Углы токарного резца

Геометрия токарного резца. Основные углы токарного резца. Влияние углов токарного резца на процесс резания

Страницы работы

Содержание работы

Геометрия токарного резца.

Обработка деталей на токарных станках ведется резцами, которые в зависимости от вида выполняемой операции могут иметь различное конструктивное исполнение.

Резец состоит из двух частей:

– рабочая часть (головка)

– крепежная часть (державка)

Основные элементы режущей части рис. (а):

1- Передняя поверхность 4. Главная режущая кромка

2- Главная задняя поверхность 5. Вспомогательная реж. кромка

3- Вспомогательная задняя поверхность 6. Вершина

Основные углы токарного резца

Для определения углов приняты четыре координатные плоскости:

Рv – основная плоскость – плоскость, проходящая через точку реж. кромки перпендикулярно направлению вектора скорости

Рn – плоскость резания – касательная к реж. кромке и перпендикулярная основной плоскости.

Р τ – главная секущая плоскость – перпендикулярная линии пересечения Pv и Pn (перпендикулярная режущей кромке).

Ps – рабочая плоскость – плоскость в которой расположены векторы главного движения и подачи.

1)В главной секущей плоскости (Р τ ) измеряются главные углы резца :

γ – передней угол– угол между передней поверхностью и основной плоскостью Pv.

α – задний угол – угол между задней поверхностью и плоскостью резания.

β – угол заострения – угол между передней и главной задней поверхностью.

2) В основной плоскости (Pv) измеряют углы в плане:

φ- главный угол в плане – угол между главной режущей(Pп) и рабочей плоскостью (Ps)

φ`- вспомогательный угол в плане – угол между рабочей плоскостью(Ps) и проекции главной и вспомогательной режущей кромки на Pv.

3) В плоскости резания измеряется угол наклона главной режущей кромки -λ- угол между режущей кромкой и основной плоскостью Pv.

Положительный (+λ ) упрочняет режущую кромку т.к. сила приходится не на вершину, а на более прочное место режущей кромки. (При чистовой обработки λ принимают отрицательным (до -5°) чтобы стружка не царапала обработанную поверхность.

При черновой обработки – наоборот (до +5°)

Влияние углов токарного резца на процесс резания

Углы режущей части инструмента оказывают большее влияние на процесс резания. Правильно назначив углы можно значительно уменьшить его износ, силы резания, мощность, затрачиваемую на процесс резания. От углов также зависит качество обработанной поверхности и производительность обработки.

Выбирают в зависимости от:

Оказывает наибольшее влияние на процесс резания.

С увеличением γ , уменьшается работа затрачивае-

мая на процесс резания, улучшаются условия схода

стружки, повышается качество обработанной пов-ти.

Однако при этом снижается прочность лезвия,

износ инструмента увеличивается, уменьшается отвод

При обр. пластичных и мягких материалов

Служит для уменьшения трения вспомогательной

задней поверхности об обрабатываемую поверхность.

Определяет направление схода стружки

· если λ=0- стружка сходит перпендикулярно

главной режущей кромке.

· если λ – (+)- вершина резца является самой низкой

точкой резца, место первоначального контакта

удалено от вершины, выше стойкость.

Стружка сходит к обработанной поверхности

· если λ-(-)- стружка сходит к обрабатываемой

поверхности (чистовая обработка).

Влияние установки резца при обработке на величины углов.

Значение углов α и γ изменяется в процессе резания при установке вершины резца выше или ниже оси вращения заготовки. Углы φ и φ` – в зависимости от расположения оси резца относительно оси заготовки.

Конструктивные элементы и геометрические параметры проходных токарных резцов

Из всех видов токарных резцов наиболее распространенными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхностей, подрезки торцов, уступов и т.д.

Призматическое тело npoходного резца (рис. 1), как и любого другого, состоит из режущей части (головки) и державки. Головка резца содержит переднюю 1, главную заднюю 2 и вспомогательную заднюю 3 поверхности. Пересечения этих поверхностей образуют главную 4 и вспомогательную 5 режущие кромки.

Рис. 1. Конструктивные элементы токарного резца:

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность;
3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка;
5 – вспомогательная режущая кромка

По передней поверхности сходит снимаемая резцом стружка. Главная задняя поверхность обращена к поверхности резания, образуемой главной режущей кромкой, а вспомогательная задняя поверхность – к обработанной поверхности детали.

Указанные поверхности и режущие кромки после заточки располагаются под определенными углами относительно двух координатных плоскостей и направления подачи, выбираемыми с учетом кинематики станка.

За координатные плоскости (рис. 2) принимают две взаимно перпендикулярные плоскости:

1) плоскость резания, проходящую через главную режущую кромку, и вектор скорости резания, касательный к поверхности резания;

2) основную плоскость, проходящую через эту же кромку и нормаль к вектору скорости резания.

Есть другое определение основной плоскости: это плоскость, проходящая через векторы продольной Sпр и радиальной Sр подач; в частном случае может совпадать с основанием резца, и в этом случае возможно измерение углов резца вне станка в его статическом положении.

Рис. 2. Геометрические параметры проходного токарного резца

За вектор скорости резания, применительно к резцам, а также ко многим другим инструментам, принимают вектор окружной скорости детали без учета вектора продольной подачи, который во много раз меньше вектора окружной скорости и не оказывает заметного влияния на величину передних и задних углов. Только в отдельных случаях, применительно, например, к сверлам, в точках режущих кромок, прилегающих к оси сверла, это влияние становится существенным.

