Конструкции резцов
Конструкции резцов
Резцы относятся к наиболее распространенной группе режущих инструментов. Они отличаются большим многообразием как по форме, так и по назначению.
Согласно классификации, принятой в нашей стране, резцы делятся на множество типов и исполнений;
в зависимости от технологических групп станков - токарные, строгальные, долбежные, расточные;
в зависимости от вида выполняемых работ - проходные, подрезые, прорезные и отрезные, резьбовые, расточные и т. д.;
по форме - призматические и круглые;
по конструктивному исполнению - цельные с напайными пластинами, сборные, комбинированные и т. д.;
по установке относительно обрабатываемой заготовки - радиальные и тангенциальные;
по направлению подачи - правые и левые;
Рекомендуемые материалы
по материалу режущей части - из быстрорежущей стали, с пластинками из твердого сплава, минералокерамики, сверхтвердых материалов и алмазов.
Радиальные резцы получили наибольшее распространение ввиду простоты их крепления и выбора геометрических параметров режущей части.
Тангенциальные резцы в основном применяются там, где необходимо получить высокое качество обработанной поверхности, и используются на токарных автоматах и полуавтоматах.
Резец является простым инструментом с одной или несколькими режущими кромками, но к нему предъявляется ряд требований. Наиболее важным из них является эффективность резца, влияющая на повышение производительности труда и зависящая от ряда факторов:
материала режущей части;
формы, размеров и положения пластин на резце (напайных и многогранных);
геометрических параметров режущего лезвия резца;
элементов стружкодробления;
прочности и виброустойчивости державки и режущих кромок.
Основные типы стандартизованных и выпускаемых промышленностью резпов и области их применения приведены в табл. 3.1 и 3.2, а их габаритные размеры—в табл. 3.3. В качестве материала для державок резцов используются конструкционные стали марок 45, 50 (ГОСТ 1051-73 или ГОСТ 1050-88), стали 40Х, 45Х (ГОСТ 4543-71) или инструментальные стали У8, У 10.
КРЕПЛЕНИЕ РЕЖУЩИХ ПЛАСТИН НА ДЕРЖАВКЕ
Режущая часть с корпусом соединяется посредством сварки (быстрорежущие пластины), пайки (твердосплавные пластины и режущие элементы из СТМ), механическим креплением (твердосплавные и минералокерамические многогранные пластины, режущие элементы из СТМ).
Для установки и крепления режущих пластин гнезда выполняются открытыми, закрытыми, полузакрытыми и врезными (см. рис. 2.2). Полузакрытые применяются для крепления твердосплавных пластин. Закрытые и врезные гнезда обеспечивают более надежное крепление пластины в державке, особенно пластин малых размеров.
В последнее время режущие пластины в гнездах закрепляют при помощи клея. Форма и размеры гнезд под клеевое соединение приведены в табл. 2.1-
Схемы механического крепления режущих пластин приведены на рис. 2.4, типовые узлы - на рис. 2.5, а основные виды многогранных пластин в табл. 2.2.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ
Геометрические параметры резца влияют на силы резания и износ режущих кромок лезвия.
Термины и определения элементов резцов приведены в ГОСТ 25751-83.
Элементы рабочей части резцов приведены на рис. 3.2.
Геометрические параметры головки резца определяют положение его передних и задних поверхностей относительно основной опорной поверхности.
Угол наклона l главной режущей кромки может быть положительным, отрицательным или равным нулю. От утла Х зависят форма стружки, направление ее схода по передней поверхности лезвия и упрочнение. Если главная режущая кромка совпадает с основной плоскостью, проходящей через вершину лезвия, l=0, если направлена вверх, угол l положительный, если вниз, угол l отрицательный.
Главный угол в плане j определяет соотношение между шириной и толщиной среза при постоянных значениях подачи и глубины резания. Рекомендуемые значения углов в плане j (j приведены в табл. 3.7.
Вспомогательный угол в плане j1 рекомендуется при жесткой системе принимать в пределах 10—15°, при нежесткой системе 20—30о, при обработке деталей с врезанием 30—45о.
