§ 19. Виды и назначение токарных резцов
Для токарной обработки металлов применяют специальные инструменты — токарные резцы. Их изготовляют из сталей и сплавов, имеющих твердость, значительно превышающую твердость обрабатываемого материала. Рабочая часть резцов, как pi у многих других режущих инструментов, имеет форму клина (рис. 65).
Рис. 65. Схема процесса точения (а): 1 — обрабатываемая поверхность; 2 — обработанная поверхность; 3 — резец; основные углы режущей части резца (б): γ — передний угол; α — задний угол; β — угол заострения резца; δ — угол резания
Токарные резцы отличаются один от другого по конструкции, но все они имеют державку и режущую часть (рис. 66). Державка служит для закрепления резца в резцедержателе, режущая часть непосредственно участвует в процессе резания. На режущей части имеются передняя и две задние поверхности, главная и вспомогательная режущие кромки и вершина резца. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания.
Рис. 66. Элементы резца: 1 — главная задняя поверхность; 2 — вспомогательная задняя поверхность; 3 — вершина резца; 4 — вспомогательная режущая кромка; 5 — передняя поверхность; 6 — главная режущая кромка
Важными характеристиками токарного резца являются основные утлы его режущей части.
Главный задний угол α (альфа). Увеличение данного угла уменьшает трение задней поверхности резца о поверхность заготовки.
Передний угол γ (гамма) влияет на процесс резания, легкость схода стружки, качество обработанной поверхности.
Угол заострения β (бета). Чем меньше угол заострения, тем легче резец входит в металл и отделяет стружку с меньшим усилием. Однако при уменьшении угла заострения снижается прочность резца, и он быстрее затупляется и ломается.
Угол резания δ (дельта). δ = α + β. Токарные резцы подразделяют по направлению подачи (правые и левые), конструкции головки (прямые и отогнутые), способу изготовления (цельные, сборные и составные), сечению державки (прямоугольные, круглые и квадратные), виду обработки (проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные). На рисунке 67 схематично показаны некоторые виды резцов.
Рис. 67. Токарные резцы: а — проходной прямой; б — проходной отогнутый; в — проходной упорный; г — подрезной; д — отрезной; е — фасонный; ж — резьбовой; з — проходной расточной
Проходные резцы (рис. 67, а, б) предназначены в основном для обтачивания наружных цилиндрических и конических поверхностей заготовок, проходной упорный резец (рис. 67, в) — для обработки уступов. Торцы заготовок обрабатывают подрезными резцами (рис. 67, г), а отрезают заготовки — отрезными (рис. 67, д). Резьбовыми резцами (рис. 67, ж) нарезают наружную и внутреннюю резьбу, а расточными (рис. 67, з) — растачивают отверстия. Для обработки фасонных поверхностей применяют фасонные резцы (рис. 67, е).
Следует помнить, что токарные резцы, как и любой другой инструмент, нельзя использовать не по назначению, бросать, хранить «навалом». Нельзя допускать значительного затупления инструмента.
Практическая работа № 19
Ознакомление с токарными резцами
- Рассмотрите несколько различных токарных резцов.
- Определите их виды и назначение.
- Измерьте с помощью угломера основные углы режущей части одного из резцов и запишите результаты измерений в таблицу.
Новые слова и понятия
Токарные резцы, державка и режущая часть резца, основные углы режущей части резца: главный задний, передний, заострения, резания.
Конструкция резца
Части конструкции резца и элементы его головки
Резец сконструирован из головки, т. е. рабочей части, и тела, служащего для закрепления резца. Поверхностям и другим элементам головки резца присвоены следующие названия. Передней поверхностью резца называется та поверхность, по которой сходит стружка.
Задними поверхностями резца называются поверхности, обращенные к обрабатываемой детали, причем одна из них называются главной, а другая вспомогательной.
Режущими кромками резца называются линии, образованные пересечением передней и задних поверхностей его. Режущая кромка, выполняющая основную работу резания, называется главной. Другая режущая кромка резца называется вспомогательной.
Из рис. видно, что главной задней поверхностью резца является поверхность, примыкающая к его главной режущей кромке, а вспомогательной — примыкающая к вспомогательной режущей кромке.
Вершиной резца называется место сопряжения главной и вспомогательной кромок. Вершина резца может быть острой, плоской, резанной или закругленной.
Части конструкции резца и элементы его головки.
Углы резца. Главными углами резца являются главный задний угол, передний угол, угол заострения и угол резания. Эти углы измеряются в главной секущей плоскости. Главная секущая плоскость есть плоскость, перпендикулярная к главной режущей кромке и основной плоскости. Главным задним углом называется угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Этот угол обозначается греческой буквой a (альфа). Углом заострения называется угол между передней и главной задней поверхностями резца.
Углы токарного резца
Этот угол обозначается греческой буквой в (бэта).
Передним углом называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, проведенной через главную режущую кромку перпендикулярно к плоскости резания.
Этот угол обозначается греческой буквой у (гамма).
Углом резания называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.
Этот угол обозначается греческой буквой б (дельта).
