Углы токарного резца

Рабочие режимы

Режим резания определяется несколькими факторами, основные среди которых – расточка инструмента, тип материала, диаметр углубления. Так, на основе диаметра резец для расточки цилиндров монтируют выше центра либо ниже. Резец для глухих отверстий во избежание образования в торце бобышек располагают по центру.

Однако чрезмерно большой вылет сказывается на качестве поверхности, так как вызывает вибрации и упругие деформации, а также ведет к быстрому износу пластины. В большинстве случаев оптимальна расточная оправка с наибольшей жесткостью. Под ней понимают способность к сопротивлению деформациям под внешним влиянием. Данный показатель дифференцируют на два типа. Статистическая жесткость относится к упругим деформациям, динамическая – к вибрациям. В целом она определяется материалом, размерами, формой и методом установки предмета. Жесткость имеет значение для режимов и частоты обработки, а также стойкости инструмента.

Для растачивания используется консольный способ крепления инструмента, характеризующийся малой жесткостью, вследствие чего наблюдаются вибрации. С целью улучшения виброустойчивости необходимо сократить вылет расточного резца. Однако, как было отмечено, это снизит глубину расточки. Оптимальным значением вылета, обеспечивающим виброустойчивость, считают равное четырем диаметрам оправки.

В процессе работ следует создать минимальную силу резания. Для этого подбирают геометрию расточного резца. Так, рекомендуется применять варианты с формами СМП типа V и D. К тому же следует выбирать модели с положительной геометрией передней поверхности пластин и радиусом при вершине заднего угла равным 90°. При эксплуатации для задней поверхности допустим износ до 0,3 мм. Наконец, лучшую виброустойчивость обеспечивают твердые сплавы с износостойкими покрытиями.

Величина прогиба определяется также моментом инерции поперечного сечения державки, который зависит от его формы и размеров.

Ввиду этого жесткость таких моделей выше, чем у вариантов с круглой державкой. Это позволяет значительно повысить скорость резания в отсутствии вибраций даже при большом вылете. К тому же допустимо повышение сечения стружки до 5 раз. Наконец, в изготовлении такие расточные резцы проще, чем обычные.

Угол заточки расточного внутреннего резца определяется типом работ (черновые, чистовые). Задний угол связан обратной зависимостью с диаметром отверстия.

Классификация токарных резцов

Выделяют несколько особенностей, по которым существующие сегодня модели разделяют на группы. Предлагаем подробнее взглянуть, по каким именно признакам.

По способу изготовления:

• Монолитные (цельные) – головка с державкой сделаны неразрывно, из одной и той же заготовки, из стали (как правило, легированной).
• Сборные – на их рабочую часть путем пайки нанесена твердосплавная пластина.
• Съемные (регулируемые) – похожи на предыдущие, с той лишь разницей, что элемент усиления у них обычно сделан из металлокерамики и закреплен болтами (винтами, прижимами), а значит его можно демонтировать и заменить.

По направлению движения:

• правые – на практике применяются значительно чаще; для проверки положите соответствующую руку на поверхность, – режущая кромка инструмента должна располагаться с той стороны, где окажется большой палец, смотрящий на деталь;
• левые – используются реже; если сравнивать их с более популярными собратьями, они подаются наоборот, а значит и лезвие их, если поднести ладонь, окажется с другой стороны.

Теперь вернемся к вопросу габаритов и посмотрим, учитывая специфические особенности, какие бывают резцы для токарного станка с точки зрения их геометрии.

По форме державки:

• квадратные – размерами от 4 на 4 до 40 на 40 мм;
• прямоугольные – с соотношением сторон от 16 на 10 до 63 на 50 мм.

Строение головки мы рассмотрели выше, и напоминаем, что по этому параметру инструменты могут быть прямыми, изогнутыми, отогнутыми или оттянутыми. Есть еще один важный момент – та функция, которую они будут выполнять.