На рис. 2 представлены вид заготовки и резца в плане и геометрические параметры, обязательно указываемые на рабочих чертежах резцов: γ, α, α1, φ, φ1. Ниже даны определения и рекомендации по назначению их величин.

Передний и задний углы главной режущей кромки принято измерять в главной секущей плоскости N–N, проходящей нормально к проекции этой кромки на основную плоскость, которая в данном случае совпадает с плоскостью чертежа. Плоскость N–N выбрана в связи с тем, что именно в ней происходит деформация металла при резании.

Передний угол γ – это угол между основной плоскостью и плоскостью, касательной к передней поверхности. Величина этого угла оказывает на процесс резания определяющее влияние, так как от него зависят степень деформации металла при переходе в стружку, силовая и тепловая нагрузки на режущий клин, прочность клина и условия отвода тепла из зоны резания. Оптимальное значение переднего угла γ определяется опытным путем в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материалов, факторов режима резания (V, S, t) и других условий обработки. Возможные значения угла γ находятся в пределах 0. 30°. Для упрочнения режущего клина, особенно изготовленного из хрупких режущих материалов, на передней поверхности затачивают фаску с нулевым или отрицательным передним углом (γф = 0. –5°), шириной f, зависящей от подачи.

Задний угол α – это угол между плоскостью резания и плоскостью, касательной к задней поверхности. Фактически это угол зазора, препятствующего трению задней поверхности резца о поверхность резания. Он влияет на интенсивность износа резца и в сочетании с углом γ влияет на прочность режущего клина и условия отвода тепла из зоны резания.

Чем меньшую нагрузку испытывает режущий клин и чем он прочнее, тем больше значение угла a, величина которого зависит, таким образом, от сочетания свойств обрабатываемого и режущего материалов, от величины подачи и других условий резания. Например, для резцов из быстрорежущей стали при черновой обработке конструкционных сталей α = 6. 8°, для чистовых операций α = 10. 12°.

Угол наклона главной режущей кромки λ – это угол между основной плоскостью, проведенной через вершину резца, и режущей кромкой. Он измеряется в плоскости резания и служит для предохранения вершины резца А от выкрашивания, особенно при ударной нагрузке, а также для изменения направления сходящей стружки. Угол λ считается положительным, когда вершина резца занижена по сравнению с другими точками главной режущей кромки и в контакт с заготовкой включается последней. Стружка при этом сходит в направлении обработанной поверхности (от точки В к точке А), что может существенно повысить ее шероховатость. При черновой обработке это допустимо, так как после нее следует чистовая операция, снимающая эти неровности. Но при чистовых операциях, когда нагрузка на режущий клин невелика, первостепенное значение приобретает задача отвода стружки от обработанной поверхности. С этой целью назначают отрицательные значения угла (–λ). При этом вершина резца А является наивысшей точкой режущей кромки, а стружка сходит в направлении от точки А к точке В.

Наличие угла λ усложняет заточку резцов, поэтому практические значения этого угла невелики и находятся в пределах λ = +5…–5°.

Углы в плане φ и φ 1 (главный и вспомогательный) – это углы между направлением продольной подачи Sпр и, соответственно, проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Главный угол в плане φ определяет соотношение между толщиной и шириной срезаемого слоя. При уменьшении угла φ стружка становится тоньше, улучшаются условия теплоотвода и тем самым повышается стойкость резца, но при этом возрастает радиальная составляющая силы резания.

При обточке длинных заготовок малого диаметра вышесказанное может привести к их деформации и вибрациям, и в этом случае принимается φ = 90°.

Для других случаев рекомендуется:

– при чистовой обработке φ = 10. 20°;

– при черновой обработке валов (l/d = 6. 12) φ = 60. 75°;

– при черновой обработке более жестких заготовок φ = 30. 45°.

У проходных резцов обычно угол φ1 = 10. 15°. С уменьшением угла γ1 до 0 величина h также уменьшается до 0, что позволяет значительно увеличить подачу, а следовательно, и производительность процесса резания.

Вспомогательный задний угол α1, измеряемый в сечении N1 – N1, перпендикулярном к вспомогательной режущей кромке, принимается примерно равным α; α1 образует зазор между вспомогательной задней поверхностью и обработанной поверхностью заготовки.

Вспомогательный передний угол γ1 определяется заточкой передней поверхности и на чертеже обычно не указывается.

С целью повышения прочности режущей части резца предусматривается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1. 3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.

Оптимально назначенная скорость резания позволяет рационально использовать все ресурсы используемые в производственном процессе. С увеличением скорости резания происходит уменьшение машинного времени обработки и в целом трудоемкости изготовления изделия .

Исследования, проведенные советскими и зарубежными учеными, показали, что важнейшими факторами, влияющими на условия трения и износа режущих инструментов являются: физико-механические свойства обрабатываемого материала и режущего инструмента .

Читайте также:  Топливный бак цистерны

Геометрия токарного резца – углы, поверхности, плоскости

К основным режущим инструментам, используемым при токарной обработке, относится резец, геометрические параметры которого определяют его технические возможности, точность и эффективность обработки. Разбираться в таких параметрах должен любой специалист, решивший посвятить себя токарному делу, поскольку правильный выбор углов резца увеличивает как продолжительность эксплуатации инструмента, так и производительность обработки.

