7. Влияние углов резца на процесс резания

Углы режущей части резца, как и любого другого инструмента, влияют на процесс резания. Правильно назначив углы резца, можно значительно уменьшить интенсивность износа его режущей части (увеличить стойкость) и обработать в единицу времени большее кол-во деталей. От величины углов резца за­висит также величина сил, действующих при резании на систему (СПИД), потребная мощность станка и качество обработанной пов-ти.

Передний угол γ имеет большое значение в процессе образования стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание режущего клина инструмента в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, облегчается сход стружки, уменьшается сила резания и расход мощности. Вместе с тем увеличение переднего угла приводит к уменьшению угла β, т.е. к ослаблению режущего клина и снижению его прочности, что вызывает увеличение износа резца вследствие выкрашивания режущей кромки и менее интенсивного отвода тепла от поверхностей нагрева резца. Поэтому при обработке твердых и хрупких металлов с целью повышения прочности и стойкости инструмента следует применять меньшие передние углы и даже отрицательные(γ=0–(-15⁰)); при обработке мягких и вязких металлов передние углы имеют большие значения(γ=15⁰–20⁰). Вследствие повышенной хрупкости твердых сплавов и минералокерамики для инструмента, оснащенного такими материалами, величину переднего угла необходимо назначать меньшей, чем для инструмента с режущей частью из инструментальных сталей. При обработке чугуна передний угол принимают γ=5⁰–12⁰. Малые углы в этом случае связаны с характером стружкообразования. При обработке цветных сплавов(алюминиевых, магниевых) берут большие углы γ=15⁰–30⁰.

Главный задний угол α необходим для образования углового зазора м/у пов-тью резания и главной задней гранью инструмента. Данный угол служит для уменьшения трения между задней пов-тью резца и пов-тью резания. С уменьшением трения уменьшается нагрев резца, а следовательно, и его износ со стороны задней пов-ти. Однако, если задний угол значительно увеличен, резец получается ослабленным, и он быстро разрушается.

При выборе заднего угла приходится считаться со свойствами обрабатываемого материала и материала инструмента, а также с условиями резания. При обработке мягких и вязких металлов и чистовой обработке задний угол резца берут обычно большим, для твердых и хрупких металлов — меньшим. Задний угол не м.б.=0 или отриц-ным; α_min=1,5⁰-2⁰. На практике величину заднего угла обычно выбирают в пределах 6—10°. α=6^о принимается при работе с небольшими подачами.

Вспомог.задний угол α ₁ обычно принимают равным главному заднему углу α. Этот угол служит для уменьшения трения м/у задней вспомог. пов-тью и обработанной пов-тью.

Угол наклона главной режущей кромки λ влияет на направление схода стружки. Его назначение- отвести стружку в удобном направлении. При λ>0 стружка стремится в сторону задней бабки станка, т.е. к обработанной пов-ти детали. Резание облегчается, т.к. стружка уходит из зоны резания. Для обычных резцов λ =3^о-5^о. Положительное значение λ особенно целесообразно при работе с ударами, напр., при обработке шлицев, при строгании и когда припуск на обработку неравномерен(черновая обработка). При отрицательном угле наклона режущей кромки стружка идет в сторону передней бабки, т.е. к необработанной поверхности детали.

При положительном значении угла λ ударная сила в момент врезания резца приходится не на вершину резца, а на более прочное место режущей кромки, удаленное от вершины. При чистовой обработке, когда снимается тонкая стружка и важна чистота обработанной пов-ти, мы берем λ<0 – вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки. При точении жаропрочных сплавов твердосплавными резцами(ВК8, Т15К6) λ=7^о-12^о.

Главный угол в плане φ оказывает существенное влияние на стойкость и прочность РИ, на силу резания и чистоту обработанной пов-ти. С уменьшением угла φ увеличивается длина активной части режущей кромки (ширина срезаемого слоя) и уменьшается толщина срезаемого слоя (рис.1), что уменьшает термодинамическую нагрузку резца. Вследствие этого уменьшается и износ инструмента.

При слишком малом значении угла φ резко возрастает отжим резца от заг-ки и часто наблюдаются вибрации, в результате чего ухудшается качество обработанной пов-ти и увеличивается износ инст-та. Обычно угол φ выбирают в пределах 30—90° в зависимости от вида обработки, типа резца, жесткости заг-ки и резца и способа их крепления. При обработке большинства материалов проходными обдирочными резцами можно брать угол φ= 45°; при обработке недостаточно жестких деталей в центрах необходимо применять резцы с углом в плане 60, 75 и даже 90° (во избежание вибраций). Уменьшение φ положительно с точки зрения стойкости резца, его прочности, лучшего отвода тепла от вершины.

В спом. угол в плане φ₁ служит для уменьшения трения вспом.задней пов-ти об обработанную пов-ть. С уменьшением угла φ₁ повышается прочность и стойкость РИ, улучшается условие работы вспом.реж.кромки, уменьшается высота неровностей, остающихся после обработки.

Рис.2 Значение угла φ₁

Н- высота неровностей, остающихся после обработки.

φ,φ ₁– Н

Обычно принимают φ₁ =5^о-15^о. Желательно, чтобы φ₁ был не меньше 5^о. Для обычной обработки быстрорежущими резцами, резцами из режущей керамики угол φ₁ <5^о не берется, т.к. мельчайшие частицы стружек, образующиеся в процессе резания не смогут проваливаться в зазор м/у пов-тью обработанной детали вспом.задней гранью резца и может испортить обработанную пов-ть.