По типу назначения:

• отрезные – для формования заготовок с прямотой граней (углов);
• проходные – для торцов, снятия фасок, внешних поверхностей;
• канавочные – для создания канавок нужной глубины;
• расточные – для обработки отверстий, сквозного и/или глухого вида;
• резьбовые – для исполнения винтовых соединений.

По характеру выполняемых работ:

• обдирочные (черновые) – слои материала снимаются быстро, но без особой аккуратности;
• полу- и чистовые – для более обстоятельного и точного проведения технологических операций;
• тонкие – для быстрого решения особенно ответственных и даже прецизионных задач.

По способу установки:

Если рассматривать, как зависит тип токарных резцов и их назначение от особенностей фиксации обрабатываемой заготовки, классификация будет осуществляться по варианту расположения:

Радиально – то есть под углом в 90 градусов к оси детали; это классический вариант для большинства промышленных предприятий, на которых важно, чтобы крепление и геометрические положения инструмента были унифицированными.
Тангенциально – кромка находится под непрямым углом; такой монтаж применяется сравнительно реже, потому что фиксация сложнее, но он актуален для нестандартных случаев, требующих максимальной точности.

По материалу режущей части:

• Углеродистые металлы с твердостью закаливания на уровне 60-64 или на основе хромокремения, хромовольфрама; используются сравнительно редко, так как быстро перегреваются и при 240 или 300 градусов, поэтому уже показывают плохие результаты.
• Стали закалки до 62-65, категории Р9К5Ф2, Р9, Р12; применяются часто, так как не подлежат протирке и даже при высоких скоростях вращения способны сохранять свои свойства и выдерживать температуру до 650 0С.
• Металлокерамика – сплавы на базе вольфрамокобальта (ВК8, ВК6 – для чугуна) или титановольфрамокобальта (особенно популярен Т15К6); не деформируются даже при 900 градусах Цельсия.

Отдельного внимания заслуживает маркировка: обозначения токарных резцов по металлу состоят из 9 или 10 символов. Каждая цифра (или буква) регламентирует:

• 1я – вариант монтажа;
• 2я – форма пластины;
• 3я – тип инструмента;
• 4я – значение заднего угла;
• 5я – направление движения;
• 6я – высота державки;
• 7я – ширина хвоста;
• 8я – общая длина;
• 9я – размер кромки;
• 10я – проставляется опционально, когда это нужно, и определяет ключевые (для данного случая) параметры точности.

Теперь, чтобы не усложнять обзор, самое время перейти к максимально подробному рассмотрению наиболее часто эксплуатируемых вариантов – чтобы у вас сложилось полное представление о том, как, когда и для чего они используются.

Главные углы

Один получил наименование — главный передний угол. Второй соответственно именуется — главный задний.

Каждый влияет на результат обработки:

• Первый непосредственно определяет качество удаляемой поверхности (получаемой стружки). Если он увеличивается — происходит повышенная деформация в верхнем слое. Небольшое значение позволяет инструменту значительно легче удалять лишний металл. Не вызывает повышенного сжатия данного слоя. Существенно облегчает процесс снятия и отведения лишнего металла.
• Увеличение численной величины второго ослабляет надёжность крепления инструмента на резцедержателе. Способствует возрастанию частоты и амплитуды колебаний. Изменение характеристик увеличивает скорость износа резца. Уменьшение величины увеличивает площадь контакта режущей кромки с обрабатываемой поверхностью. Влечёт рост температуры резца.

Угол наклона режущей кромки резца

§ 6. УГЛЫ ЗАТОЧКИ РЕЗЦА И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ

Раздел: БИБЛИОТЕКА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Короткий путь https://bibt.ru <<�Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Углы заточки делят на главные, вспомогательные, углы в плане и углы наклона главной режущей кромки.

Главными являются углы (рис. 10) α, β , γ , δ, вспомогательным—угол α1 углами в плане φ и φ1, углом наклона главной режущей кромки λ.

Главные углы резца (рис. 10, б) измеряются в главной секущей плоскости, перпендикулярной к плоскости резания и основной плоскости.

Главным задним углом α (альфа) называется угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания.