Параметры токарных резцов

Любой токарный резец образуют державка, необходимая для фиксации инструмента в держателе токарного станка, и рабочая головка, обеспечивающая резание металла. Для рассмотрения геометрических параметров токарного резца за образец лучше взять проходной инструмент.

На режущей части токарного резца данного типа выделяют три поверхности:

  • переднюю (по ней в ходе обработки заготовки осуществляется сход металлической стружки);
  • задние – главную и вспомогательную (обе повернуты своей лицевой частью к обрабатываемой детали).

Кромка инструмента, называемая режущей (и непосредственно участвующая в обработке), образована пересечением его передней и главной задней поверхностей. В геометрии токарного резца выделяют и вспомогательную режущую кромку. Она, соответственно, образована пересечением передней поверхности со вспомогательной задней.

Точку, в которой пересекаются главная и вспомогательная режущие кромки, принято называть вершиной резца. Последняя при резании металла испытывает колоссальные нагрузки, приводящие к ее поломке. Чтобы повысить стойкость вершины резца, ее в процессе заточки не заостряют, а немного скругляют. Это требует введения такого параметра, как радиус при вершине. Есть и еще один способ увеличения стойкости вершины токарного резца – формирование переходной режущей кромки, имеющей прямолинейную форму.

Важнейшими геометрическими параметрами резцов для токарной обработки являются их углы, которые определяют взаимное расположение поверхностей инструмента. Параметры углов варьируются в зависимости от разновидности токарного резца и от ряда других факторов:

  • материала изготовления инструмента;
  • условий его работы;
  • характеристик материала, который предстоит обрабатывать.

Углы резцов для токарной обработки

Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях.

Углы и плоскости токарного резца

  • Основная плоскость параллельна направлениям подач токарного резца (продольной и поперечной) и совпадает с его опорной поверхностью.
  • Плоскость резания включает главную режущую кромку и проходит по касательной по отношению к поверхности обработки. Эта плоскость перпендикулярна к основной.
  • Главная секущая плоскость пересекает главную режущую кромку и располагается перпендикулярно по отношению к проекции, которую данная кромка откладывает на основную плоскость. Есть еще и вспомогательная плоскость секущего типа, которая, соответственно, перпендикулярна проекции, откладываемой на основную плоскость вспомогательной режущей кромкой.

Углы токарных резцов, как уже говорилось выше, измеряются именно в данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.

Угол наклона режущей кромки резца

Одним из важнейших считается главный задний угол токарного резца, который минимизирует трение, возникающее при взаимодействии задней поверхности инструмента с деталью, которую в данный момент обрабатывают (а значит, уменьшает нагрев резца и продлевает срок его службы). Образуется этот угол поверхностью резца (главной задней) и плоскостью резания. Выбирая данный угол при заточке инструмента, учитывают тип обработки и материал заготовки. При этом следует знать, что сильное увеличение размера заднего угла приводит к быстрому выходу токарного резца из строя.

Прочность и стойкость режущего инструмента, усилия, возникающие в ходе обработки, определяются параметрами переднего угла. Он находится между передней поверхностью токарного резца и плоскостью, в которой расположена главная режущая кромка (эта плоскость перпендикулярна плоскости резания). При заточке токарного резца, учитывают ряд факторов, влияющих на величину данного угла:

  • материал заготовки и самого инструмента;
  • форму передней поверхности;
  • условия, в которых резец будет использоваться.

Порядок заточки поверхностей токарного резца

Увеличение значения переднего угла, с одной стороны, позволяет улучшить чистоту обработки, а с другой – провоцирует снижение прочности и стойкости токарного резца. Такой угол, получаемый в результате заточки, может иметь положительное и отрицательное значение.

Токарные резцы с передними углами, которые имеют отрицательные значения, отличаются высокой прочностью, но выполнять обработку такими инструментами затруднительно. Обычно заточку с передним углом, который имеет положительное значение, используют, когда предстоит обработка заготовки из вязкого материала, а также когда материал изготовления инструмента отличается высокой прочностью.

Резцы с передними углами, имеющими отрицательное значение, применяют при обработке материалов с высокой твердостью и прочностью, при выполнении прерывистого резания, когда материал изготовления инструмента не обладает достаточной прочностью на изгиб и плохо воспринимает ударные нагрузки.

Параметрами, характеризующими геометрию резца для токарной обработки, также являются углы резания и заострения. Угол резания, величина которого может варьироваться в пределах 60–100 0 , находится между поверхностью инструмента, называемой передней, и плоскостью резания.

Величина данного угла напрямую зависит от твердости, которой обладает обрабатываемый металл: чем она выше, тем больше его значение. Угол заострения полностью соответствует своему названию, он измеряется между главной передней и главной задней поверхностями инструмента и характеризует степень заострения его вершины.

Характеризуют токарный резец и углы в плане. Это главный, измеряемый между направлением продольной подачи и проекцией, которую откладывает главная режущая кромка на основную плоскость, и вспомогательный, образуемый проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением продольной подачи.

Контроль углов резца

При заточке указанные углы выбираются не произвольно, а в зависимости от типа токарной обработки и жесткости, которой обладает система «станок – инструмент – заготовка». Так, обработку большей части металлов можно проводить инструментами с главным углом в плане, равным 45 0 , но тонкие и длинные заготовки следует обрабатывать резцами, у которых величина этого угла находится в промежутке 60–90 0 . Это необходимо для того, чтобы исключить прогиб и дрожание детали.

Вспомогательный угол в плане одновременно коррелирует с чистотой обработки и со стойкостью резца. С его уменьшением возрастает чистота обработки и увеличивается стойкость инструмента.

Помимо рассмотренных выше в геометрии токарных резцов различают углы:

  • при вершине (измеряемый между проекциями, которые откладывают на основную плоскость главная и вспомогательная режущие кромки).
  • наклона главной режущей кромки (образуется линией, которая параллельна основной плоскости и проходит через вершину резца, и самой режущей кромкой; защищает самую уязвимую часть резца – его вершину – от разрушения).

Рекомендуем вам посмотреть видео, в котором опытный преподаватель-практик подробно рассказывает обо всех тонкостях строения токарных резцов.

Параметры токарных резцов, установки, правила заточки

Точение различных изделий на токарном оборудовании выполняют посредством инструмента, который носит обобщающее название резец токарный. Резцовый инструмент классифицируется главным образом по функциональному назначению, от которого напрямую зависят конструктивные особенности отдельных видов, конструкция и конфигурация их лезвий. Другие классифицирующие признаки относятся к его ориентации во время рабочего процесса, виду режущей части, а также материала, из которого он изготовлен. Кроме токарных станков для металлообработки, существует аналогичное оборудование для точения изделий из дерева, резцы которого имеют отличную конструкцию и пригодны только для работы с древесиной и пластиками. Чтобы различать их с резцовым инструментом для токарной обработки металлов, в названии последнего часто употребляют словосочетание «резец по металлу». Типоразмеры и конструктивные характеристики токарных резцов регламентируются государственными и международными стандартами и в виде специального кода указываются на их маркировке.

Конструктивные элементы токарного резца

Основная часть токарного резцового инструмента имеет примерно одинаковую компоновку и конфигурацию основных частей. В основном они отличаются геометрией режущей части, что связано с функциональным назначением конкретного типа резцового инструмента. Кроме того, существует несколько технологий сочленения державки и режущей части, от которых зависит базовая конструкция токарных резцов. Тем не менее все модели имеют примерно одинаковый набор рабочих плоскостей и граней головки резца, участвующих в процессе резания. Кроме основных, непосредственно реализующих процесс снятия припуска, к ним также относятся элементы, ответственные за направленный отвод слоя удаленного металла, формирование и ломку стружки и пр. На рисунке ниже представлены классические элементы резца и их расположение на режущей части.

Одной из особенностей токарной обработки является то, что горизонтальное продольное движение резцового инструмента может осуществляться в двух направлениях: от шпинделя (вправо) и по направлению к нему (влево). Смена направления движения требует изменения ориентации режущих поверхностей, поэтому инструментальная промышленность производит токарный инструмент в обоих вариантах. Чтобы определить, правый это или левый резец, нужно поместить на него правую ладонь пальцами в сторону лезвия. Если большой палец будет справа от вершины, то это правый, а если нет — левый.

Плоскости резания

Угловые параметры резцового токарного инструмента рассчитываются с помощью системы координатных плоскостей, среди которых базовыми являются основная, резания и главная секущая. Их взаимный наклон формирует углы заточки режущей части, обеспечивающие токарную обработку на расчетных режимах. Таким образом определяются следующие углы: главный передний (γ), главный задний (α), угол заострения (β), а также ряд других углов (см. правый рис. ниже).

Углы резца

Работа токарного инструмента в процессе резания определяется угловыми параметрами передней и задней поверхностей. Поэтому основные углы резца — это главный передний (γ) и главный задний (α). При увеличении первого снижаются затраты мощности на выполнение резания, улучшается стружкоотвод и снижается шероховатость. С другой стороны, при увеличении переднего угла снижается толщина лезвия, что приводит к ухудшению его прочностных характеристик, усилению выкрашивания и уменьшению скорости отвода тепла. Основное назначение заднего угла — это снижение трения между поверхностью резания и главной задней. Кроме главных по функциональности углов α и γ при расчете определяется еще несколько углов, чьи величины влияют на класс чистоты токарной обработки, процесс формирования стружки и другие технические характеристики.

Рабочие режимы

Работы с подрезными резцами осуществляются в различных режимах в зависимости от типа обработки поверхности. Далее рассмотрены особенности применения данных инструментов на примере модели ВК8. Для предметов цилиндрической конфигурации и подрезания торцов и уступов применяют как поперечную, так и продольную передачи.

Черновую обработку осуществляют на глубину 2-5 мм с применением поперечной подачи на 0,3-0,7 мм за оборот. Названные характеристики для чистовых работ равны 1 мм и 0,1-0,3 соответственно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Виды резцов для токарного станка и их назначение

При описании видов токарного инструмента обычно применяют несколько классифицирующих признаков. По конструктивному исполнению он делится на две разновидности: цельный и сборный. В первом случае все изделие выполнено в виде монолитного бруска металла. А во втором в роли лезвия выступают съемные или паяные твердосплавные пластинки. По технологическому назначению токарные резцы делят на специальные, которые используют для обработки различных профилей и резьбонарезания, и изделия общего назначения, применяемые для наружного и внутреннего точения, отрезки и торцевой подрезки. Еще один различительный признак токарного инструмента — это конфигурация режущей части, которая зависит от его режимов эксплуатации и вида токарных работ. Для токарной обработки труднодоступных мест обычно используют изогнутый резец, имеющий несколько разновидностей, отличающихся длиной режущей части, формой изгиба, заточкой и назначением (петушковые, отогнутые, обратные резцы и прочие).

