3. Геометрия режущего инструмента

3.1 Общие сведения

Эффективность обработки резанием во многом определяется геометрической формой инструмента.

Инструменту принадлежит первостепенная роль в обработке резанием. Можно без преувеличения утверждать, что от совершенства инструмента зависит совершенство обработки материалов резанием. Инструменты делятся на два типа: лезвийные и абразивные. Лезвийные инструменты имеют определенную, заданию геометрию лезвий, окончательно формируемую заточкой. Абразивные инструменты представляют собой совокупность зерен неопределенной формы, соединенных между собой связкой. Ребра и грани зерен являются режущими элементами абразивного инструмента. Геометрия зерен не задается.

В любом лезвийном инструменте можно выделить режущую часть, присоединительную и корпусную, хотя эти части не всегда имеют четкие материальные границы.

3.2. Устройство проходного токарного резца

Любой инструмент, каким бы он сложным не был, можно рассматривать как композицию на основе резца. Поэтому элементы последнего присущи любому режущему инструменту.

В резце можно выделить присоединительную часть 2 (см. рис.3.1) и режущую часть. Первая служит для закрепления резца на станке, вторая производит срезание припуска.

Рис. 3.1. Элементы резца	Рис. 3.2. Поверхности на обрабатываемой заготовке

Режущая часть (см. рис. 3.1.) ограничена передней поверхностью 1 и задними поверхностями 4 и 5.

Передняя поверхность (ПП) - поверхность, по которой сходит стружка.

Задняя поверхность (ЗП) - поверхность, обращенная к заготовке. При этом главная задняя поверхность 4 обращена к обрабатываемой поверхности 1 и поверхности резания 2 (см. рис.3.2), а задняя вспомогательная поверхность 5 (см. рис.3.1) - к обработанной поверхности 3 (см. рис.3.2).

Линии пересечения передней и задней поверхностей являются режущими кромками. В соответствии с наименованиями задних поверхностей имеем главную 3 и вспомогательную 7 режущие кромки (см. рис.3.1).Точка 6 пересечения режущих кромок называется вершиной резца.

3.3. Общие понятия и определения

Под геометрией инструмента понимают совокупность углов, определяющих форму рабочих поверхностей, режущих кромок и их расположение в пространстве.

Для измерения углов, составляющих геометрию в данной точке режущей кромки, принята пространственная прямоугольная координатная система, состоящая из трех пересекающихся в этой точке плоскостей, называемых плоскостью резания, основной плоскостью и секущей плоскостью.

Плоскость резания (ПР) (см. рис. 3.3) - плоскость, образованная вектором скорости резания V и линией ВВ', касательной к режущей кромке.

Рис. 3.3. Координатные плоскости и измеряемые

углы в этих плоскостях.

Основная плоскость (ОП) (см.рис.3.3) - плоскость, перпендикулярная вектору скорости резания.

Секущая плоскость (СП) (см.рис.3.3) - плоскость, проходящая через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно плоскости резания и основной плоскости.

Геометрия в каждой точке режущей кромки определяется четырьмя плоскими углами, лежащими в координатных плоскостях.

В плоскости резания измеряется угол наклона режущей кромки λ (см.рис. 3.3). Это угол между прямой ВВ', касательной к режущей кромке, и основной плоскостью.

В основной плоскости измеряется угол в плане φ (см.рис.3.3). Это угол между направлением подачи и плоскостью резания.

В секущей плоскости измеряются два угла: передний угол γ и задний угол α (см.рис.3.3).

Передний угол γ - это угол между передней поверхностью и основной плоскостью.

Задний угол α - это угол между задней поверхностью и плоскостью резания.

Если поверхности и режущие кромки инструмента криволинейны, то углы определяются с помощью прямых касательных линий и плоскостей, проходящих через рассматриваемую точку режущей кромки.

Если инструмент имеет несколько типов режущих кромок, то их наименования добавляются к наименованиям координатных плоскостей и углов. Например, уместны такие наименования: вспомогательная секущая плоскость, вспомогательный угол в плане, угол в плане поперечной кромки и т.п.

При изучении геометрии режущих инструментов следует обратить внимание на то, что в основу определения геометрии положен вектор скорости движения резания. Поэтому геометрия - понятие во многом кинематическое. Изменение параметров любого движения, составляющего движение резания, приводит к изменению ориентации вектора скорости резания, координатных плоскостей и углов инструмента. При обработке возможны самые разнообразные сочетания скоростей движений, составляющих движение резания. Для каждого сочетания будет своя геометрия. Эта геометрия определяет сущность процесса резания. Для задания геометрии на чертежах инструментов применяется вышеописанная координатная система, но для частного случая, когда за вектор скорости движения резания принимается вектор скорости главного движения. Он имеет постоянное направление. При этом за направление подачи принимают направление, характерное для обработки данным инструментом. В других случаях применяются иные способы задания углов. Например, в чертежах инструментов со вставными ножами задают углы установки ножей, в чертежах сверл – угол спирали сверла. С помощью этих углов по известным формулам определяются углы, составляющие геометрию инструмента. Таким образом, в чертежах инструментов задаются углы, удобные для изготовления инструмента. Они выбираются такими, чтобы для оптимальных режимов резания значения рабочих углов резания были близки к оптимальным.