Наше деловое партнерство www.banwar.org

| Глава 5 >>

4.1. Конструктивні елементи інструменту

Кожен ріжучий елемент має передню поверхню і одну або кілька задніх поверхонь, з яких одна називається головною задньою поверхнею, а решта - допоміжними задніми поверхнями. Передня поверхня звернена походу відносного робочого руху в бік зрізаногошару на оброблюваної заготівлі. По передній поверхні переміщається утворилася при різанні стружка. Задні поверхні, головна і допоміжна, звернені в бік поверхні різання і обробленої поверхні. Передня і задня поверхні обмежують матеріальне тіло кожного елемента ріжучої частини інструменту.

Передня і задня поверхні, взаємно перетинаючись, утворюють відповідно головну і допоміжну ріжучі кромки. Точка перетину головної і допоміжної різальних крайок носить назву вершини ріжучої частини. Ріжучі кромки і прилеглі до них контактні поверхні на передній і задній поверхні в сукупності утворюють леза, також, відповідно, звані головним лезом і допоміжними лезами. Долаючи опір, леза врізаються в метал заготовки і на всьому шляху відносного робочого руху зрізають з неї попереду лежить шар металу, перетворюючи його в стружку. На всіх інструментах леза в поперечному перерізі мають форму клина, з одного боку обмеженого передній, а з іншого - задньою поверхнею.

Рис.14. Конструктивні елементи ріжучої частини різця

Ріжуча частина токарного прохідного різця (рис. 14) складається з передньої поверхні (контур 1-2-5-4-3-1), головною задньої поверхні (контур 1-2-6-7-1) і допоміжної задньої поверхні (контур 1-3-8-7-1). Передня і головна задня поверхні в перетині утворюють головну ріжучу кромку (лінія 1-2), а передня і допоміжна задня поверхні - допоміжну ріжучу кромку (лінія 1-3). Головна і допоміжна кромки, перетинаючись, утворюють вершину різця (точка 1). Основну роботу, пов'язану зі зрізанням припуску, виконує головне лезо, що складається з головної різальної крайки і прилеглих до неї контактної площадки (заштрихований контур 1-2-9-10-1) на передній і контактної площадки (заштрихований контур 1-2-11- 12-1) на задній поверхнях. Довжина головного леза завжди більше допоміжних.

4.2. Геометричні параметри ріжучої частини

Положення передніх і задніх поверхонь, головних і допоміжних ріжучих крайок, що утворюють ріжучі елементи (зуби), координується щодо корпусу інструменту системою кутових розмірів, які називаються геометричними параметрами.

Для визначення геометрії інструменту введені поняття умовних систем координат і площин, а також видів рухів, що зв'язують інструмент і оброблювану заготовку.

При зрізанні припуску з заготовки і перетворенні її в готовий виріб ріжучий інструмент і заготовка роблять робочі руху. За ГОСТ 25762-83 розрізняють наступні види рухів (рис. 15):

головний рух різання Dr - прямолінійний поступальний і обертальний рух заготовки або різального інструменту, що проходить з найбільшою швидкістю V в процесі різання.

Рух подачі Ds - прямолінійний поступальний або обертальний рух ріжучого інструменту або заготовки, швидкість якого Vs менше швидкості головного руху різання, призначене для того, щоб забезпечити відділення зрізаного шару матеріалу на всю оброблювану поверхню.

Рис.15. Елементи рухів в процесі різання:

1-напрям швидкості результуючого руху; 2 - напрямок швидкості главнсго руху; 3 робоча площина Рs; 4-розглянута точка; 5 напрямок швидкості руху подачі

Поверхня різання R на заготівлі утворюється сукупністю траєкторій результуючого руху різання всіх точок головної різальної крайки, що беруть участь в процесі різання.

Результуюче рух резанія- сумарне рух Ve ріжучого інструменту щодо заготовки, що включає головний рух різання, рух подачі і дотичне рух.

Оптимізація процесу різання передбачає призначення величини кутів інструменту в залежності від конкретних властивостей оброблюваного матеріалу з урахуванням міцнісних властивостей інструментального матеріалу і специфіки відносних робочих рухів заготовки та різального інструменту.