Кроме перечисленных, различают следующие углы резца: вспомогательный задний угол, главный угол в плане, вспомогательный угол в плане, угол при вершине резца и угол наклона главной режущей кромки.
Вспомогательным задним углом называется угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспомогательную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости.
Этот угол измеряется во вспомогательной секущей плоскости, перпендикулярной к вспомогательной режущей кромке, и основной плоскости и обозначается а.
Главным углом в плане называется угол между главной режущей кромкой и направлением подачи.
Этот угол обозначается греческой буквой ф (фи).
Вспомогательным углом в плане называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи.
Этот угол обозначается ф1 (фи).
Углом при вершине называется угол, образованный пересечением главной и вспомогательной режущих кромок.
Этот угол обозначается греческой буквой е (эпсилон).
Упрощенное изображение углов резца, принятое на практике, указано на рис., о и б (линия А А —плоскость резания). На рис. в показаны углы резца в плане.
Главная режущая кромка резца может составлять различные углы наклона с линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.
Угол наклона измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кромку перпендикулярно к основной плоскости, и обозначается греческой буквой X (лямбда). Угол этот считается положительным, когда вершина резца является самой низкой точкой режущей кромки; равным пулю — при главной режущей кромке, параллельной основной плоскости, и отрицательным — когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки.
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, изадних 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 главнуюи вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.
Пересечение главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной резца.
Поверхности обработки
На обрабатываемой детали различают три вида поверхности (рис. 47): обрабатываемую, обработанную и поверхность резания.
Обрабатываемой поверхностью называется поверхность заготовки, с которой снимается стружка.
Обработанной поверхностью называется поверхность детали, полученная после снятия стружки.
Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой детали главной режущей кромкой резца.
Необходимо также различать плоскость резания и основную плоскость.
Плоскостью резания называется плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку резца.
Основной плоскостью называется плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам резца. У токарных станков она совпадает с горизонтальной опорной поверхностью резцедержателя.
Углы резца и их назначение
Углы рабочей части резца сильно влияют на протекание процесса резания.
Правильно выбрав углы резца, можно значительно увеличить продолжительность его непрерывной работы до затупления (стойкость) и обработать в единицу времени (в минуту или час) большее количество деталей.
От выбора углов резца зависит также сила резания, действующая на резец, потребная мощность, качество обработанной поверхности и др. Вот почему каждый токарь должен хорошо изучить назначение каждого из углов заточки резца и уметь правильно подбирать их наивыгоднейшую величину.
Углы резца (рис. 48) можно разделить на главные углы, углы резца в плане и угол наклона главной режущей кромки.
К главным углам относятся: задний угол, передний угол и угол заострения; углы резца в плане включают главный и вспомогательный.
Главные углы резца следует измерять в главной секущей плоскости, которая перпендикулярна к плоскости резания и основной плоскости.
Рабочая часть резца представляет клин (на рис. 48 заштрихован), форма которого характеризуется углом между передней и главной задней поверхностями резца. Этот угол называется углом заострения и обозначается греческой буквой β (бета).
Задним углом α (альфа) называется угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания.
Задний угол α служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью. Уменьшая трение, тем самым уменьшаем нагрев резца, который благодаря этому меньше изнашивается. Однако, если задний угол сильно увеличен, резец получается ослабленным и быстро разрушается.
В табл. 1 приведены рекомендуемые величины углов (заднего и переднего) для резцов, оснащенных пластинами твердого сплава.
Передним углом γ (гамма) называется угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной через главную режущую кромку.
Передний угол γ играет важную роль в процессе образования стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, улучшается сход стружки, уменьшается сила резания и расход мощности, улучшается качество обработанной поверхности. С другой стороны, чрезмерное увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущей кромки и понижению ее прочности, к увеличению износа резца вследствие выкрашивания режущей кромки, к ухудшению отвода тепла. Поэтому при обработке твердых и хрупких металлов для повышения прочности инструмента, а также его стойкости следует применять резцы с меньшим передним углом; при обработке мягких и вязких металлов для облегчения отвода стружки следует применять резцы с большим передним углом. Практически выбор переднего угла зависит, помимо механических свойств обрабатываемого материала, от материала резца и формы передней поверхности. Рекомендуемые величины переднего угла для твердосплавных резцов приведены в табл. 1.
Углы в плане. Главным углом в плане φ (фи) называется угол между главной режущей кромкой и направлением подачи.
Угол φ обычно выбирают в пределах 30—90° в зависимости от вида обработки, типа резца, жесткости обрабатываемой детали и резца и способа их крепления. При обработке большинства металлов проходными обдирочными резцами можно брать угол ф = 45°; при обработке тонких длинных деталей в центрах необходимо применять резцы с углом в плане 60, 75 или даже 90°, чтобы детали не прогибались и не дрожали.
Вспомогательным углом в плане φ1 называется угол между вспомогательной режущей кромкой и направлением подачи.
Углом λ (ламбда) наклона главной режущей кромки (рис. 49) называется угол между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости.