Рис. 3.2. Основные элементы • геометрии резца:
1—передняя поверхность; 2—главная режущая кромка; 3—вспомогательная режущая кромка; 4— вершина лезвия; 5—вспомогательная задняя поверхность; 6—главная задняя поверхность; 7—головка резца: 8—корпус (державка) резца; 9—перстодняя режущяя кромка; 10—основная плоскость; 11— плоскостъ резания; 12—главная секущая плоскостъ; 13—вспомогательная секущая плоскость
Переходную режущую кромку выполняют или по радиусу или в виде фаски под углом jо= j/2 и длиной f =0,5—3,0 мм в зависимости от размеров резца, Задний угол на переходной кромке aо = a.
Главный передний угол g уменьшает деформацию стружки и обрабатываемой поверхности, влияет на величину и направление сил резания, прочность режущей кромки, стойкость резца и качество обработанной поверхности.
Главный задний угол a выбирают в зависимости от обрабатываемого материала.
Вспомогательный задний угол a1 назначают одинаковым с принятым задним углом а. Для отрезных и прорезных рездов a1 = l - 2°.
Радиус вершты лезвия влияет на работу резца так же, как угол j1. С увеличением радиуса округления повышаются качество обработанной поверхности и стойкость резца. Увеличение радиуса возможно только при жестких условиях работы во избежание вибраций. Рекомендуемые радиусы вершины приведены в табл. 3.8.
Главная режущая кромка выполняет основную работу резания и теоретически должна быть острой. Практически же всегда имеется некоторый радиус, называемый радиусом округления режущей кромки r (рис. 3.3). При работе с малой толщиной среза а радиус округления существенно влияет на процесс резания, так как изменяет передний угол.
Значение радиуса r зависит от зернистости инструментального материала и способа обработки передней и задней поверхностей:
r = 6 — 8 мкм для резцов из быстрорежущих сталей, алмазов, СТМ; r =
1,5—17 мкм для резцов с пластинами
из твердого сплава и r = 30—40 мкм для резпов, оснащенных минерало-керамическими пластинами.
|
|
Рис. 3.3. Форма режушей кромки в поперечом сечен и ее влияние на передний угол
Необходимая длина главной режущей кромки приведена в табл. 3.9.
Передняя поверхность лезвия выполняется плоской или криволинейной. Плоскую поверхность применяют для обработки хрупких и очень твердых материалов, криволинейную—для обработки вязких, мягких и средней твердости материалов. Передняя поверхность снабжается упрочняющей ленточкой f =0,2—1,0 мм (меньшие значения—для малых подач). Размеры фасок, канавок зависят от режимов резания и в основном от подачи. Большей подаче соответствуют большие значения f, r и А.
ВЫБОР ФОРМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ МНОГОГРАННОЙ ПЛАСТИНЫ
Форма многогранной пластины характеризуется числом граней (режущих кромок) п. Выбор формы пластин обусловлен углами в плане j и j1:
Рис. 3.9. Резец с механическим креплением пятигранной твердосплавной режущей пластики
если значение п по формуле получается дробным, то оно округляется до целого числа с последующей корректировкой угла в плане j1.
На рис. 3.9 показано положение многогранной пластины на державке резца. Положение пластины определяется поворотом ее относительно основной плоскости вокруг оси 00 на угол m. Ось поворота 00 повернута на угол y относительно направления подачи. Поворот выполняется в плоскости BF (нормальной оси 00 и основной плоскости) и расположенной под углом b к проекции главной режущей кромки АВ. Поворот пластины на угол m обеспечивает необходимые задние углы a и a1, определяемые соответственно в главной (сечение I—I) и вспомогательной (сечение II—II) секущих плоскостях.
Определение параметров установки многогранной пластины на державке сводится к нахождению углов m и b. Для этого рассечем пластину плоскостью, параллельной основной плоскости и отстоящей от вершины резца В на расстояние h. В сечениях I—I и II—II точки E1 и D1 являются следами пересечения этой плоскостью с задними поверхностями. Точки Е1 и D1 в проекции пластины на основную плоскость изображены линиями ЕР и DP, параллельными соответствующими проекциями режущих кромок на основную плоскость.
Из прямоугольных треугольников ВDР и ВЕР без учета угла имеем
Так как BD=htga1; BE=htga, то, подставляя эти значения в формулу и решая полученное уравнение относительно b, получим
Обратите внимание на лекцию "3 Зубонарезание".
где h = e =180 - (j + j1)
Значение угла m определяем по формуле
tgm = BP/h
Подставляя значение BE=htga в формулу, получим
tgm = tga/sinb