Розрізняють кінематичні кути інструменту (рис.16), вимірювані в кінематичній системі координат (прямокутна система координат з початком в даній точці різальної крайки, орієнтована щодо напрямку швидкості Ve результуючого руху різання), і статичні кути інструменту (рис.17), вимірювані в статичної системі координат (прямокутна система координат з початком в даній точці різальної крайки, орієнтована щодо напрямку швидкості головного руху різання).

Використовувані умовні площини:

Основна площину (статична РVC і кінематична Рvk) - координатна площина, проведена через розглянуту точку різальної крайки перпендикулярно напрямку швидкості головного або результуючого руху в цій точці (відповідно в статичній системі координат).

Площина різання (статична Pnc або кінематична Pnk) - координатна площина, дотична до ріжучої кромці в даній точці і перпендикулярна основної площини (статичної Pvc або кінематичної Рvk).

Робоча площину Рs - площину, в якій розташовані напрямки швидкостей головного руху різання і руху подачі.

Рис.16. Геометричні параметри різця в статичній системі координат

4.2.1 Кінематичні і статичні кути різального інструменту (по ГОСТ 25762-83)

Кінематичні кути.

Кінематичний головний задній кут a до - кут в кінематичній головній січній площині Ртк між задньою поверхнею леза і кінематичної площиною різання РПК.

Кінематичний головний передній кут g до - кут в кінематичній головній січній площині - Ртк між передньою поверхнею леза і кінематичної основною площиною Рvк.

Кінематичний кут нахилу ріжучої кромки l до - кут в кінематичній площині різання РПК між різальною кромкою і кінематичною основною площиною Рvк.

Кінематичний головний кут в плані j к - кут в кінематичній основній площині Рvк між кінематичною площиною різання РПК і робочою площиною Рs.

Кінематичний головний кут загострення b до - кут в кінематичній головній січній площині Ртк між передньою і задньою поверхнями леза.

Статичні кути.

Статичний головний задній кут ac - кут у статичній головній січній площині РТС між задньою поверхнею леза і статичною площиною різання Рnс. Задній кут визначає стійкість інструментів і можливість зрізання припуску тому завжди> 0. Зазвичай a з> 2,5 ... 3, при середніх значеннях: a з = ​​2,5 ... 12. Великі величини призначаються при обробці в'язких, пластичних матеріалів, а також при невеликій глибині різання t. Hа калібрує деяких інструментів допускається стрічка з a з = ​​0.

Статичний головний передній кут gc - кут у статичній головній січній площині РТС між передньою поверхнею леза і статичною площиною РVC. Передній кут можна змінити в межах 0 <g c <0, при середніх чисельних значеннях gc = 15 ... (- 15). Великі величини призначаються при обробці з невеликими силами різання пластичних, м'яких матеріалів.

Статичний кут нахилу ріжучої кромки lc - кут у статичній площині різання Рnc межу ріжучої кромкою і статичної основною площиною РVC. Кут нахилу ріжучої кромки може змінюватися в межах 0 <l з <0, при середніх значеннях l з = 5 ... (- 5). Вибір величини кута залежить від виду операції (чорнова, чистова), тому що цей кут визначає напрямок руху і форму стружки, а також від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу (вище міцність і твердість - більше кут).

Статичний головний кут в плані jc - кут у статичній основній площині РVC між статичної площиною різання Рnc і робочою площиною Рs. Головний кут в плані визначає площу перетину зрізаного шару, величини складових сил різання P і шорсткість обробленої поверхні. Середні значення j з = 45 ... 95. Вибір оптимальної величини залежить від типу інструменту, режимів різання, вимог до якості обробленої поверхні і інших чинників.

Статичний головний кут загострення bc - кут у статичній головній січній площині Ртc між передньою і задньою поверхнями леза. Кут загострення визначає міцність інструменту на вигин в районі головної різальної крайки (під дією сили різання). Зазвичай, b з = 45, при середніх значеннях b з = 45 ... 65. Великі величини призначаються при обробці високоміцних матеріалів.

Крім перерахованих вище основних кутів істотний вплив на процес різання надають:

1. допоміжний кут в плані j 1 - кут між проекцією допоміжної різальної крайки на основну площину і робочою площиною. Допоміжний кут в плані впливає, в основному, на знос інструменту і шорсткість обробленої поверхні. Середні значення j 1 = 15 ... 60 і вибираються в залежності від фізико-механічних властивостей оброблюваного матеріалу і умов різання;
2. кут при вершині e - кут між проекціями головної і допоміжної різальних крайок на основну площину. Кут при вершині визначає міцність на вигин при вершині інструменту від дії сили різання. Зазвичай, e = 55 ... 65.

Загальним для всіх геометричних параметрів інструменту є те, що вибір їх величини буде завжди пов'язаний з фізико-механічними властивостями матеріалів ріжучої частини і оброблюваного. Геометричні параметри інструментів задаються або вибираються за довідковою літературою в статичній системі координат. При цьому індекс "з" в позначенні кутів інструменту не вказується.

У будь-якій системі координат і незалежно від видів механічної обробки зберігаються наступні співвідношення між геометричними параметрами інструменту:

a

+ B + g = d + g = 900

j

+ E + j1 = 1800

4.2.2. Основні фактори, що впливають на зміну геометрії ріжучого інструменту щодо статично заданих величин.

При виконанні інструментом своїх функцій може відбуватися зміна геометричних параметрів по суб'єктивним або об'єктивних чинників.

При суб'єктивному впливі на геометрію інструменту прагнуть:

1. змінити задній a або передній g кути. Наприклад, можлива установка вершини інструменту вище центру деталі. Тоді при обробці зовнішніх поверхонь збільшується передній g і зменшується задній a кути, а для внутрішніх поверхонь: передній g - зменшується, задній a - збільшується. При установці вершини нижче центру відбувається зворотне зміна кутів щодо розглянутих.
2. змінити головний j і допоміжний j 1 кути в плані, змінюючи положення головної різальної крайки щодо робочої площині PS при установці інструменту.

За аналогічною схемою, змінюючи положення ріжучої кромки при установці інструменту, можна змінити і величину кута l.

Об'єктивне зміна геометрії інструменту відбувається в кінематиці (в процесі різання):

1. в залежності від зміни величини швидкості різання V, подачі S і діаметра оброблюваної деталі D. У цьому випадку кути в головній січній площині PТ розглядаються в кінематичній системі координат, в якій кінематична площина різання Pnк відхиляється від статичної Pnс на кут h і, відповідно змінюються величини кутів a К, g К. При цьому величини кутів можуть бути визначені за такими залежностями:

a К = a С - h; g К = g C + h; h = arctg nS / (1000V) = arctg S / (p D)

Зменшення кута враховують тільки при роботі з великими подачами S.


Зміна кутів a і g в процесу різання
2. в залежності від форми оброблюваної поверхні, коли відбувається зміна траєкторії руху інструменту і, отже, положення робочої площини Ps. В цьому випадку може відбуватися збільшення або зменшення кутів в плані j і j 1. Таку ситуацію необхідно враховувати при обробці деталей на верстатах з ЧПУ і копіювальних верстатах, тому що можливо появи кутів j і j 1 близьких до нуля або негативних. Слід враховувати, що на ділянках "підйому" деталі (коли радіус оброблюваної поверхні ri збільшується) кінематичний головний кут в плані j Ki - зменшується, а на ділянках - "спаду" (коли радіус оброблюваної поверхні rj зменшується) відбувається збільшення головного кута в плані j Kj.

Зміна кутів j і j 1 в процесу різання
3. в залежності від конструктивних особливостей ріжучого інструменту: на фасонних різця або інструментах, обробних складні за формою поверхні, можливі негативні задні a і передні g кути в різних точках різальної крайки; на різцях зі змінними багатогранними пластинками забезпечують в автоматичному чи напівавтоматичному режимах регулювання кутів в плані j і j 1 при обробці поверхонь складного профілю.

| Глава 5 >>