1.1. Поверхности при точении

Технология изготовления большинства деталей механизмов и ма­шин включает операции механической обработки снятием струж­ки — для обеспечения формы, размеров и шероховатости поверхно-

Рис. 1.1. Поверхности при точении / — поверхность заготовки; 2— поверхность резания, по кото­рой снимается стружка; 3 — поверхность детали

сти, заданных чертежом. При точении (рис. 1.1) заготовка получает вращательное дви­жение, а инструмент (резец) — движение подачи.

1.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ТОКАРНОГО РЕЗЦА

Державка //резца (рис 1.2) представляет собой стержень прямо­угольного, квадратного или другого сечения и служит для закрепле­ния его в резцедержателе станка.

Головка резца (рабочая часть) /участвует непосредственно в сня-i ми стружки; ограничивается она передней 6, главной задней /, вспо­могательной задней 5, нижней и боковой поверхностями. Пересече­ние передней и главной задней поверхностей образует главную режу­щую кромку 2, а пересечение передней и вспомогательной задней — шпомогательную режущую кромку 4. Пересечение главной и вспо­могательной режущих кромок образует вершину 3 резца.

Рис. 1.3. Процесс снятия стружки

. 1.2. Конструктивные эле­менты токарного резца

11о передней поверхности 2, воспринимающей давление срезае­мого слоя, сходит стружка 7 (рис. 1.3). Главная задняя поверхность обращена к поверхности 2 (см. рис. 1.1), с которой снимается стружка II которая называется поверхностью резания. Вспомогательная зад-ИЯ поверхность обращена к обработанной поверхности 3, т. е. к по-||1 рхпоста, полученной после снятия припуска [78].

1 .3. Движения при точении

При обработке на токарных станках различают два движения: главное — вращательное движение v заготовки и движение подачи S резца (рис. 1.4) [78].

Рис. 1.4. Схемы главного движения и движения подачи при точении: а — продольном; б— поперечном

1.4. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И КООРДИНАТНЫЕ ПЛОСКОСТИ (НА ПРИМЕРЕ ТОЧЕНИЯ)

Согласно ГОСТ 25762—83 [8] различают следующие системы ко­ординат и координатные плоскости.

Инструментальная система координат — прямоугольная система координат с началом в вершине лезвия, ориентированная относи­тельно геометрических элементов режущего инструмента, принятых за базу. Инструментальная система координат применяется для изго­товления и контроля инструмента.

Статическая система координат — прямоугольная система коор­динат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориенти­рованная относительно направления скорости главного движения резания. Статическая система координат применяется для прибли­женных расчетов углов лезвия в процессе резания и для учета измене­ния этих углов после установки инструмента на станке.

Кинематическая система координат — прямоугольная система ко­ординат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориен­тированная относительно направления скорости результирующего движения резания.

Основная плоскость — координатная плоскость, проведенная че­рез рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно на­правлению скорости главного или результирующего движения реза­ния в этой точке.

Инструментальная основная плоскость — основная плоскость ин­струментальной системы координат.

Статическая основная плоскость — основная плоскость статиче­ской системы координат.

Кинематическая основная плоскость — основная плоскость кине­матической системы координат.

Плоскость резания — координатная плоскость, касательная к ре­жущей кромке в рассматриваемой точке, перпендикулярная основ­ной плоскости.

Инструментальная плоскость резания — координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпенди­кулярная инструментальной основной плоскости.

Статическая плоскость резания — координатная плоскость, каса­тельная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендику­лярная статической основной плоскости.

Кинематическая плоскость резания — координатная плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпенди­кулярная кинематической основной плоскости.

Главная секущая плоскость — координатная плоскость, перпен­дикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости ре­зания.

Инструментальная главная секущая плоскость — координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения инструментальной основной плоскости и плоскости резания.

Статическая главная секущая плоскость — координатная плос­кость, перпендикулярная линии пересече­ния статических основной плоскости и плоскости резания.

Кинематическая главная секущая плос­кость — координатная плоскость, перпен­дикулярная линии пересечения статиче­ских основной плоскости и плоскости реза­ния.

Рис. 1.5. Плоскости при точении

Кинематическая главная секущая плос­кость — координатная плоскость, перпен­дикулярная линии пересечения кинемати­ческих основной плоскости и плоскости ре­зания.

Н ормальная секущая плоскость — плоскость, перпендикулярная режущей кромке в рассматриваемой точке.

Секущая плоскость схода стружки — плоскость, проходящая через направления схода стружки и скорости резания в рассматриваемой точке режущей кромки.

На рис. 1.5 показано взаимное положение плоскости резания 1 и основной плоскости 2.