Читайте также:  Удаление коррозии и лакокрасочных покрытий

Еще один вариант классификации — это деление токарного инструмента по принципу чистоты обработки. Здесь обычно выделяют два класса: черновой и чистовой. Первый предназначен для обдирочных работ или предварительной токарной обработки, а второй — для финишных операций. Если черновой инструмент, за редким исключением, довольно однотипен, то среди чистового существует ряд разновидностей с собственными названиями. В качестве примера можно привести лопаточный и радиусный резцы с дугообразным лезвием, назначением которых является точное чистовое точение. Еще один отдельный вид — это алмазный резец, применяемый для токарных работ по сверхтвердым материалам. Ни на что не похожую конструкцию имеет чашечный токарный резец с круговой режущей поверхностью, который может работать долгое время без переточки.

Кроме стандартной классификации, существует множество названий специфического токарного инструмента, как правило, отражающего особенности его конструкции или технологии применения. К таким относится пружинный резец с изогнутой в виде волны резцовой частью, которая пружинит во время токарной обработки жестких и неровных материалов.

Отдельной категорией резцовых изделий для токарных станков являются строгальные резцы. При токарных операциях с их использованием подача осуществляется на неподвижную деталь. При этом припуск не срезается, как при вращении, а удаляется строганием. В такой конфигурации токарный станок выполняет ту же функцию, что строгальный или долбежный.

Проходные прямые, отогнутые и упорные

Самая распространенная токарная операция — это обточка внешних частей цилиндрических заготовок. При этом используют три базовые разновидности резцового инструмента, представленные на рисунке ниже.

Упорный резцовый инструмент предназначен для обточки длинных и нежестких изделий, т. к. его конструкция способствует меньшему изгибанию детали. Отогнутый резец имеет лезвие, расположенное под углом к державке, поэтому им можно работать на продольной подаче. Все резцы этого типа фиксируются в резцедержателе так, чтобы их вершина находилась напротив главной оси вращения станка. Одна из разновидностей прямого типа — пружинный резец, который имеет удлиненную и изогнутую режущую часть, пружинящую в процессе обработки. Проходной резцовый инструмент является наиболее массовым и универсальным, поэтому часто изготавливается неразборным из быстрорежущей инструментальной стали.

Подрезные резцы

Основное предназначение данного инструмента — подрезка торцов и формирование уступов на вращающихся заготовках. Подрезные резцы работают на обоих направлениях подачи и поэтому могут формировать уступы под различными углами. Конструктивно это чаще всего быстрорежущие резцы сборного типа. На фото ниже — подрезка торца бронзовой заготовки.

Отрезные резцы

Этот вид токарного инструмента относится к группе канавочных и отрезных резцов. От проходных и подрезных его отличает специфическая форма режущей части. На ее лезвии по бокам от основной рабочей кромки располагаются две вспомогательные, обеспечивающие резание боковых плоскостей канавки. Помимо этого для снижения трения о боковые поверхности прорезаемого паза режущая часть имеет трапецеидальную форму с сужением в сторону державки. Головка такого инструмента, как правило, имеет усиленную форму, часто выгнутую вверх (т. н. петушковый резец). Отрезку рекомендуется производить как можно ближе к зажимному патрону, при этом режущая кромка должна устанавливаться точно против оси вращения, а корпус инструмента — строго перпендикулярно к плоскости резания. Отрезные работы выполняются на меньших скоростях, чем обточка, а при резании стали и твердых металлов в зону обработки обязательно должна подаваться СОЖ. На фото ниже — отрезка.

Резьбонарезные внутренние и внешние резцы

Если при токарной обработке необходима высокая точность соотношения оси резьбы с другими плоскостями изделия, то в этом случае рекомендовано использовать резьбонарезные резцы. Технология нанесения резьбы резцовым инструментом основана на точном соответствии геометрических параметров его режущей части и резьбового профиля изделия. Независимо от вида резьбы при таких операциях подача должна быть обязательно синхронизирована с оборотами шпинделя. Конструктивно резцовый инструмент, используемый для наружной резьбы, является прямым, а для внутренней — отогнутым. На фото ниже — внешнее резьбонарезание.

Расточные резцы

Этот вид инструмента предназначен для токарной обработки внутренних цилиндрических поверхностей с целью достижения точной соосности с осью вращения детали. При токарной расточке затруднены стружкоудаление, отвод тепла и применение СОЖ, поэтому инструмент находится в более сложных условиях, чем при выполнении наружной обточки. Вследствие этого такое точение производится на меньших скоростях и небольших глубинах. Существует две основных разновидности резцового расточного инструмента: упорные и проходные. Первые предназначены для тупиковых отверстий, а вторые — для сквозных. Для расточки больших диаметров обычно используют инструментальные державки различной конфигурации, в которые в том числе могут устанавливаться и расточные резцы. На фото ниже — расточка.

