2.4.3 Типова конструкція та геометрія різальної частини токарного прохідного різця

 

Токарний прохідний різець у загальному випадку має два основних елементи: робочу різальну частину (головку) I та державку II (див. рисунок 2.9). Різальна частина приєднана до державки одним із способів, розглянутих у п.2.4.

 

Державка може бути квадратною, прямокутною, круглою тощо і призначена для установки та закріплення різця на верстаті.

Різальна частина безпосередньо виконує процес різання і складається з таких елементів (див. рисунок 2.9).

Передня поверхня 1 – поверхня, по якій сходить стружка.

Головна задня поверхня 2 – поверхня, що звернена до заготовки з боку її необробленої поверхні.

Допоміжна задня поверхня 5 – поверхня, що звернена до заготовки з боку її обробленої поверхні.

Головна різальна кромка 3 – лінія перетину передньої та головної задньої поверхонь.

Допоміжна різальна кромка 6 - – лінія перетину передньої та додаткової задньої поверхонь.

Вершина різця 4 - перетин головної та додаткової різальних кромок. Вершина різця може бути гострою або заокругленою певним радіусом. Наявність радіуса на вершині дозволяє зменшити шорсткість обробленої поверхні.

Перелічені елементи мають не тільки токарні різці, а також інші різальні інструменти.

Розглянуті поверхні і різальні кромки після загострювання різця по передній та задніх поверхнях розміщені під певними кутами.

Ці кути створюють необхідну геометрію різальної частини для забезпечення продуктивності та якості процесу обробки заготовки.

Кути розглядають у певній системі координат, яка пов’язана з кінематикою процесу різання.

У теорії різання кути різця та інших інструментів розглядають у таких системах координат [15]: статичній ССК (див. рисунок 2.10), інструментальній ІСК та кінематичній КСК.

Основна площина (ОП) – площина, паралельна напрямкам поздовжньої Sпр та Sп поперечної подач [8].

Для токарних різців із прямокутною державкою за основну площину беруть площину, що проходить через його основу.

Площина різання (ПР) – площина, що проходить через головну різальну кромку.

 

 

Головна січна площина (N-N) – площина, перпендикулярна до проекції головної різальної кромки на основну площину.

Допоміжна січна площина (N1 –N1) – площина, перпендикулярна до проекції допоміжної різальної кромки на основну площину.

Кути різальної частини токарного різця в ССК показані на рисунку 2.11.

Ці кути поділяють на головні та допоміжні. Кожний із них має свою назву та умовне позначення літерою грецького алфавіту – γ, α, φ, λ та за необхідності (для допоміжних кутів) ще і цифровий індекс.

Головний передній кут γ (або просто передній кут) вимірюють у головній січній площині (N-N) між слідами передньої поверхні та площини, що є перпендикулярною до сліду площини різання ПР.

Цей кут має значний вплив на процес різання, тому що його значення суттєво впливає на силу деформації шару матеріалу, що зрізається. Із збільшенням кута γ сила зменшується і навпаки.

Головний задній кут α вимірюють у головній січній площині (N-N). Це кут між слідом площини різання ПР та головною задньою поверхнею.

Кут α призначений для зменшення тертя між заготовкою та головною задньою поверхнею різця, що, у свою чергу, зменшує зношення інструмента по ній. Але, з іншого боку, збільшення кута α зменшує міцність різця.

 

 

Допоміжний задній кут α1 вимірюють у допоміжній січній площині (N1 –N1) між допоміжною задньою поверхнею та площиною, що проходить через допоміжну різальну кромку перпендикулярно до основної площини ОП.

Цей кут призначений для зменшення тертя між обробленою поверхнею заготовки та допоміжною задньою поверхнею різця, що, у свою чергу, зменшує сили різання.

Головний кут у плані φ - це кут між проекцією головної різальної кромки на основну площину та напрямком подачі.

Цей кут суттєво впливає на шорсткість обробленої поверхні та сили різання. Його зменшення приводить до зменшення шорсткості поверхні, але сила різання, що діє у радіальному напрямку (Ру), збільшується, що знижує точність обробки та може викликати вібрації у Т-системі.

Додатковий кут у плані φ1 - це кут між проекцією додаткової різальної кромки на основну площину та напрямком, зворотнім стосовно напрямку подачі.

Його зменшення приводить до зменшення шорсткості поверхні і одночасного підвищення міцності вершини різця.

Кут нахилу головної різальної кромки λ вимірюють у площині різання (ПР) між головною різальною кромкою та лінією, проведеною через вершину різця паралельно основній площині.

Кут λ може бути додатним (із знаком «+»), від’ємним (із знаком «-») або дорівнювати “0” (див. рисунок 2.12), що впливає на напрямок сходження стружки.

 

 

Якщо вершина різця є найвищою точкою головної різальної кромки, то кут λ додатний, і стружка сходить у напрямку подачі. Якщо λ = 0, то стружка сходить по осі різця, а якщо кут λ від’ємний, тобто вершина різця є найнижчою точкою головної різальної кромки, то стружка сходить у напрямку, зворотному напрямку подачі.

Ці особливості необхідно брати до уваги при проектуванні різальних інструментів, що працюють на автоматичному обладнанні (верстати з ЧПК, верстати-автомати та напівавтомати, автоматичні лінії тощо), де процес обробки робітник тільки контролює без впливу на нього. А стружка може пошкодити не тільки оброблену поверхню, а і сам різальний інструмент.