Углом заострения β (бета) называется угол между передней и главной задней поверхностями резца.

Передним углом γ (гамма) называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку.

Углом резания δ (дельта) называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.

Рис. 10. Углы заточки резца: а —в плане, б — главные, в — наклона главной режущей кромки

Главным углом в плане φ (фи) называется угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательным углом в плане φ1 называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Углом при вершине в плане ε (эпсилон) называется угол между проекциями режущих кромок на основную плоскость.

Углом наклона главной режущей кромки λ (лямбда) называется угол, образованный режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Угол измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости, и считается положительным, когда вершина резца является наинизшей точкой режущей кромки; отрицательным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки, и равен нулю при параллельности главной режущей кромки и основной плоскости (см. рис. 10, в).

Рабочая часть резца, являющаяся режущей, представляет собой клин. Подобно клину, врезающемуся в металлический брус под действием силы Р и Разрезающему его на части (рис. 11,а), резец снимает слой металла с обрабатываемой заготовки (рис. 11, б).

Рис. 11. Работа клина (а) и резца (б)

Стороны, образующие клин, расположены под некоторым углом β, называемым углом заострения. Чем меньше угол заострения, тем легче клин врезается в металл, но с уменьшением угла заострения прочность клина (режущей части инструмента) снижается, происходит выкрашивание. Это обстоятельство заставляет подбирать угол заострения β в зависимости от твердости и прочности обрабатываемого материала.

Работа резца отличается от работы клина тем, что главная задняя поверхность резца частично освобождена от трения (см. рис. 11, б). Главный задний угол α обеспечивается заточкой резца и его установкой.

Главный задний угол облегчает работу резца и уменьшает его нагрев, что значительно удлиняет срок службы резца. Величина заднего главного угла 5—8°.

В процессе работы под действием силы резания Pр режущее лезвие врезается в заготовку и отделяет слой металла, сходящего по передней поверхности в виде стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшаются деформации срезанного слоя, усилие резания, следовательно, и расход энергии на срезание одного и того же слоя металла, улучшаются сход стружки и качество обработанной поверхности. Вместе с тем увеличение переднего угла приводит к уменьшению угла заострения β, а следовательно, и к уменьшению его прочности. Поэтому для обработки твердых металлов резец затачивают с меньшим передним углом, а при обработке мягких, вязких металлов — с большим.

Главный угол в плане φ (см. рис. 10) оказывает влияние на продолжительность работы резца между переточками его, на чистоту поверхности, на усилие резания, на толщину а и на ширину b среза (рис. 12).

Рис. 12. Элементы резания: а — при строгании, б — при долблении

Вспомогательный угол в плане φ1 (см. рис. 10) в основном оказывает влияние на теплоотвод, а следовательно, и на продолжительность работы резца между переточками.

Угол наклона главной режущей кромки λ у строгальных резцов, работающих с ударной нагрузкой, предохраняет вершину резца — самую слабую часть его — от преждевременного разрушения. При положительном угле заточки основная ударная нагрузка приходится на несколько удаленные от вершины резца точки режущей кромки.

Перейти вверх к навигации

Виды токарных резцов и их назначение

Всю совокупность существующих сегодня приспособлений можно условно классифицировать по ряду признаков:

• характер исполнения – сборные (из напаянных твердосплавных пластин) или цельные (сделаны из монолитного бруска);
• технологическая роль – общие (для стандартных операций) и специальные (для сложных профилей);
• конфигурация лезвия – прямое или изогнутое (для деталей с труднодоступными местами), последнее – с самой разной формой искривления;
• класс обработки – черновые (грубая, для обдирки) и чистовые (тонкая, для финишного доведения);
• особенность подачи – на неподвижную заготовку (строгальные) или на вращающуюся.

Для облегчения классификации конструкция токарного резца или его ключевые отличия часто отражены в его названии. Так, например, по алмазному сразу ясно, что он предназначен для снятия слоев сверхтвердых материалов. Основная часть пружинного напоминает спираль и слегка амортизирует под нагрузкой. Какой формы лопаточный, думаем, понятно, что за характер воздействия у долбежного, кажется, ясно без лишних слов.

Теперь подробнее рассмотрим те популярные группы инструментов, которые сегодня используются регулярно.

Проходные

Наиболее распространены и более чем востребованы при наружной обработке цилиндрических деталей. Подразделяются на три категории:

• прямые – их лезвие идет строго параллельно оси вращения станочного оборудования;
• отогнутые – у них кромка расположена с отклонением влево или вправо (по отношению к державке), что позволяет существенно облегчать продольную подачу;
• упорные – уже с двумя изгибами, в результате чего головка приспособления приобретает ϟ-образную форму, поддерживающую деталь, не дающую ей изгибаться; благодаря этому подходят для снятия материала нежестких или длинных предметов.

Различия, которыми обладают элементы и углы токарного проходного резца, хорошо видны на схеме ниже. Мы же добавим, что все 3 разновидности выпускаются и применяются по-настоящему массово. Поэтому, в целях разумной экономии без ухудшения качества, их чаще всего делают неразборными и исполняют из инструментальных сортов стали.

Подрезные

Нужны для создания уступов и торцевания вращающихся объектов. Хороши своей способностью поддерживать каждое из направлений подачи – это позволяет без труда формировать какие угодно уступы. Обычно являются сборными, так как к ним не предъявляются строгие требования по надежности.

Отрезные

Входят в группу канавочных, отличаются специфической конфигурацией лезвия: главная кромка у любого из них дополнена еще парой вспомогательных (по одной с каждой стороны), воздействующих и на боковые плоскости в месте контакта. Ее также выполняют трапецеидальной, зауживая к державке, с целью снизить трение. Зато головка усилена и, если загнута кверху, называется петушковой.

Важно располагать такой инструмент прямо напротив оси вращения и максимально близко к патрону, размещая корпус перпендикулярно детали, если нужно, используя жидкость для смазки и охлаждения

Резьбонарезные

Поддерживают высокую точность совмещения вала станка с области детали. За счет максимального соответствия профилей обеспечивают достоверность конечного результата. В зависимости от обрабатываемой поверхности делятся на 2 вида:

• внутренние – отогнутые, их нужно заводить в полую заготовку;
• наружные – прямые, с максимально удобным доступом.

В каждом из случаев важно синхронизировать подачу со скоростью вращения шпинделя

Расточные

Нужны для обеспечения соосности: такое приспособление вставляется в цилиндрическую деталь и снимает лишний материал до тех пор, пока она не будет идеально надеваться на вал.

Стоит учитывать, что операция производится в условиях высокого нагрева и затрудненного удаления стружки и использования СОЖ, поэтому выполнять ее нужно на невысоких скоростях и сильно не углубляясь.

Делятся на 2 вида:

• упорные – для тупиковых отверстий;
• проходные – для сквозных.

Их державки также могут быть разных размеров.

Сборные

Здесь строение токарного резца состоит из цельнометаллического профиля и съемной пластины, либо напаянной (приваренной), либо прикрепленной механически. Во втором случае фиксация осуществляется с помощью прижимов, резьбового соединения или эксцентриков – главное, чтобы она была достаточно надежной.

Для создания прочного лезвия также важно правильно выбрать материал. Это может быть как «классическая» инструментальная сталь, так и еще более твердые сплавы или, в качестве альтернативы, порошковый композит

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).

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.

Отдельной категорией резцовых изделий для токарных станков являются строгальные резцы. При 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.

Прямые проходные

Используются для наружной обработки заготовок из стали.

Резец токарный проходной с частью, закрепляемой в суппорте квадратного сечения. Используется при проведении особых штучных операций.

Отогнутые проходные

Специальная оснастка, у которой рабочая часть согнута в левую или правую сторону. Применяются для торцевания деталей. С их помощью удобно снимать фаски.