Сборный инструмент

Конструктивно токарные резцы выпускаются в двух основных разновидностях: цельнометаллическими и сборными. В первом случае все изделие выполнено из единого металлического бруска, на торце которого затачивается лезвие. Во втором цельнометаллическим является все, кроме лезвия, которое в таком изделии представляет собой режущую пластинку, зафиксированную на торце головки инструмента. Режущие пластинки в этом виде токарного инструмента могут крепиться напайным или механическим способом. В первом случае ее фиксируют с помощью пайки или сварки, а во втором — различными механическими приспособлениями, среди которых самые распространенные — это резьбовые элементы, прижимы и эксцентрики. Напайки и пластины для резцов изготавливают из специальных режущих материалов, среди которых основные — это инструментальная сталь, твердотельные сплавы и порошковые композитные материалы.

Главные правила при выборе токарного резца по металлу

При выборе токарного инструмента в первую очередь нужно четко представлять, для каких целей его предполагается использовать и на каких режимах он будет эксплуатироваться. Кроме того, важным критерием является и производственное назначение, от которого зависит и его стоимость. Инструмент, используемый при разовых токарных работах в ремонтном цехе, и тот, что применяется в серийном производстве, обладают разными эксплуатационными характеристиками и, соответственно, имеют разную цену.

Однако при прочих равных ключевым параметром все-таки является стойкость резца, которая зависит от материала его лезвия. Токарные резцы со сменными пластинами во многих случаях имеют самые лучшие характеристики, но при выходе из строя лезвия оно не точится, а подлежит замене. Цельнометаллический инструмент в этом отношении практичнее, т. к. износ резца ведет только к его переточке. Кроме того, форму режущей кромки у такого изделия можно задать по своему желанию.

Когда требуется заточка резца

Необходимость в заточке резцов для токарного станка возникает в двух ситуациях: при изготовлении нового инструмента и в случае его износа в процессе эксплуатации. Работать изношенным или неправильно заточенным резцовым инструментом нельзя, т. к. это ведет к резкой потере точности токарной обработки и снижению качества поверхности детали. Другими следствиями проблем с заточкой являются вибрация и избыточный нагрев.

Правила выполнения заточки

Целью заточки токарных резцов является приведение их поверхностей к заданным геометрическим характеристикам и придание надлежащей остроты режущим кромкам. Чтобы правильно заточить токарный инструмент, необходимо соблюдать технологию заточки и применять соответствующие материалу изделия абразивные круги. Также важно, чтобы заточной станок был оборудован регулируемым подручником, позволяющим фиксировать затачиваемый инструмент под необходимыми углами. Порядок заточки токарного резца выглядит следующим образом: первыми выводятся углы обеих задних поверхностей, а после их проверки и замера затачивается передняя. Последней операцией является доводка участков всех поверхностей в тех местах, где они прилегают к режущей кромке лезвия.

Применяемые инструменты

На станке для заточки токарных резцов должны быть установлены два шлифкруга с разными абразивами: из электрокорунда и зеленого карбида кремния. Первый предназначен для заточных работ по инструментальной стали, а второй круг применяют при заточке твердосплавных материалов. Притирка и доводка, которая является финишной операцией, производится на отдельном точильно-шлифовальном станке с минимальными биением и высокими оборотами. Здесь абразивным инструментом служат эльборовые или алмазные шлифкруги.

Доводка инструмента

После заточки необходима последовательная притирка рабочих поверхностей в том же порядка, как производилась заточка. При доводке необходимо удалить все шероховатости и отполировать поверхность до зеркального блеска. Чем чище поверхность, тем ниже трение при точении и выше стойкость инструмента.

Доводка осуществляется с помощью абразивных паст карбида бора на вращающемся чугунном диске (не более 2 м/с). Может использоваться паста ГОИ или другие специальные материалы для полировки. Для полировки паста наносится на диск. Далее, при вращении диска, резец прижимается и зерна абразивной пасты сглаживают имеющиеся шероховатости. Таким образом, полностью восстанавливается геометрия и первоначальная чистота рабочей поверхности резца, обеспечивается его пригодность к дальнейшей эксплуатации.

Как установить резец на станке

Токарный инструмент крепится на каретке подвижного суппорта с помощью одинарного или многопозиционного резцедержателя. Чтобы правильно установить резец, его необходимо точно выверить относительно главной оси станка в перпендикулярном и параллельном направлениях. Режущая кромка большинства токарных резцов должна находиться строго напротив оси вращения, что требует настройки инструмента по высоте. Для этого обычно используют пластины из мягкой стали разной толщины, которые подкладывают под его основание. Важным условием установки также является жесткая фиксация резца, поэтому он должен зажиматься без люфтов и зазоров.

Если кто-нибудь из читателей имеет опыт работы на токарном станке, подскажите, пожалуйста, сколько токарного инструмента и какого типа необходимо иметь в домашней мастерской. Ждем вашего ответа в комментариях к этой статье.

Получить консультацию

по инструменту, методам обработки, режимам или подобрать необходимое оборудование можно связавшись с нашими менеджерами или отделом САПР

Также Вы можете подобрать и приобрести режущий инструмент и оснастку к станку, производства Тайваня, Израиля

Отправляя заявку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности

Токарные резцы — основной рабочий инструмент дерево и металлообрабатывающих станков, посредством которого обрабатываемым заготовкам придается требуемая форма и размеры. Классификация токарных резцов выполняется по таким факторам как назначение, тип обработки, способ подачи и крепления, о чем мы детальнее поговорим в данной статье.

Читайте также:  Требования к рулевому управлению

В публикации рассмотрены виды токарных резцов и их конструкция, приведены рекомендации по выбору инструмента и технологии его установки, а также представлена инструкция, следуя которой вы сможете правильно заточить резец своими руками.

Основные элементы, режущая часть, геометрия токарного резца

Резец – один из главных инструментов для резания, который применяется в стандартном станке. Размеры геометрических показателей резца определяют его основные характеристики, в том числе и точность обработки.

Любой токарь должен разбираться в геометрии резца, чтобы выполнить работу качественно.

Параметры режущего инструмента

Для закрепления резца в любом токарном станке используется державка, а обеспечивает процесс разрезания металлических заготовок рабочая головка. На режущей части инструмента токарного оборудования различают три типа поверхности:

  • передняя, которая служит для схода стружечных отходов в процессе обработки;
  • основная задняя;
  • вторичная задняя.

Обе последние поверхности развернуты лицевой стороной к болванке, которая обрабатывается на оборудовании. Основные поверхности между собой так ж пересекаются с образованием режущей кромки инструмента. Есть аналогичная вспомогательная кромка, которая образована на пересечении передней поверхности и вспомогательной задней.

Наиболее важными параметрами резцов для токарной работы являются их углы. Именно они определяют расположение непосредственно остальных поверхностей инструмента. Параметры углов зависят от:

  • условия работы резца;
  • материалов, из которых он изготовлен;
  • разных характеристик того материала, который подвергается обработке.

Геометрия

Все наиболее важные показатели и технические особенности резца определяются значением его углов. Помимо, основных имеются углы при вершине, а также углы наклона режущей кромки.

Основные углы режущего инструмента

Во время заточки самое важное – обеспечить точные параметры углов. Ориентация кромки проходит по 3 стандартным плоскостям: задней, передней и дополнительной.

Главный задний

Увеличение параметров основного угла заднего значительно снижает прочность и делает не надежную фиксацию инструмента на держателе резца. Также увеличение параметров данного угла изменяет показатели колебаний их частоту и амплитуду, ускоряет износ инструмента.

Если параметры уменьшить – это приведет к увеличению площади взаимодействия кромки, которая режет и поверхности обрабатываемой заготовки.

Главный передний

Это основной угол, который и определяет качественные показатели поверхности удаления. Увеличение параметров ведет к повышенному количеству изменений в верхнем слое.

Если параметры у угла незначительные, то это обеспечивает более легкое удаление верхнего слоя металла с обрабатываемой поверхности.

Угол резания

Угол резания должен быть в пределах 60–100° и находится между передом резца и непосредственно плоскостью резания.

Угол заострения

Этот угол расположен между главными поверхностями задней и передней. Его параметры указывают на уровень заострения вершины.

Основной в плане

Параметры данного угла также характеризуют свойства токарного резца. Измеряется между направлением продольной подачи и проекцией основной режущей кромки на плоскость.

Вторичный в плане

Вторичный в плане угол образуется из проекции вспомогательной кромки на поверхность с тем же направлением продольной подачи.

Задний вспомогательный

Этот угол необходим, чтобы снизить трение между задней поверхностью резца и непосредственно обрабатываемой деталью. В результате снижается нагрев и износ инструмента. Если угол будет слишком большой, то резец может ослабнуть и сломаться.

Вершина между задней вспомогательной поверхностью и кромкой режущего инструмента

Измеряется между проекцией вспомогательной поверхности и непосредственно режущей кромки. Чем больше данный параметр, тем прочнее по факту резец. Также улучшаются показатели теплоотвода.

Угол наклона режущей части

Определяет направление, куда сходит стружка во время рабочего процесса. Эти показатели могут быть положительными, отрицательными и нулевыми.

Измерение углов режущего инструмента

Эта процедура производится с помощью специализированного ручного оборудования для измерения.

Стандартный настольный вариант угломера представляет собой конструкцию из следующих элементов:

  • основа измерительного прибора;
  • стойка с подвижным шаблоном;
  • измерительной части с градусной линейкой;
  • стопорного винта, чтобы фиксировать направление.

Алгоритм измерения детали:

  1. Образец нужно разместить на основании.
  2. Кромку совместить с плоскостью стойки.
  3. На градусной части линейки отображается полученный результат.

Для измерения углов в плане используется угломерное оборудование с наличием нониуса.

Плоскости резания

Для того, чтобы отсчитывать гулы резцов необходимо ориентироваться на координатные плоскости:

  • основная плоскость является параллельной поверхностью по отношению к направлениям продольной и поперечной подачи;
  • плоскость резания проходит непосредственно через главное лезвие и по касательной линии к площади отрезания болванки.

Также имеются секущие плоскости: основная и вторичная. Основная проходит через свободную точку основного лезвия под прямым углом к его проекции на основную координатную плоскость. Вспомогательная – через свободную точку вспомогательного лезвия также под прямым углом к главной плоскости.

При измерении всех основных и вспомогательных углов точные параметры заносят в специальную документацию. От этих показателей зависит и срок службы резца, и качество выполняемой работы.

Части, элементы и углы токарного проходного резца

Токарный резец является одним из наиболее простых и рас­пространенных режущих инструментов, поэтому геометрические параметры инструмента рассмотрим на его примере.

