Припуск, клин, подача, глубина резания, срез, части резца, углы токарного резца.
Понятие о припуске на обработку
Припуском (общим) называется слой металла, который необходимо удалить с заготовки для получения детали в окончательно обработанном виде.
Во многих случаях деталь проходит обработку на нескольких станках. При этом на каждом станке снимается лишь часть общего припуска. Например, детали, к которым предъявляются высокие требования по точности размеров и малой шероховатости поверхности, предварительно обрабатывают на токарных станках, а окончательно — на шлифовальных.
Слой металла, снимаемый на токарном станке, называется припуском на токарную обработку. При обработке цилиндрических деталей различают припуск на сторону и припуск на диаметр. Припуск на диаметр в два раза больше припуска на сторону и определяется как разность диаметров детали в одном и том же сечении до и после обработки.
Часть металла, снятая с заготовки в процессе обработки, называется стружкой.
Клин как основа любого режущего инструмента
Все режущие инструменты, применяемые при обработке деталей на станках, в том числе на токарных, имеют общее принципиальное устройство. Основой любого режущего инструмента является клин.
Простейшим примером клина является нож для заточки карандаша, который в поперечном сечении имеет клиновидную форму. Аналогичную форму имеет и столярная стамеска с острым углом между боковыми сторонами.
Основным инструментом при обработке деталей на токарном станке является резец. Рабочая часть токарного резца также имеет форму клина, что и обеспечивает процесс резания металла.
Движения резания при точении
При точении деталь совершает вращательное движение, а резец — поступательное. Вращение детали является главным движением резания и характеризуется скоростью резания. Перемещение резца называется движением подачи. В результате совместного действия этих движений с детали снимается стружка.
Скорость резания
Каждая точка обрабатываемой поверхности детали за единицу времени проходит определенный путь, величина которого зависит от диаметра детали и числа ее оборотов в минуту. Этот путь и определяет скорость резания.
Скоростью резания называется длина пути, который проходит за одну минуту точка обрабатываемой поверхности детали относительно режущей кромки резца. Скорость резания измеряется в метрах в минуту (м/мин) и обозначается буквой υ.
При точении скорость резания определяется по формуле:
υ = πDn / 1000
где υ — скорость резания, м/мин;
π — отношение длины окружности к ее диаметру (3,14);
D — диаметр обрабатываемой поверхности детали, мм;
n — число оборотов детали в минуту.
Подача
Подачей называется величина перемещения резца за один оборот обрабатываемой детали. Подача измеряется в миллиметрах на оборот (мм/об) и обозначается буквой s.
Различают продольную подачу, при которой резец перемещается параллельно оси детали, и поперечную подачу, когда движение резца происходит перпендикулярно оси детали.
Глубина резания
При работе резец снимает с детали слой материала определенной толщины. Эта толщина характеризуется глубиной резания.
Глубиной резания называется толщина снимаемого слоя металла, измеренная по перпендикуляру к обработанной поверхности детали. Глубина резания измеряется в миллиметрах и обозначается буквой t.
При наружном обтачивании глубина резания равна половине разности диаметров детали до и после прохода резца.
Срез, его толщина, ширина и площадь
В процессе образования стружки вследствие остаточной деформации ее толщина и ширина отличаются от геометрических размеров снимаемого слоя. Поэтому для оценки процесса резания вводится понятие среза.
Срезом называется поперечное сечение слоя металла, снимаемого при данной подаче и глубине резания. Срез характеризуется толщиной и шириной.
Ширина среза измеряется в миллиметрах и обозначается буквой b.
Площадь среза обозначается буквой ƒ и определяется по формуле:
ƒ = s · t
Площадь среза измеряется в мм².
Поверхности и плоскости в процессе резания
При обработке детали различают три основные поверхности:
-
обрабатываемую поверхность — поверхность, с которой снимается стружка;
-
обработанную поверхность — поверхность, полученную после снятия стружки;
-
поверхность резания — поверхность, образуемую режущей кромкой резца.
Для определения углов резца вводятся понятия плоскости резания и основной плоскости.
Плоскостью резания называется плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через режущую кромку резца.
Основной плоскостью называется плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам и совпадающая с опорной поверхностью резца.
Части резца и элементы его головки
Токарный резец состоит из головки (рабочей части) и тела, предназначенного для закрепления резца в резцедержателе.
Передней поверхностью резца называется поверхность, по которой сходит стружка.
Задними поверхностями называются поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Одна из них является главной, другая — вспомогательной.
Режущие кромки образуются пересечением передней и задних поверхностей. Главная режущая кромка выполняет основную работу резания, вспомогательная — формирует поверхность детали.
Вершиной резца называется место соединения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть острой, плоскосрезанной или закругленной.
Углы токарного резца
К основным углам резца относятся: главный задний угол α, передний угол γ, угол заострения β и угол резания δ. Эти углы измеряются в главной секущей плоскости.
Главной секущей плоскостью называется плоскость, перпендикулярная главной режущей кромке и основной плоскости.
Главный задний угол α — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.
Угол заострения β — угол между передней и главной задней поверхностями.
Передний угол γ — угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания.
Угол резания δ — угол между передней поверхностью резца и плоскостью резания.
Кроме основных различают вспомогательный задний угол α¹, главный угол в плане φ, вспомогательный угол в плане φ¹, угол при вершине ε и угол наклона главной режущей кромки λ.
Значение углов резца и их выбор
Все углы резца существенно влияют на процесс резания. Увеличение переднего угла γ облегчает сход стружки, но уменьшает прочность резца. Поэтому при обработке мягких материалов передний угол делают больше, а при обработке твердых — меньше или даже отрицательным.
С уменьшением переднего угла увеличивается угол резания δ. Чем тверже обрабатываемый материал, тем больше должен быть угол резания.
Задний угол α необходим для уменьшения трения между резцом и поверхностью резания. Слишком малый задний угол вызывает сильный нагрев резца, а слишком большой снижает его прочность.
Угол заострения β определяется как разность между 90° и суммой переднего и заднего углов резца.
Главный угол в плане φ влияет на величину прогиба детали и распределение тепла при резании. Большие значения φ предпочтительны при обработке нежестких деталей, а меньшие — при необходимости улучшенного отвода тепла.
Угол наклона главной режущей кромки λ позволяет управлять направлением схода стружки. При положительном значении λ стружка отходит в одну сторону, при нулевом — перпендикулярно к кромке, при отрицательном — в противоположную сторону.