Упорные проходные

Приспособления бывают с прямым и отогнутым рабочим элементом. Предназначены для работы с деталями цилиндрической формы. Форма плюс правильная заточка позволяют быстро снимать большинство излишков с рабочей поверхности заготовки.

Отогнутые подрезные

Представляют собой оснастку похожую на проходную. Однако, есть различие по форме режущей кромки. Она треугольная, что позволяет делать более качественную обработку.

Резьбовые

Создают резьбу снаружи и внутри, с сечением в форме трапеции, прямоугольников и кругов. Изделия бывают ровными и выпуклыми, круглыми.

Для наружной резьбы

Выполняются из прочных сплавов (, металлокерамика), копьевидной формы, позволяющей наносить метрические и другие винтовые спиральные линии нужной глубины. Выпускаются в трех наиболее распространенных размерах: 25 на 16, 16 на 10 и 32 на 20 мм (последние отличаются сравнительной редкостью использования).

Для внутренней резьбы

Актуальны только для тех деталей, у которых есть технологические отверстия большого сечения. Главная конструктивная особенность – наличие змеевидной головки

Державки могут похвастаться значительной длинной, необходимой для глубокого и осторожного проникновения инструмента внутрь зафиксированной заготовки в процессе выполнения операции. Подходят только для того оборудования, которое оснащено «гитарой». Их габариты, в миллиметрах:

Их габариты, в миллиметрах:

• 16 х 16 х 150;
• 20 х 20 х 200;
• 25 х 25 х 300.

Сборные

Рабочая часть резца 1, в которую посажен штифт 3, на него надевают твердосплавную пластинку 2. Закрепляется клином 5 и винтом 4. Так она надёжно зажимается в корпусе резца.

Пластинки выпускают 3-х, 4-х, 5 и 6-гранные. Преимущества: сокращается время на обработку детали, хороший отвод стружки. Вместо заточки, делают поворот пластинки.

Пластинки дешевле целого резца. Можно ставить на одну державку по очереди пластины из разных сплавов. Оптимальны в чистовом точении.

Маркировки расточных резцов согласно ГОСТу

Маркировка расточных резцов отечественного производства должна соответствовать ГОСТу.

1. Для обрабатывающих отверстия глухого типа ГОСТ 18883-73.
2. Для обрабатывающих отверстия сквозного типа ГОСТ 18062-72.

Согласно этой технической документации маркировка состоит из кода, где присутствует цифровое и буквенное обозначение. На примере обозначения резца 2145-0013 1 ВК6М принцип кодировки следующий:

• первые четыре цифры определяют тип (в данном случае это резец для сквозных отверстий);
• две последние цифры второго четырехзначного числа скрывают геометрические параметры инструмента;
• единичная цифра указывает на геометрическое исполнение;
• следующий блок из буквенно-цифрового кода указывает на тип стали, из которой он изготовлен.

https://youtube.com/watch?v=j3Jgyxaeoj8

https://youtube.com/watch?v=4pFf65ZhVIA

Параметры инструмента

Любой из них состоит из двух конструктивных элементов. Это державка, отвечающая за качественную фиксацию в станке, и рабочая головка, непосредственно выполняющая снятие лишних слоев материала.

И у каждого из них есть три поверхности токарного резца:

• передняя – ответственная за сход стружки;
• главная (основная) и вспомогательная (вторичная) задние, развернутые лицевой стороной к заготовке.
• Пересечения образуют кромку и формируют вершину, то есть острейшую точку, испытывающую максимальные нагрузки. Чтобы она не откололась, ее слегка закругляют для улучшения стойкости (вводя в техническую документацию понятие радиуса) или, в качестве альтернативы, выполняют прямолинейный переход.

Но есть и параметры, роль которых еще более важна, ведь именно они задают взаимное расположение всех трех плоскостей. Это углы, расчетные величины которых зависят от ряда факторов, и в списке ключевых:

• условия и интенсивность эксплуатации;
• материал исполнения инструмента;
• твердость, вязкость и другие качественные характеристики заготовки.

Они нуждаются в подробном рассмотрении.