Как и режущие инструменты всех других видов, резец состоит из двух частей: рабочей (лезвия) А и крепежной В (рис. 21.4). Крепежная часть служит для закрепления резца и имеет в попе­речном сечении квадратную или прямоугольную форму.

Рабочая часть осуществляет резание и состоит из следующих элементов.

к Рис. 21.4. Элементы токарного прямого проходного резца

Передняя поверхность А^— поверхность лезвия, контакти­рующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой. Задняя поверхность — поверхность лезвия, контактирующая в процессе резания с поверхностями заготовки. Различают глав­ную и вспомогательную задние поверхности. Главная задняя поверхность Аа примыкает к главной режущей кромке. Вспо­могательная задняя поверхность А’а примыкает к вспомога­тельной режущей кромке.

Режущая кромка — кромка лезвия инструмента, образуемая пересечением его передней и задней поверхностей. Часть режу­щей кромки, формирующую большую сторону сечения срезаемого слоя, называют главной режущей кромкой К, меньшую сторону сечения срезаемого слоя — вспомогательной режущей кромкой К’.

Вершина лезвия — участок режущей кромки в месте пересе­чения двух задних поверхностей. У проходного токарного резца вершиной является участок лезвия в месте пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть ост­рой, закругленной или в виде прямой линии.

Форма лезвия резца определяется конфигурацией и располо­жением его поверхностей и режущих кромок. Взаимное распо­ложение передней и задних поверхностей и режущих кромок в пространстве определяет углы резца. Углы рассматриваются как на неподвижном инструменте (статическая система коорди­нат), так и в процессе резания с учетом траектории движения точек режущих лезвий (кинематическая система координат). Для изготовления и контроля инструмента используется инст­рументальная система координат.

Рассмотрим углы резца в статике, т.е. в статической системе координат. Для определения углов резца вводятся следующие координатные плоскости (рис. 21.5).

Основная плоскость Pv— координатная плоскость, проведен­ная через рассматриваемую точку режущей кромки перпенди­кулярно направлению скорости главного или результирующего движения резания в этой точке. Плоскость резания Рп — коорди­натная плоскость, касательная к поверхности резания и прохо­дящая через главную режущую кромку резца. Главная секущая плоскость Рт — координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания. Рабочая плоскость Р„— плоскость, в которой расположены на­правления скоростей движения резания и движения подачи.

Рис. 21.5. Координатные

плоскости ДЛЯ определения углов резца Р.

Рис. 21.6. Углы токарного

резца в статике

Исходя из условий, что ось резца перпендикулярна линии центров станка, а вершина резца находится на этой линии, у то­карного резца различают главные и вспомогательные углы (рис. 21.6).

Передний угол у измеряют в главной секущей плоскости Рт между передней поверхностью А1 и основной плоскостью Р„. Он оказывает большое влияние на процесс резания. С увеличе­нием у уменьшается работа, затрачиваемая на процесс резания, улучшаются условия схода стружки и повышается качество об­работанной поверхности. Но увеличение переднего угла приводит к снижению прочности резца и ускоренному его изнашиванию вследствие выкрашивания режущей кромки и уменьшения тепло- отвода. Различают углы положительные (+у), отрицательные (-у) и равные нулю. При обработке твердых и хрупких материалов применяют небольшие передние углы, мягких и вязких мате­риалов — углы увеличивают. При обработке закаленных сталей твердосплавным инструментом или при прерывистом резании для увеличения прочности лезвия назначают отрицательные углы у. В зависимости от механических свойств обрабатываемо­го материала, материала инструмента и режимов резания углы у назначают от -10° до +20°.

Задний угол а измеряют в главной секущей плоскости Рт между задней поверхностью Аа и плоскостью резания Рп. Угол а предназначен для уменьшения трения между главной задней поверхностью и поверхностью резания. Большую роль при на­значении этого угла играют упругие свойства обрабатываемого материала. Увеличение угла а ведет к уменьшению прочности резца. При обработке вязких материалов назначают большие углы а, а при обработке твердых и хрупких материалов или при большом сечении срезаемого слоя назначают меньшие углы а. Угол а может находиться в пределах 6. 12°.

Главный угол в плане 90° — отрицательным.

Угол при вершине е измеряют в основной плоскости Р„ меж­ду проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость Р„.

Угол наклона главной режущей кромки X измеряют в плос­кости резания Р„, это угол между режущей кромкой и основной плоскостью Р„.

Угол X может быть отрицательным (вершина является выс­шей точкой лезвия), равным нулю (режущее лезвие параллель­но основной плоскости) и положительным (вершина является низшей точкой режущего лезвия). Он определяет направление схода стружки. Если X = 0, стружка сходит в направлении глав­ной секущей плоскости перпендикулярно главной режущей кромке. При X 0 стружка сходит к обработанной поверхности. При чистовой обработке принимать угол X положительным не рекомендуется, так как стружка может наматываться на заго­товку и царапать обработанную поверхность. Поэтому при чис­товой обработке угол X назначают отрицательным (до -5°). При черновой обработке, когда нагрузка на резец большая и качество обработанной поверхности не имеет большого значения, угол X положителен (до +5°).

Значения углов у и а изменяются в процессе резания при уста­новке вершины лезвия выше или ниже оси вращения заготовки (линии центров), а значения углов в плане ф и

На рис. 21.7, г показано изменение углов в плане

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10926 – | 8172 – или читать все.

Ссылка на основную публикацию