Что такое геометрия резца
Геометрия резца
Под геометрией резца подразумевают совокупность парс-метров, характеризующих размеры и формы его отдельных элементов. Простейший резец (рис. 12 а) представляет собой клин с плоскими гранями, угловые параметры которых постоянны по всей ширине.
Степень затупления режущей кромки характеризуют дугой окружности (рис. 12 в,г). Радиус этой окружности называют радиусом округления режущей кромки. Для острого резца радиус равен 5-7 мкм. При величине этого радиуса в 30 и более мкм резец считается затупленным и непригодным для резания древесины.
Угол между передней и задней поверхностями лезвия называют углом заострения. Острота резца в процессе работы снижается. При внедрении затупленного резца в древесину волокна не перерезаются, а сдавливаются, сминаются и разрываются, что увеличивает сопротивление резанию и трение между резцом и древесиной. Вместе с тем снижается чистота и точность обработки, так как смятые волокна стремятся отжать резец.
Положение резца относительно обрабатываемой детали характеризуется такими углами.
Выбор числовых знамений углов резания имеет большое значение, так как они определяют качество обработки и стойкость (время работы) режущего инструмента до затупления. Влияние затупления резца на удельное сопротивление резанию учитывается коэффициентом Кз.
Продолжительность работы резца и его замена зависит от требуемой чистоты обработки. Угловые параметры резца должны быть согласованы также с видом резания древесины. При резании вдоль волокон передний угол должен быть меньше, чем при резании в торец, но больше, чем при обработке поперек волокон.
Геометрия токарного резца – углы, поверхности, плоскости
К основным режущим инструментам, используемым при токарной обработке, относится резец, геометрические параметры которого определяют его технические возможности, точность и эффективность обработки. Разбираться в таких параметрах должен любой специалист, решивший посвятить себя токарному делу, поскольку правильный выбор углов резца увеличивает как продолжительность эксплуатации инструмента, так и производительность обработки.
Параметры токарных резцов
Любой токарный резец образуют державка, необходимая для фиксации инструмента в держателе токарного станка, и рабочая головка, обеспечивающая резание металла. Для рассмотрения геометрических параметров токарного резца за образец лучше взять проходной инструмент.
На режущей части токарного резца данного типа выделяют три поверхности:
Кромка инструмента, называемая режущей (и непосредственно участвующая в обработке), образована пересечением его передней и главной задней поверхностей. В геометрии токарного резца выделяют и вспомогательную режущую кромку. Она, соответственно, образована пересечением передней поверхности со вспомогательной задней.
Точку, в которой пересекаются главная и вспомогательная режущие кромки, принято называть вершиной резца. Последняя при резании металла испытывает колоссальные нагрузки, приводящие к ее поломке. Чтобы повысить стойкость вершины резца, ее в процессе заточки не заостряют, а немного скругляют. Это требует введения такого параметра, как радиус при вершине. Есть и еще один способ увеличения стойкости вершины токарного резца – формирование переходной режущей кромки, имеющей прямолинейную форму.
Важнейшими геометрическими параметрами резцов для токарной обработки являются их углы, которые определяют взаимное расположение поверхностей инструмента. Параметры углов варьируются в зависимости от разновидности токарного резца и от ряда других факторов:
Углы резцов для токарной обработки
Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях.
Углы и плоскости токарного резца
Углы токарных резцов, как уже говорилось выше, измеряются именно в данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.
Угол наклона режущей кромки резца
Одним из важнейших считается главный задний угол токарного резца, который минимизирует трение, возникающее при взаимодействии задней поверхности инструмента с деталью, которую в данный момент обрабатывают (а значит, уменьшает нагрев резца и продлевает срок его службы). Образуется этот угол поверхностью резца (главной задней) и плоскостью резания. Выбирая данный угол при заточке инструмента, учитывают тип обработки и материал заготовки. При этом следует знать, что сильное увеличение размера заднего угла приводит к быстрому выходу токарного резца из строя.
Прочность и стойкость режущего инструмента, усилия, возникающие в ходе обработки, определяются параметрами переднего угла. Он находится между передней поверхностью токарного резца и плоскостью, в которой расположена главная режущая кромка (эта плоскость перпендикулярна плоскости резания). При заточке токарного резца, учитывают ряд факторов, влияющих на величину данного угла:
Порядок заточки поверхностей токарного резца
Увеличение значения переднего угла, с одной стороны, позволяет улучшить чистоту обработки, а с другой – провоцирует снижение прочности и стойкости токарного резца. Такой угол, получаемый в результате заточки, может иметь положительное и отрицательное значение.
Токарные резцы с передними углами, которые имеют отрицательные значения, отличаются высокой прочностью, но выполнять обработку такими инструментами затруднительно. Обычно заточку с передним углом, который имеет положительное значение, используют, когда предстоит обработка заготовки из вязкого материала, а также когда материал изготовления инструмента отличается высокой прочностью.
Резцы с передними углами, имеющими отрицательное значение, применяют при обработке материалов с высокой твердостью и прочностью, при выполнении прерывистого резания, когда материал изготовления инструмента не обладает достаточной прочностью на изгиб и плохо воспринимает ударные нагрузки.
Величина данного угла напрямую зависит от твердости, которой обладает обрабатываемый металл: чем она выше, тем больше его значение. Угол заострения полностью соответствует своему названию, он измеряется между главной передней и главной задней поверхностями инструмента и характеризует степень заострения его вершины.
Характеризуют токарный резец и углы в плане. Это главный, измеряемый между направлением продольной подачи и проекцией, которую откладывает главная режущая кромка на основную плоскость, и вспомогательный, образуемый проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением продольной подачи.
Контроль углов резца
Вспомогательный угол в плане одновременно коррелирует с чистотой обработки и со стойкостью резца. С его уменьшением возрастает чистота обработки и увеличивается стойкость инструмента.
Помимо рассмотренных выше в геометрии токарных резцов различают углы:
Рекомендуем вам посмотреть видео, в котором опытный преподаватель-практик подробно рассказывает обо всех тонкостях строения токарных резцов.
Геометрия резца
Полезное
Смотреть что такое «Геометрия резца» в других словарях:
геометрия резца — Геометрия режущей части резца. [http://sl3d.ru/o slovare.html] Тематики машиностроение в целом … Справочник технического переводчика
ГЕОМЕТРИЯ РЕЗЦА — форма и углы заточки режущей части резца, от к рых зависят производительность, стойкость (срок службы) резца, а также качество обработ. поверхности. Реж. часть составляют рабочие поверхности (см. рис.): передняя, по к рой сходит стружка, задняя… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Обработка металлов резанием — технологические процессы обработки металлов путём снятия стружки, осуществляемые режущими инструментами на металлорежущих станках (См. Металлорежущий станок) с целью придания деталям заданных форм, размеров и качества поверхностных слоев … Большая советская энциклопедия
Затачивание — металлорежущего инструмента, заключительная операция при изготовлении инструмента, а также способ восстановления его режущей способности в процессе эксплуатации. Цикл З. состоит из шлифования (См. Шлифование) и доводки (См. Доводка).… … Большая советская энциклопедия
Металлорежущий инструмент — орудие производства для изменения формы и размеров обрабатываемой металлической заготовки путём удаления части материала в виде стружки с целью получения готовой детали или полуфабриката. Различают станочный и ручной М. и. Основные части… … Большая советская энциклопедия
Пила (инструмент) — Пила, многолезвийный режущий инструмент для разрезки (распиловки) металла, древесины и др. материалов; П. называются также станки и приспособления, рабочим органом которых служит П. инструмент. Режущая часть П. обычно выполняется в виде зубьев,… … Большая советская энциклопедия
Резец (инструмент) — Резец, режущий инструмент, применяемый при обработке изделий на токарных, револьверных, расточных, карусельных, строгальных, долбёжных, зубострогальных и специальных станках. Р. представляет собой стержень, состоящий из головки с режущей частью и … Большая советская энциклопедия
Фреза — (от франц. fraise) режущий многозубый (многолезвийный) инструмент в виде тела вращения для обработки металлов и др. конструкционных материалов резанием (Фрезерованием). По типу (назначению) различают Ф. цилиндрические, торцовые, дисковые… … Большая советская энциклопедия
Пила — I Пила (Piła) город в Польше, на судоходной реке Нотец, в Познанском воеводстве. 45,3 тыс. жителей (1973). Ж. д. узел и ж. д. депо. Производство электроламп, с. х. орудий; пищевая (спирт, крахмал и др.), деревообрабатывающая, текстильная… … Большая советская энциклопедия
Резец — I Резец в археологии кремнёвое орудие с режущим краем, применявшееся человеком в эпохи позднего Палеолита, Мезолита и раннего Неолита для обработки кости, рога и некоторых пород камня. II Резец режущий инструмент, применяемый при… … Большая советская энциклопедия
Геометрия и углы токарного резца: строение, основные элементы и геометрические параметры
Одна из главных деталей станка заслуживает подробного рассмотрения. Поэтому в фокусе внимания – геометрия токарного резца: основные элементы и углы, поверхности и другие характеристики. Также вы узнаете, чем разные его виды отличаются между собой, например, в чем разница между резьбонарезным и расточным, и сможете выбрать один или несколько из них, в зависимости от своих производственных или бытовых нужд.
Сразу отметим всю важность роли тех показателей, о которых пойдет речь ниже. Они, по сути, определяют не только функциональное назначение, но и надежность кромок, а значит и продолжительность эксплуатации приспособления. Также они обуславливают производительность и точность выполнения технологических операций, и, наконец, ориентацию в пространстве при решении задачи.
Параметры инструмента
Любой из них состоит из двух конструктивных элементов. Это державка, отвечающая за качественную фиксацию в станке, и рабочая головка, непосредственно выполняющая снятие лишних слоев материала.
И у каждого из них есть три поверхности токарного резца:
Но есть и параметры, роль которых еще более важна, ведь именно они задают взаимное расположение всех трех плоскостей. Это углы, расчетные величины которых зависят от ряда факторов, и в списке ключевых:
Они нуждаются в подробном рассмотрении.
Основные углы токарных резцов по металлу и их назначение
Их точность необходимо обеспечивать вплоть до одного-двух градусов. Для этого требуется четко следить за соотношениями взаимных наклонов тройки уже рассмотренных поверхностей.
Главный задний
Он маркируется (α), его роль – в уменьшении трения в зоне механического взаимодействия, и не должен быть «плавающим». Нужно понимать, что его расширение влечет за собой серьезное снижение прочности инструмента – в какой-то момент, при чрезмерном усилии тот может просто сломаться – и даже ухудшает фиксацию хвостовика в держателе, что снижает общую безопасность труда; кроме того, оно провоцирует появление биения и учащает колебания, повышая их амплитуду, и поэтому убыстряет износ. И наоборот, его сужение увеличивает площадь контакта, в результате чего падает точность проведения технологической операции.
Главный передний
Его записывают на чертежах (γ), и он определяет как геометрические параметры токарного резца, так и конечные габариты детали, так как ответственен за снижение деформации снимаемых слоев. Если он узкий, материал удаляется быстро, но точечно. Соответственно, по мере его расширения захватываемого пространства становится больше, но сила воздействия ослабляется, что негативно сказывается на общей производительности. Также толщина лезвия уменьшается, что чревато ухудшением прочности и теплоотвода, более частыми выкрашиваниями.
Может быть даже отрицательным – у инструментов, использующихся при обдирке под ударной нагрузкой; они востребованы потому, что воспринимают давление всей своей передней частью, а не только кромкой.
Резания
Он обозначается (δ) и определяет легкость и глубину проникновения приспособления в толщу материала заготовки.
Равен сумме α и β (который следующий на очереди). В подавляющем количестве случаев его выполняют в рамках 60-100 градусов.
Заострения
Его маркировка на чертежах (β), и он говорит о форме вершины. Чем тупее (шире), тем прочнее оказывается лезвие в условиях интенсивной эксплуатации.
Основной угол в плане токарного резца
Его записывают как (φ), и он обуславливает как скорость проведения технологической операции, так и физическую прочность инструмента, которые тем выше, чем он уже. Но не должен быть чересчур малым, так как это чревато возникновением вибраций из-за избыточных радиальных сил.
Находится между проекцией кромки и вектором подачи заготовки.
Вторичный в плане
Обозначается (φ1) и оказывает значительное влияние чистоту детали: чем он шире, тем больше шероховатостей у заготовки; но помните, что со снижением его значения повышается нагрев.
Задний вспомогательный
Его маркируют (α1) и он способствует устранению трения в месте контакта лезвия с деталью, предотвращая повышение температуры в этой зоне, а значит и защищая от преждевременного износа. С его увеличением падает прочность приспособления, и, если он выходит за рекомендованные рамки, это провоцирует поломку.
Вершина между кромкой резца и задней вспомогательной поверхностью
Уже из подзаголовка понятно, на какой точке пересечения она измеряется. И чем она острее, тем лучше снимается материал, но тем быстрее нагревается зона контакта, и тем хуже стойкость к механическим разрушениям, а значит и ниже срок службы.
Наклона
Обозначается (λ), может быть положительным, нулевым или отрицательным. От его показателя зависит, в каком направлении будет сходить металлическая (деревянная, пластиковая) стружка при выполнении технологической операции.
Токарные резцы по металлу: конструктивные особенности и классификация
Токарные резцы по металлу: конструктивные особенности и классификация
Токарный резец — это основной инструмент, который применяется для обработки заготовок на токарных станках. Именно он контактирует с деталью и придает ей необходимую форму. В этой статье мы максимально подробно расскажем о конструктивных особенностях и классификации резцов. Изучив информацию, вы сможете на практике без проблем подобрать инструмент для той или иной операции.
Начнем с конструктивных особенностей резцов.
Конструктивные особенности токарных резцов
Каждый токарный резец состоит из двух частей.
Державка. Может быть квадратной или прямоугольной. С ее помощью резец закрепляют в посадочных гнездах станков. ГОСТом установлены следующие стандартные размеры державок.
Квадратные — 4*4, 6*6, 8*8, 10*10, 12*12, 16*16, 20*20, 25*25, 32*32, 40*40 мм.
Прямоугольные — 16*10, 20*12, 25*16, 25*20, 50*25, 40*32, 50*32, 50*40, 63*50 мм.
Головка. Это рабочая часть резца, контактирующая с заготовкой в процесс ее обработки. Головка состоит из заточенных под определенными углами кромок.
Изображение №1: конструкция токарного резца
Геометрия токарных резцов
Изображение №2: геометрия токарного резца
Расскажем об углах резцов и их назначениях.
Задний вспомогательный угол (α1). При его уменьшении снижается сила трения между задней плоскостью инструмента и обрабатываемой заготовкой.
Угол вершины (ε). Формируется между режущей кромкой и задней вспомогательной плоскостью. Чем больше этот угол, тем лучше условия теплоотвода и выше прочность резца.
Вспомогательный угол в плане (ϕ1). Его размер варьируется в пределах от 10 до 30°. С уменьшением угла улучшается чистота обработки, но возрастает сила трения.
Главный угол в плане (ϕ). Его размер варьируется в пределах от 20 до 90°. От размеров угла зависят длина и ширина среза. Чем меньше ϕ, тем ниже температура и сила резания. Чистота обработки также улучшается. Но с уменьшением угла возрастают вибрации и радиальная сила резания.
Угол резания (δ). Формируется между передней поверхностью и плоскостью резания.
Угол заострения (β). Формируется между передней и главной задней поверхностями. Оказывает влияние на остроту и прочность инструмента.
Главный задний угол (α). Его размер варьируется в пределах от 6 до 12°. С уменьшением угла снижается сила трения между деталью и задней поверхностью резца. При этом улучшается теплоотвод и продлевается срок службы инструмента, но ухудшается чистота обрабатываемой поверхности.
Угол наклона главной режущей кромки (λ). Влияет на направление отвода стружки. При положительных λ и λ = 0° стружка сходит к обрабатываемой поверхности. Резцы с положительными λ (12–15°) применяют при обработке заготовок из жаропрочных и закаленных сталей. У универсальных токарных резцов λ = 0°. Резцы с отрицательными λ применяют для чистовой обработки.
Классификация резцов по металлу по форме головок, конструкции, направлению резания и точности операций
По этим параметрам существуют следующие классификации резцов по металлу.
Классификация по форме головок
По этому параметру резцы делят на 4 типа.
Прямые. Державка и рабочая головка располагаются либо на одной оси, либо на двух, но параллельных.
Изогнутые. Державка имеет изогнутую форму.
Отогнутые. Отгиб головки в сторону заметен невооруженным глазом.
Оттянутые. Ширина головки меньше ширины державки. Головка может быть оттянута влево или вправо. Существуют и симметричные модели.
Изображение №3: классификация резцов по форме головок
Классификация по конструкции
По конструкции резцы классифицируют на три типа.
Цельные. Такие резцы целиком изготовлены из легированной или инструментальной (редко) стали. Стоят недорого, быстро изнашиваются и не подходят для обработки твердых материалов.
С твердосплавными напайками. Такие резцы сочетают в себе высокую износостойкость и среднюю стоимость. Напайки обычно изготавливают из сталей ВК8, Т5К10 и Т5К6.
Со сменными твердосплавными пластинами. Стоят дороже аналогов. Максимально удобны. Для смены пластин не нужно снимать режущий инструмент.
Изображение №4: классификация токарных резцов по конструкции
Классификация по направлению резания
Резцы бывают левыми и правыми.
Правые. Такие резцы для токарных станков используются чаще всего и в процессе обработки заготовок подаются справа налево. Если положить сверху на такой резец правую руку, то режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца.
Левые. Подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого пальца.
Изображение №5: левый (а) и правый (б) резцы
Классификация по точности операций
По этому признаку выделяют следующие разновидности резцов.
Черновые (обдирочные). Предназначены для грубой обработки заготовок.
Получистовые. Точность обработки находится на среднем уровне.
Чистовые. Точность обработки находится на высоком уровне.
Специальные Предназначены выполнения тонких технологических операций.
Маркировка токарных резцов, значения цифр и символов
По стандарту маркировка токарных резцов может включать в себя 9 или 10 символов.
Первый — способ крепления режущей пластины.
Четвертый — задний угол режущей пластины.
Пятый — направление резания.
Изображение №6: возможные значения параметров 1–5
Шестой — высота державки.
Седьмой — ширина ее хвостовой части.
Восьмой — общая длина резца.
Девятый — размер режущей пластины.
Изображение №7: возможные значения параметров 6–9
Изображение №8: возможные значения параметра 10
Классификация токарных резцов по назначению
По назначению принята следующая классификация токарных резцов. Всего выделяют 8 чаще всего применяющихся видов.
Прямые проходные токарные резцы и их назначение
Их применяют для обработки наружных поверхностей заготовок.
Фотография №1: прямые проходные токарные резцы
Чаще всего используют инструменты с тремя размерами державок.
Отогнутые проходные токарные резцы и их назначение
Предназначение проходных отогнутых резцов — создание фасок и обработка торцевых поверхностей.
Фотография №2: отогнутые проходные токарные резцы
Наиболее широкое распространение получили инструменты с державками:
Проходные упорные токарные резцы и их назначение
Их обычно применяют при обработке ступенчатых валиков или иных деталей в случае, если в конце обработки требуется подрезать небольшой уступ.
Фотография №3: проходной упорный резец
Чаще всего используют проходные упорные резцы со следующими размерами державок.
Отогнутые подрезные токарные резцы и их назначение
Назначение таких токарных резцов — обработка торцевых поверхностей.
Фотография №4: отогнутый подрезной резец
Самые распространенные размеры державок:
Расточные токарные резцы и их назначение
Их сфера применения — обработка сквозных и глухих отверстий.
Фотография №5: расточные резцы для обработки сквозных отверстий
Фотография №6: расточные резцы для обработки глухих отверстий
Самые распространенные размеры державок следующие.