Вопрос 2. Режущий инструмент. Его геометрические характеристики

Различают однолезвийные (резцы) и многолезвийные (сверла, фрезы) РИ.

Каждый зуб РИ можно рассматривать как отдельный резец со всеми присущими ему геометрическими параметрами, главные из них: задний угол α, передний угол γ, главный угол в плане φ, вспомогательный угол в плане φ₁, угол наклона режущей кромки λ.

Имеет значение также форма передней поверхности. Для лучшего дробления стружки при обработке вязких материалов плоские передние поверхности снабжают накладными стружколомами, порожками, радиусными лунками. На сменных многогранных пластинах стружколомы и радиусные лунки (стружкозавивающие канавки) получают непосредственно при спекании. Для упрочнения режущей кромки используют отрицательные фаски.

- наибольшее влияние на процесс стружкообразования оказывает передний угол γ.

В первую очередь выбор угла γ связан с обрабатываемым материалом, где просматривается зависимость между прочностными характеристиками обрабатываемого материала и величиной γ. Для вязких материалов (медь, алюминий) γ задают положительным, большой величины γ =+5÷25º; для обрабатываемого материала средней твердости (среднеуглеродистые, конструкционные стали) γ = +8÷15º; для легированных сталей повышенной прочности, корозионностойких γ = +0÷8º; для чугунов γ = +5÷5º; для титановых сплавов γ = 0÷5º. Передний угол γ оказывает влияние на изменение составляющих сил резания, это особенно проявляется в процессе резания. В момент касания при врезании резко меняется направление действия равнодействующей R сил резания. Это объясняется наличием скругления режущей кромки, особенно у твердосплавного инструмента.

- значение радиуса скругления режущей кромки ρ, зависит от зернистости инструментального материала и способа обработки передней, и задней поверхностей: ρ = 6÷8 мкм – для резцов из быстрорежущей стали, СТМ (синтетические твердые материалы); ρ = 15÷17 мкм – резцы с пластинами из твердого сплава; ρ = 30÷40 мкм – для минералокерамических пластин. При работе с малой толщиной среза радиус скругления существенно влияет на процесс резания т.к. изменяет передний угол γ. Связанный с этим поворот равнодействующей R особенно со сменой знака изгибающего момента, очень неблагоприятен для режущего клина в первую очередь из твердого сплава. При работе РИ с частыми повторами врезания с нулевой толщины среза (встречное фрезерование) знакопеременный изгибающий момент является одной из причин быстрого выхода его из строя в виде выкрашивания режущей кромки. В этих случаях при работе с положительным углом γ целесообразно использовать быстрорежущую сталь т.к. у неё большая прочностная надёжность при знакопеременном изгибе.

- задний угол α необходим для возможности перемещения режущего клина по образованной им поверхности заготовки, для уменьшения контакта задней поверхности и образованной поверхности заготовки и возникающих между ними сил трения. С увеличением α интенсивность изнашивания режущего клина по задней поверхности уменьшается и увеличивается стойкость РИ. Минимальная величина α = 2°÷3°.

- от главного угла в плане φ зависит соотношение толщины (а) и ширины (в) срезаемого слоя, при постоянной подаче (S) и глубине резания (t). ;

Если глубина и подача характеризует процесс резания с технологической стороны, то толщина и ширина определяет физическую его сторону.

С уменьшением угла φ при неизменной подача (S), уменьшается удельное давление возле режущей кромки, а следовательно уменьшается её износ. В то же время изменяется соотношение сил резания – увеличивающая ширина (в), увеличивает отжимающую силу P_У, что оказывает воздействие на возможное деформирование заготовки. По технологическим соображениям φ=0°÷92°.

- вспомогательный угол в плане φ₁, влияет на качество обработанной поверхности, её шероховатости, снижает высоту гребешков, поэтому для повышения защищающей роли вспомогательной режущей кромки стремятся принимать малые значения углов φ₁=10°÷15°.

Для повышения прочности вершины режущего клина сопряжение главной и вспомогательной режущей кромок делают через переходную кромку, которая оформляется в виде дуги.

- радиус при вершине r также способствует снижению шероховатости обработанной поверхности.

- угол наклона режущей кромки λ влияет на направление схода стружки и на прочность лезвия, на положение точки первоначального контакта лезвия с обрабатываемым материалом, что особенно важно при прерывистом резании (фрезерование, точение с пазами).

Большое значение для работы РИ имеет отвод стружки из зоны резания, для этого в рабочей части предусмотрены стружечные канавки, они бывают:

1. открытые, обеспечивающие свободный отвод образовавшейся стружки;

2. полузакрытые, обеспечивающие отвод стружки в некоторые моменты процесса резания или в определённом направлении с продвижением стружки вдоль канавки – могут быть наружные канавки и внутренние каналы;

3. закрытые, в которых стружка собирается, формируется и остаётся во время всего процесса резания, а удаляется самостоятельно или принудительно при выходе зуба из контакта с заготовкой (протяжками).

Поиск по сайту: