Из каких основных частей состоит резец

Основные части и элементы резца

Вам известно, что резец состоит из двух основных частей: головки и стержня.

Токарный резец

Головка — это режущая часть резца. По ее передней поверхности сходит стружка. Головка имеет также задние главную и вспомогательную поверхности, обращенные к обрабатываемой заготовке.

Главная и вспомогательная режущие кромки получаются соответственно от пересечения передней и задних поверхностей. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.

Вершиной резца называется место пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть острой или притуплённой (закругленной).

Вопросы

1. Из каких частей состоит резец?
2. Как называются элементы головки резца?

Упражнения

1. Покажите переднюю поверхность на проходном резце.
2. Найдите на резце задние главную и вспомогательную поверхности. Почему их так называют?
3. На двух резцах определите острую и притуплённую вершины.

Углы резца

У резца имеются передний, задний и главный углы в плане. Передний угол, обозначаемый γ (гамма), создает хорошие условия для срезания слоя и стружкоотделения.

С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, улучшается отделение стружки и качество обрабатываемой поверхности. Однако с увеличением переднего угла ослабляется режущая кромка и снижается ее прочность, значительно уменьшается износостойкость резца.

Твердые и хрупкие металлы обрабатывают резцами с передним углом 0 — 5°. Мягкие и вязкие металлы обрабатывают резцами с передним углом 15 — 20°.

Задний угол α (альфа) уменьшает трение между задней поверхностью резца и обрабатываемой заготовкой.

Обычно задний угол равен 6 — 12°.

Главный угол в плане, обозначаемый φ (фи), определяет толщину и ширину среза. Наиболее часто у проходных резцов этот угол равен 45°.

Вопросы

1. Какие вы знаете углы резца?
2. Для чего служит передний угол?
3. Для чего служит задний угол?

«Слесарное дело», И.Г.Спиридонов,
Г.П.Буфетов, В.Г.Копелевич

На заводах резцы затачивают на электроточилах или заточных станках специально обученные рабочие — заточники. Однако токарь должен уметь сам правильно заточить резец. Затачиваемый резец устанавливают на подручник. Абразивный круг должен быть огражден кожухом. Порядок заточки следующий: затачивают главную заднюю поверхность, затем вспомогательную заднюю поверхность, переднюю поверхность и закругляют вершину резца. Заточка резца а — главной…

Из каких основных частей состоит резец

Токарный резец выбран в качестве представителя режущих инструментов, как наиболее простой.

Определения геометрических параметров токарного резца остаются справедливыми и для других типов режущих инструментов с учетом особенности их кинематических схем резца.

Токарный проходной резец состоит из рабочей части и державки (рис. 1.2).

Рабочая часть содержит режущие лезвия и образуется в процессе заточки (переточки) резца.

Державка служит для закрепления резца в резцедержателе станка.

Передняя поверхность – поверхность, по которой сходит стружка.

Главная задняя поверхность обращена к обрабатываемой поверхности заготовки.

Вспомогательная задняя поверхность обращена к обработанной поверхности заготовки.

Главная режущая кромка образуется пересечением передней и главной задней поверхности.

Вспомогательная режущая кромка образуется пересечением передней и вспомогательной задней поверхности.

Рис. 1.2. Токарный проходной резец:

1 – передняя поверхность; 2 – главная задняя поверхность; 3 – вспомогательная задняя поверхность; 4 – главная режущая кромка; 5 – вспомогательная режущая кромка; 6 – вершина резца

Вершина резца является сопряжением главной и вспомогательной кромки по радиусу или фаске.

По ГОСТ 25762–83 различают статические и кинематические углы токарного резца.

Статические углы используются при разработке чертежа инструмента, при его заточке и контроле.

Кинематические углы резца образуются в процессе резания и зависят от параметров режима резания (главным образом – от величины подачи).

Статические углы токарного резца измеряются в статической системе координат, а кинематические – в кинематической системе координат. И статическая, и кинематическая системы координат связаны с кинематикой резца.

Статическая система координат – это прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости V главного движения (рис. 1.3а). Для резца, установленного по оси центров, ось z направлена вертикально вверх, оси x и y расположены в горизонтальной плоскости (рис. 1.3а); ось y направлена вдоль оси державки резца, ось x – вдоль направления подачи резца.

Для отсчета статических углов токарного резца (углов заточки) используют следующие статические координатные плоскости: основную плоскость, плоскость резания и рабочую плоскость (рис. 1.3а).

Основная плоскость – плоскость, проведенная через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно вектору V скорости главного движения (плоскость OXY).

Плоскость резания – плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости.

Рабочая плоскость – плоскость, проходящая через векторы V скорости главного движения и V_s скорости движения подачи (плоскости OXZ).

Рис. 1.3. Статическая (а) и кинематическая (б) системы координат (η – угол скорости резания)

На рисунке 1.4 показаны статические углы токарного резца.

Главная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Вспомогательная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

В главной секущей плоскости расположены:

· главный передний угол γ – угол между передней поверхностью и основной плоскостью. В зависимости от положения передней поверхности относительно основной плоскости различают положительный или отрицательный передний угол (рис. 1.4). Если же передняя поверхность совпадает с основной плоскостью, то передний угол равен нулю. На рисунке 1.4 показан положительный передний угол;

· главный задний угол α– угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания;

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

Из рисунка 1.4 следует:

γ + β + α = 90 0 (1.1)

Обычно задают углы γ и α, а угол β рассчитывают по формуле (1.1).

Во вспомогательной секущей плоскости измеряют вспомогательный задний угол α₁ – это угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.

В основной плоскости измеряются углы в плане:

· главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и рабочей плоскостью;

· вспомогательный угол в плане φ₁ – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и рабочей плоскостью;

· угол при вершине в плане ε – угол между проекциями главной и вспомогательной режущими кромками на основную плоскость.

Рис. 1.4. Статические углы токарного резца:

N-N – главная секущая плоскость; N₁-N₁ – вспомогательная секущая плоскость

Из рисунка 1.4 следует:

Обычно назначают углы φ и φ ₁, а угол ε определяют по формуле (1.2).

Угол наклона главной режущей кромки λ – угол, расположенный в плоскости резания между главной режущей кромкой и основной плоскостью. Угол λ может быть положительным, равным нулю и отрицательным. Угол λ равен нулю, если главная режущая кромка находится в основной плоскости. На рисунке 1.5б показан отрицательный угол наклона главной режущей кромки.

Рис. 1.5. Угол наклона главной режущей кромки λ токарного проходного резца [3]: a)λ>0, б)λ

Основные части и элементы токарного резца

ВНИМАНИЕ! САЙТ ЛЕКЦИИ.ОРГ проводит недельный опрос. ПРИМИТЕ УЧАСТИЕ. ВСЕГО 1 МИНУТА.

Основные понятия резания металлов и режущие инструменты

Основоположниками теории резания металлов были выдающиеся русские ученые И. А. Тиме (1838—1920), К. А. Зворыкин (1861—1928), Я. Г. Усачев (1873—1941) и др. Работы этих ученых, получившие мировое признание, до сих пор не утратили своей ценности. Однако в условиях отсталой царской России все эти работы не находили практического применения, так как промышленность была слабо развита.

Широкий размах наука о резании металлов получила лишь после Великой Октябрьской социалистической революции, особенно в период советских пятилеток, когда наука была поставлена на службу социалистической промышленности.

Советские ученые В. Д. Кузнецов, В. А. Кривоухов, И. М. Беспрозванный, А. М. Розенберг, М. Н. Ларин, П. П. Трудов, М. И. Клушин и др. создали отечественную школу резания металлов, отличительной особенностью которой является тесное содружество науки с производством, ученых с новаторами производства.

Большую роль в развитии науки о резании металлов сыграло движение новаторов производства. В стремлении повысить производительность труда передовики производства стали искать новые пути улучшения условий резания: они создавали новую геометрию режущего инструмента, изменяли режимы резания, осваивали новые режущие материалы. Каждое рабочее место токаря-новатора стало как бы маленькой лабораторией по исследованию процесса резания.

Широкий обмен опытом, возможный только в условиях социалистической экономики, и тесное содружество передовиков производства с наукой обеспечили бурное развитие науки о резании металлов.

Работа резца

Клин и его работа. Рабочая часть любого режущего инструмента представляет собой клин (рис. 44). Под действием приложенной силы острие клина врезается в металл. Чем острее клин, т. е. чем меньше угол, образованный его сторонами, тем меньшее усилие требуется для его врезания в металл. Угол, образованный сторонами клина, называется углом заострения и обозначается греческой буквой β (бета). Следовательно, чем меньше угол заострения β, тем легче клин проникает в металл, и, наоборот, чем больше угол заострения β, тем большую силу надо приложить для резания металла. При назначении угла заострения необходимо учитывать механические свойства обрабатываемого металла. Если резать твердый металл резцом, имеющим малый угол заострения β, то тонкое лезвие не выдержит и выкрошится либо сломается. Поэтому в зависимости от твердости обрабатываемого металла назначают соответствующий угол заострения клина.

Слой обрабатываемого металла, находящийся непосредственно перед резцом, непрерывно сжимается его передней поверхностью. Когда усилие резца превышает силы сцепления частиц металла, сжатый элемент скалывается и сдвигается передней поверхностью клина вверх. Резец, продвигаясь вперед под действием приложенной силы, будет продолжать сжимать, скалывать и сдвигать отдельные элементы, из которых образуется стружка.

Основные движения при точении. При обработке на токарных станках обрабатываемая деталь вращается, а резец получает перемещение в продольном или поперечном направлении. Вращение обрабатываемой детали называется главным движением, а перемещение резца относительно детали — движением подачи (рис. 45).

Основные части и элементы токарного резца

Резец состоит из двух основных частей: головки и тела (стержня) (рис. 46). Головка является рабочей (режущей) частью резца; тело служит для закрепления резца в резцедержателе.

Головка состоит из следующих элементов: передней поверхности, по которой сходит стружка, и задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали. Одна из задних поверхностей, обращенная к поверхности резания, называется главной; другая, обращенная к обработанной поверхности, — вспомогательной.

Режущие кромки получаются от пересечения передней и задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.

Из каких основных частей состоит резец

ИЗМЕРЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Ознакомиться с основными типами, назначением и элементами токарных резцов, научиться пользоваться приборами для измерения геометрических параметров резцов.

1. Произвести измерение геометрических параметров предоставленных резцов.
2. Расшифровать марки материалов режущих пластин.
3. Определить области применения данных резцов.

1. Основные положения

Обработка металлов резанием – это процесс снятия режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения необходимой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали.

В процессе обработки на заготовке различают: обрабатываемую поверхность, с которой срезается слой металла; обработанную поверхность, с которой слой металла срезан и превращён в стружку; поверхность резания, образованную главной режущей кромкой инструмента и являющуюся переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями (рис. 1).

Рис. 1. Поверхности и координатные плоскости

При работе на токарных станках наиболее часто используют проходные прямые, проходные отогнутые, проходные упорные и отрезные резцы (рис. 2).

Рис. 2. Основные типы токарных резцов : а – проходной прямой;
б – проходной отогнутый; в – проходной упорный; г – отрезной

Проходные прямые резцы предназначены для обработки наружных поверхностей с продольной подачей (рис. 2, а).

Проходной отогнутый резец наряду с обтачиванием с продольной подачей может применяться для подрезания торцев с поперечной подачей (рис. 2, б).

Проходной упорный резец применяется для наружного обтачивания с подрезкой уступа под углом 90 ° к оси (рис. 2, в).

Отрезной резец предназначен для отрезания частей заготовок и протачивания кольцевых канавок (рис. 2, г).

Токарный резец состоит из стержня, служащего для закрепления его в резцедержателе станка, и головки резца (рис. 3).

Различают следующие элементы режущей части резца: передняя поверхность, по которой сходит стружка. Главная задняя поверхность, обращённая к поверхности резания заготовки. Вспомогательная задняя поверхность, обращённая к обработанной поверхности заготовки. Главная режущая кромка – линия пересечения передней и главной задней поверхностей. Вспомогательная режущая кромка – линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей. Вершина резца – точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок. Для увеличения износостойкости резца и повышения чистоты обработанной поверхности вершину иногда закругляют или срезают прямолинейной переходной кромкой.

Рис. 3. Элементы токарного резца

Для выполнения работы резания рабочей части резца необходимо придать форму клина. С этой целью резец затачивают по передней и задней поверхностям. Для определения углов, под которыми располагаются относительно друг друга поверхности рабочей части инструмента, вводят координатные плоскости (рис. 1).

Основная плоскость (ОП) – плоскость, параллельная направлениям продольной и поперечной подач. У токарных резцов за основную плоскость принимают нижнюю опорную поверхность резца.

Плоскость резания (ПР) – плоскость, проходящая через главную режущую кромку резца касательно к поверхности резания заготовки. Главная секущая плоскость ( N — N) – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Все три плоскости взаимно перпендикулярны.

В главной секущей плоскости измеряют: главный передний угол g , главный задний угол a , угол заострения b и угол резания d (рис. 4). Главный передний угол g образован плоскостью перпендикулярной плоскости резания и передней поверхностью. Главный задний угол a – плоскостью резания и главной задней поверхностью. Угол заострения b – передней и главной задней поверхностями b = 90 ° – ( a + g ). Угол резания d образован плоскостью резания и передней поверхностью d = 90 ° – g .

В основной плоскости измеряют: главный угол в плане j , вспомогательный угол в плане j ₁ и угол при вершине e (рис. 4). Главный угол в плане j образован проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане j ₁ – проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением обратным подаче. Угол при вершине e – угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость: e = 180 ° – ( j + j ₁ ). В плоскости резания измеряется угол наклона главной режущей кромки l – угол между главной режущей кромкой и плоскостью параллельной основной.

Рис. 4. Углы проходного резца

Углы резца имеют следующее основное назначение:

1. Главный передний угол g оказывает большое влияние на процесс резания материала. С увеличением угла g уменьшается деформация срезаемого слоя, так как инструмент легче врезается в материал, понижается сила резания и расход мощности при одновременном улучшении условий схода стружки и повышения качества обработанной поверхности заготовки. Однако чрезмерное увеличение угла g ведёт к понижению прочности режущего инструмента. На практике величину угла g берут в зависимости от твердости и прочности обрабатываемого и инструментального материалов. При обработке хрупких и твёрдых материалов для повышения прочности и увеличения стойкости (времени работы инструмента до переточки) следует назначать углы g = – (5 – 10) ° , при обработке мягких и вязких материалов передний угол g = + (10 – 25) ° .

2. Угол a способствует уменьшению трения между обрабатываемой поверхностью заготовки и главной задней поверхностью резца. Величина его назначается в пределах от 6 ° до 12 ° .

3. Угол j влияет на шероховатость обработанной поверхности заготовки: с уменьшением угла j шероховатость уменьшается, однако при малых значениях угла j возможно возникновение вибраций в процессе резания, что снижает качество обработки.

4. С уменьшением угла j ₁ шероховатость обработанной поверхности уменьшается, одновременно увеличивается прочность и снижается износ вершины резца.

5. Угол наклона главной режущей кромки l может быть положительным, отрицательным и равным нулю (рис. 5), что влияет на направление схода стружки. Если вершина резца является высшей точкой главной режущей кромки, то l отрицателен и стружка сходит в направлении подачи. Если главная режущая кромка параллельна основной плоскости, то l = 0 и стружка сходит по оси резца. Если вершина резца является низшей точкой главной режущей кромки, то l положителен и стружка сходит в направлении обратном подаче. При обработке заготовок на токарных автоматах стружку необходимо отводить так, чтобы она не мешала работе инструментов на соседних позициях.

