Для определения углов резца (рис.
248) пользуются координатными плоскостями: плоскостью
резания, касательной к поверхности резания и проходящей через
главное режущее лезвие; основной плоскостью, параллельной продольному и
поперечному перемещению резца в процессе работы; главной секущей плоскостью,
перпендикулярной к проекции главного режущего лезвия на основную плоскость (след
этой плоскости NN см. на рис. 250); вспомогательной секущей плоскостью,
перпендикулярной к проекции вспомогательного режущего лезвия на основную
плоскость.
Резец (рис, 249, а) состоит из двух основных частей: головки I (рабочей части) и тела II (стержня). Тело служит для установки (по основной плоскости) и закрепления резца в рабочем положении, а головка для срезания припуска с заготовки. Головку резца затачивают так, чтобы она имела поверхности: переднюю 1, главную заднюю 3 и вспомогательную заднюю 4.
Рис. 249. Элементы и формы передней поверхности токарного резца.
Передняя поверхность 1 резца — поверхность, по которой сходит стружка. Главная 3 и вспомогательная 4 задние поверхности резца — поверхности, обращенные к обрабатываемой заготовке (рис. 249, а и б). Пересечение передней и задней поверхностей образует режущие лезвия резца. Различают главное режущее лезвие 2 (рис. 249, а), выполняющее основную работу резания, и вспомогательное режущее лезвие 5. Кроме этого, головка резца может иметь переходное режущее лезвие 6 (рис. 249, б) при наличии переходной задней поверхности 7, расположенной между главной 3 и вспомогательной 4 задними поверхностями. Вершина резца 8 (рис. 249, а) представляет собой место сопряжения главного и вспомогательного режущих лезвий. Вершина резца в плане может быть в виде точки либо в виде прямой или закругленной линии небольшой длины. Радиусная вершина резца способствует улучшению качества обработанной поверхности. Однако увеличение радиуса приводит к возникновению вибраций, поэтому радиус закругления вершин резца больше 5 мм делать не рекомендуется.
Форма головки резца определяется видом и расположением передней и задней поверхностей и режущих лезвий.
В зависимости от условий работы и материала заготовки применяют несколько различных форм передней поверхности резцов: плоскую без фаски (рис. 249, в), плоскую с фаской (рис. 249, г) и радиусную с фаской (рис. 249, д).
Взаимное расположение в пространстве поверхностей головки резца и режущих лезвий ее определяется при помощи углов, называемых углами заточки резца или просто углами резца.
Главные углы резца, измеряющиеся в главной секущей плоскости NN, перпендикулярной к проекции главного режущего лезвия на основную плоскость, показаны на рис. 250: главный задниий угол α, передний угол γ, угол заострения β, угол резания δ и главный угол в плане φ.
Рис. 250. Углы в статическом состоянии.
Главный задний угол α — угол между главной задней поверхностью и плоскостью резания. Задний угол α делается для уменьшения трения между задней поверхностью резца и поверхностью резания и, следовательно, для уменьшения износа резца по задней поверхности. Однако, если задний угол окажется излишне увеличенным, снижается прочность режущего лезвия и резец быстрее разрушается. Задний угол назначают с учетом свойств обрабатываемого материала и условий обработки. Для обработки мягких и вязких материалов задний угол назначается больше, чем при обработке твердых и хрупких материалов, так как при обработке мягкого и вязкого материала его деформация будет больше, чем при обработке твердых и хрупких материалов. Главным фактором, от которого зависит величина заднего угла α, является подача. Опытами установлено, что с уменьшением подачи износ резца по задней поверхности возрастает, а с увеличением подачи износ уменьшается. Задний угол α в практике назначают в пределах 6 — 12º.
Передний угол γ — угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания. Передний угол играет значительную роль в процессе резания металлов. Чем больше передний угол, тем легче будет врезание резца в металл, меньше деформация срезаемого слоя, меньше силы резания и расход мощности. Улучшается также сход стружки и повышается качество обработанной поверхности. Но увеличение переднего угла приводит к ослаблению режущего лезвия и понижению его прочности, к увеличению износа резца вследствие выкрашивания режущего лезвия и ухудшению отвода тепла. При обработке твердых и хрупких металлов для повышения прочности резца применяют небольшие и даже отрицательные передние углы. При обработке мягких и вязких металлов применяют резцы с большим передним углом. Передний угол назначают в практике от минус 5 и до 15º.
Угол заострения β — угол между передней и главной задней поверхностями резца.
Угол резания δ — угол между передней поверхностью и плоскостью резания. Как видно из рис. 250, между углами α, γ, β, δ существуют следующие зависимости: α + β + γ = 90º; δ = 90º — γ; α + β = δ.
Главный угол в плане φ — угол между проекцией главного режущего лезвия на основную плоскость и направлением продольной подачи. Главный угол в плане оказывает значительное влияние на чистоту обработанной поверхности и продолжительность работы резца до затупления. С уменьшением угла φ возрастает деформация заготовки и отжим резца от заготовки, появляются вибрации, ухудшается качество обработанной поверхности. Угол λ обычно назначают в пределах от 30 до 90º.
Угол наклона главного режущего лезвия λ — угол, составленный главным режущим лезвием резца с основной плоскостью (или параллельной ей), называют углом наклона режущего лезвия резца (рис. 251). Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главное режущее лезвие перпендикулярно к основной плоскости. Угол λ считается положительным, если вершина резца является наиболее низкой точкой главного режущего лезвия, отрицательным, если вершина резца является наивысшей точкой режущего лезвия, и равным нулю, если главное режущее лезвие параллельно основной плоскости.
Рис. 251. Угол наклона главной режущей кромки и направление стружки в зависимости от него.
В зависимости от угла λ изменяется направление схода стружки (при + λ к обработанной поверхности, при — λ от обработанной поверхности).
При положительном угле наклона (+ λ) стружка царапает обработанную поверхность заготовки и мешает рабочему следить за обработкой. Но положительное значение угла λ делает головку резца более массивной и стойкой, в связи с чем положительное значение угла рекомендуется при обдирочных работах и при обработке прерывистых поверхностей. При чистовых работах рекомендуется отрицательный угол λ (0 ÷ 4°), при котором стружка будет сходить на обрабатываемую поверхность впереди резца.
Вспомогательные углы резца α1, β1, γ1 измеряются по вспомогательной секущей плоскости N1N1 (рис. 250) и определяются, как и главные углы.
Вспомогательный угол в плане φ1 — угол между проекцией вспомогательного режущего лезвия на основную плоскость и направлением, обратным направлению продольной подачи. Значение вспомогательного угла аналогично главному углу в плане.
