалов.-

-М: Машиностроение, 1977, с. 392-396, 446-447.

2. А.М.Дальский и др. Механическая обработка материалов.-

-М: Машиностроение, 1981, с. 88-91, 132-133.

3. Технология металлов и других конструкционных материалов / Под ред.

А.П. Дубинина- М.: Высшая школа,1969, с. 393-399, 449-451.

Приложение 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ТАБЛИЦА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЗЦОВ

Шифры резцов по СТП	Наименование резцов	Габаритные размеры резцов BхHхL или DхL, мм	Углы резцов, град
			Главные				Наклона главной режущей кромки λ	В плане			Вспомогательный задний α1
			Передний γ	Задний α	Заострения β	Резания δ		Главный φ	Вспомогательный φ1	При вершине ε
	Проходной
	Подрезной
	Отрезной