Рис. 5. Углы наклона главной режущей кромки

Геометрические параметры токарных резцов зависят от свойств обрабатываемого материала, марки материала режущего инструмента и условий резания.

В качестве материала для режущего инструмента наиболее часто используют спечённые твёрдые сплавы, состоящие из карбидов вольфрама ( WC) , титана (TiC), тантала (TaC) , связанных кобальтом, и которые подразделяются на вольфрамовые (ВК3, ВК6, ВК8, ВК2), титановольфрамовые (Т30К4, Т15К6, Т5К10), титано-тантало-вольфрамовые (ТТ7К12, ТТ8К6, ТТ20К9). В марках первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав; цифры в вольфрамовой группе – количество (процентный объём) кобальта, а остальное карбид вольфрама; первые цифры в титановольфрамовой группе – количество карбида титана, вторые – количество кобальта, а остальное карбид вольфрама. Первые цифры в титано-тантало-вольфрамовой группе – суммарное процентное количество карбидов титана и тантала, вторые – количество кобальта, а остальное карбид вольфрама.

Твёрдые сплавы используют в виде пластинок определённой формы и размеров, которые получают путём прессования порошков карбидов и кобальта в изделия необходимой формы и последующего спекания при 1250 – 1450 ° С в атмосфере водорода или в вакууме. Твёрдосплавные пластинки припаивают к стержням резцов медными или латунными припоями или крепят механическим способом. Марку материала твердосплавной пластинки вместе с товарным знаком завода-изготовителя клеймят на боковой поверхности стержня.

Теплостойкость твёрдых сплавов 800 – 1000 ° С.

Карбиды вольфрама и титана обеспечивают сплавам высокую твёрдость, теплостойкость и износостойкость, а добавка тантала увеличивает усталостную прочность, снижает склонность к трещинообразованию при циклических изменениях температуры; кобальт обеспечивает сплавам необходимую прочность и связывает порошки карбидов.

Инструментами из сплавов группы ВК обрабатывают чугуны, цветные металлы, пластмассы, а также весьма прочные закалённые стали.

Сплавы ТК имеют высокую износостойкость и теплостойкость и поэтому их применяют для обработки сталей, дающих сливную стружку.

Трёхкарбидные сплавы применяют при тяжёлых условиях резания, например, строгании сталей с большими сечениями срезаемого слоя металла, а также чистовой и получистовой обработке жаропрочных сталей.

1. Методика измерения углов

Углы резца измеряют с помощью универсального настольного угломера, состоящего из основания, в котором закреплена вертикальная стойка с измерительным устройством. При настройке угломера измерительное устройство перемещают по вертикальной стойке и в нужном положении фиксируют стопорным винтом.

Для измерения главного переднего угла g планку угольника b поворачивают до соприкосновения с передней поверхностью резца. При этом риска на указателе покажет значение угла (рис. 6).

При измерении главного заднего угла a пользуются вертикальной планкой угольника a, которой касаются главной задней поверхности резца.

Необходимо помнить, что главные углы резца a и g измеряют в плоскости нормальной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость. Полученные значения заносят в таблицу 1.

Рис. 6. Схема измерения углов в главной секущей плоскости

Перед измерением углов в плане j и j 1 измерительное устройство поворачивают на 180 ° и снова фиксируют (рис. 7). При измерении главного угла в плане j резец прижимают к упору стола, а поворотную планку разворачивают до соприкосновения с главной режущей кромкой. Тогда указатель покажет значение угла j .

Аналогично измеряют вспомогательный угол в плане j 1 , только в этом случае поворотную планку разворачивают до соприкосновения со вспомогательной режущей кромкой.

Рис. 7. Схема измерения углов в основной плоскости

Для определения величины угла l , регулируя положение измерительного устройства по высоте, горизонтальную планку приводят в соприкосновение с главной режущей кромкой без зазора (рис. 8).

.

Рис. 8. Схема измерения угла l

Практическое выполнение работы завершают расчётом по соответствующим зависимостям углов при вершине e , заострения b и резания d .