1.5. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ТОКАРНОГО РЕЗЦА

Обработка резанием производится различными РИ: резцами, сверлами, фрезами, протяжками и т. д. В каждом из них можно выде­лить режущий клин, определяющий возможности срезания некото­рого слоя металла (припуска). Форма режущего клина бывает различ­ной и определяется наиболее простым и удобным видом инструмента для изучения геометрических параметров его режущей части. На ос­новании понятий и определений геометрических параметров токар­ного резца, имеющего в своем сечении режущий клин, изучают гео­метрию более сложных РИ.

На рис. 1.6 даны геометрические параметры токарного резца.

Передний угол у — угол между следом касательной к передней по­верхности в рассматриваемой точке и нормалью в той же точке к сле­ду плоскости резания. Назначение переднего угла — обеспечить бес­препятственный сход стружки по передней поверхности РИ. Он мо­жет быть положительным, направленным в тело резца (см. рис. 1.6), нулевым и отрицательным. Зависит величина переднего угла от свойств обрабатываемого материала: для материалов, дающих слив­ную стружку, он положительный; для материалов, дающих стружку скалывания, он нулевой или отрицательный. Кроме того, нулевой пе­редний угол применяют у фасонных режущих инструментов (в част­ности, резцов) с целью сохранения профиля при переточках таких инструментов по передним поверхностям.

Главный задний угол а — угол между следом касательной к главной задней поверхности в рассматриваемой точке и следом плоскости ре­зания. Назначение заднего угла — обеспечить свободное перемеще­ние задней поверхности резца относительно поверхности резания. Он может быть положительным, направленным в тело резца (см. рис. 1.6). В исключительных случаях он может быть нулевым; в этом слу­чае след задней поверхности совпадает со следом плоскости резания. Главный задний угол не может быть отрицательным, поскольку в 10

Рис. 1.6. Геометрические параметры прямого проходного резца

этом случае режущий клин не сможет врезаться в металл. Реальные значения главных задних углов для токарных резцов + (6... 12)°.

Угол заострения р — угол между касательными к следам передней и главной задней поверхностей резца, проведенными через рассмат­риваемую точку режущей кромки. С точки зрения условий резания величина его должна быть минимальной, предопределяемой прочно­стью режущего лезвия.

Угол резания 5 заключен между следом касательной к передней по­верхности резца в рассматриваемой точке и следом плоскости реза­ния. Его назначение, как и переднего угла, обеспечить беспрепятст­венный сход стружки по передней поверхности; кроме того, он опре­деляет угол заострения.

Между указанными углами существует следующее соотношение: 5 + у = 90° и а + р + у = 90°, если угол у — положительный. Если угол у отрицательный, то 5 + (—у) = 90°. Углы у, а, р и б задаются и из­меряются в главной секущей плоскости N— N.

Во вспомогательной секущей плоскости измеряют угол щ, заключенный между следом касательной к вспомогательной задней

и

п оверхности резца, проведенной через рассматриваемую точку, и следом плоскости, проведенной через вспомогательное режущее лез­вие перпендикулярно основной плоскости. Значения вспомогатель­ных задних углов для токарных резцов (2...4)°, что обеспечивает бес­препятственное перемещение вспомогательной задней поверхности относительно обработанной. Во вспомогательной же секущей плос­кости иногда рассматривают вспомогательный передний угол уь Углы резца в плане ф, <pi и е измеряются в основной плоскости. Главный угол в плане ср заключен между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи S. Величина этого угла для различных токарных резцов изменяется в пределах (15...95)°.

Вспомогательный угол в плане (pi заключен между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направ­лением, обратным направлению подачи. Значения его изменяются от 15 до 45°.

Угол при вершине е заключен между проекциями главной и вспомо­гательной режущих кромок на основную плоскость; е = 180° — (ф + Ф1).

Угол X наклона главной режущей кромки — угол между главной режущей кромкой и прямой, проходящей через вершину резца парал­лельно основной плоскости (рис. 1.6, 1.7), если принять, что основ­ная плоскость проходит через основание резца. Измеряется он в плоскости резания и может иметь нулевое, отрицательное и положи­тельное значения. Угол X определяет направление схода стружки.

Рис. 1.7. Углы наклона главной режущей кромки: 1—2 — главная режущая кромка; 3 — плоскость резания; 4 — основная плоскость

При X = 0° стружка сходит в направлении, перпендикулярном главной режущей кромке, при +Х — в направлении обработанной по­верхности, при —X — в сторону поверхности заготовки. Если главная режущая кромка параллельна основной плоскости, угол X равен

нулю; если вершина резца является наивысшей точкой главного ре­жущего лезвия, угол X отрицательный; если вершина резца является низшей точкой главного режущего лезвия, угол X положительный.

Величины указанных углов резца соответствуют данным определе­ниям при соблюдении следующих условий: а) вершина резца установ­лена на высоте оси вращения детали; б) геометрическая ось стержня резца расположена перпендикулярно оси вращения детали. Наруше­ние этих условий приводит к изменению величины углов [78].