Система геометрических параметров

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Краткие методические указания

Цель занятия

Целью занятия является закрепление теоретического материала по теме «Режущая часть инструмента» раздела «Физические основы процесса резания», получение практических навыков в определении геометрических параметров режущей части резцов с использованием справочной литературы; знакомство с перечнем справочной литературы, возможной для использования при решении рассматриваемых задач; получение методических навыков обоснования и технически грамотной аргументации принятых решений.

Порядок подготовки к занятию и работы на нем

А) Подготовка к занятию:

1. Изучение теории вопроса, ознакомление с данной методической разработкой.

2. Ответы на вопросы для самопроверки.

3. Подбор справочной литературы и знакомство с ней в части касающейся.

Б) Работа на занятии:

1. Контроль теоретических знаний по теме.

2. Разбор примеров решения задач.

3. Решение вариантов.

4. Обсуждение полученных результатов.

Геометрические параметры режущей части токарных резцов

Конструкция режущей части резца

Для осуществления процесса резания режущая часть инструмента должна иметь определенную форму, образованную рядом поверхностей. Так, режущая часть проходного резца состоит из передней поверхности 1 (рисунок 1), главной задней поверхности 2 и вспомогательной задней поверхности 3. В ходе резания по передней поверхности сходит стружка; главная задняя поверхность примыкает к поверхности резания, а вспомогательная поверхность обращена к обработанной поверхности заготовки.

Рисунок 1 – Устройство режущей части

Передняя и главная задняя поверхности, пересекаясь, образуют главную режущую кромку 4, а передняя и вспомогательная задняя поверхности - вспомогательную режущую кромку 5. Главная и вспомогательная режущие кромки, пересекаясь, образуют вершину 6 резца.

Система геометрических параметров

Для получения нужной формы режущей части резца перечисленные поверхности и режущие кромки должны быть скоординированы относительно корпуса инструмента определенным образом. Система угловых размеров, обеспечивающих такую координацию, называется геометрическими параметрами. Числовые значения геометрических параметров, проставленные на чертежах инструмента, позволяют изготовить режущие элементы нужной формы и проконтролировать точность изготовления специальным измерительным инструментом. Геометрические параметры с рассматриваемой точки зрения – это статические углы или углы заточки.

Если же рассматривать режущий инструмент не как геометрическое тело, а как орудие труда, то те же геометрические параметры при различных соотношениях скоростей движения инструмента и заготовки будут иметь значения, отличные от статических углов. В этом случае их принято называть рабочими геометрическими параметрами (или кинематическими угловыми параметрами, или рабочими углами, или углами движения).

Выбор формы режущей части инструмента с использованием справочной литературы производится по геометрическим параметрам.

Для определения геометрических параметров токарного резца его режущая часть «привязывается» к пространственной прямоугольной системе координат OXYZ (рисунок 2). Горизонтальная плоскость XOY является опорной плоскостью корпуса резца. На опорной плоскости резец расположен таким образом, что вертикальная ось OZ проходит через вершину резца, а ось OY параллельна геометрической оси резца. При этом принимаются допущения:

- движение подачи направлено вдоль оси OX;

- точка приложения вектора подачи – вершина резца;

- ось вращения обтачиваемой заготовки параллельна оси OX;

- ось вращения заготовки и вершина резца находятся на одном расстоянии от горизонтальной плоскости XOY («резец установлен на высоте оси вращения заготовки» или «резец установлен по центру задней бабки станка»).

Положение режущих кромок определяется углами в плане и : главная режущая кромка (1-2) – главным углом в плане , вспомогательная режущая кромка (1-3) – вспомогательным углом в плане (рисунок 2).

Рисунок 2 – Угловые параметры, определяющие положение главной и вспомогательной режущих кромок

Главный угол в плане – угол между проекциями на опорную плоскость главной режущей кромки и вектора подачи.

Вспомогательный угол в плане – угол между проекциями на опорную плоскость вспомогательной режущей кромки и линии, на которой лежит вектор подачи.

Главная режущая кромка может быть параллельна или наклонена под некоторым углом к опорной плоскости. Положение главной режущей кромки относительно опорной плоскости определяется углом , расположенным в вертикальной плоскости, проходящей через главную режущую кромку (рисунок 2). Этот угол называют углом наклона главной режущей кромки.

Угол наклона главной режущей кромки – угол между главной режущей кромкой и горизонтальной плоскостью, проходящей через вершину резца.

Положение главной режущей кромки относительно опорной плоскости может быть трояким:

- главная режущая кромка параллельна опорной плоскости (рисунок 3, б);

- главная режущая кромка наклонена так, что вершина резца является ее наивысшей точкой (рисунок 3, а);

- главная режущая кромка наклонена так, что вершина резца является ее низшей точкой (рисунок 3, в).

Рисунок 3 – Знак угла наклона главной режущей кромки

Поэтому угол характеризуется не только абсолютной величиной, но и знаком. Если вершина резца является низшей точкой главной режущей кромки, то угол считают положительным, а если наивысшей – отрицательным.

Для изображения положения передней и главной задней поверхностей режущую часть рассекают плоскостью NN (рисунок 4), называемой главной секущей плоскостью. Главная секущая плоскость перпендикулярна проекции главной режущей кромки на опорную плоскость. В главной секущей плоскости измеряются углы, определяющие положение передней и главной задней поверхностей. Положение передней поверхности определяется передним углом .

Рисунок 4 – Геометрические параметры

Передний угол – угол между передней поверхностью и горизонтальной плоскостью (рисунок 4).

Передний угол характеризуется абсолютной величиной и знаком. Если передний угол расположен вне тела инструмента (сечение а), то он положительный, а если в теле инструмента (сечение б), то отрицательный.

Положение главной задней поверхности определяется главным задним углом .

Главный задний угол – угол между главной задней поверхностью и вертикальной плоскостью, проходящей через главную режущую кромку. Главный задний угол должен быть только положительным.

Для изображения положения вспомогательной задней поверхности режущую часть рассекают вспомогательной секущей плоскостью N₁N₁, перпендикулярной к проекции вспомогательной режущей кромки на горизонтальную плоскость. Положение вспомогательной задней поверхности определяется вспомогательным задним углом .

Вспомогательный задний угол – угол между вспомогательной задней поверхностью и вертикальной плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку (рисунок 4).

Расположение передней и главной задней поверхностей определяет форму клина режущей части, который характеризуется углом заострения , измеряемым в главной секущей плоскости между передней и главной задней поверхностями (рисунок 5).

Рисунок 5 – Форма клина режущей части

В соответствии с определением

. (1)

Положение передней поверхности относительно вертикальной плоскости, проходящей через главную режущую кромку, принято характеризовать углом резания (рисунок 6).

Рисунок 6 – Угол резания

(2)

Положение режущих кромок относительно друг друга характеризуется углом при вершине резца (рисунок 7), измеряемым в горизонтальной плоскости между проекциями на нее режущих кромок. Следовательно,

(3)

Рисунок 7 – Угол при вершине резца

Для некоторых видов токарных работ требуются резцы с более сложной формой режущей части, например, с криволинейными передней и задними поверхностями или с дополнительными конструктивными элементами. Если передняя и задние поверхности криволинейны, то углы , , и измеряются от касательных линий, проведенных к криволинейным поверхностям в точке, принадлежащей режущей кромке и соответствующей секущей плоскости (рисунок 8).

Рисунок 8 – Измерение геометрических параметров на криволинейных поверхностях и режущей кромке

Сопряжение главной и вспомогательной режущих кромок (вершину резца или так называемое переходное лезвие) очерчивают у резцов по дуге окружности или по прямой (рисунок 9).

а – дуговая; б - прямолинейная

Рисунок 9 – Формы переходного лезвия резца

Если переходное лезвие выполнено по прямой, то оно образует переходный угол в плане . При дуговой форме переходного лезвия величина радиуса равна: у резцов из быстрорежущих сталей 1…5 мм и у твердосплавных резцов 0,5…3 мм. При формах I и II передней поверхности должно соблюдаться неравенство