Основи різання металів

Елементи і кути різця. Принцип роботи будь-якого різального інструменту заснований на дії клина. Найбільш наочно можна розглянути елементи і геометрію ріжучого інструменту на прикладі токарного різця.

Основні елементи різця. Різець складається з робочої частини - головки (рис. 1), яка безпосередньо бере участь у відділенні зрізаного шару металу; нижньої опорної поверхні підошви, на яку спирається різець при установці на верстаті. і тіла (стержня), за допомогою якого різець закріплюється в резцедержателе.

Основними елементами різця є: передня поверхня 1, по якій сходить стружка; головна задня поверхня 3, звернена до поверхні різання; допоміжна задня поверхня 4, звернена до обробленої поверхні; головна ріжуча кромка 2, що є перетином передньої і головної задньої поверхонь, допоміжна ріжуча кромка 5, що є перетином передньої і допоміжної задньої поверхонь, і вершини 6.

Мал. 1. Основні елементи різця

1-Площина різання, 2 основна площину, 3-нормальна площину, 4-головна січна площина, 5 оброблена поверхня, 6-поверхня різання, 7-оброблювана поверхня

Кути різця. Для визначення кутів різця стандартом встановлено такі поняття: площину різання (рис. 139), основна площину і головна січна площина. Для зручності визначення деяких кутів ріжучого клина доцільно ввести додаткове поняття - нормальна площину.

Площиною різання 1 (рис.2) називається площина, дотична до поверхні різання і що проходить через головну ріжучу кромку.

Основний площиною 2 (рис. 2) називається площина, паралельна напрямку поздовжньої і поперечної подач. У токарних різців основна площина збігається з нижньою опорною поверхнею різця.

Нормальну площину визначаємо як площину, що проходить через головну ріжучу кромку і перпендикулярну площині різання.

Головною січною площиною 4 (рис.2) називається площина, перпендикулярна до проекції головної різальної крайки на основну площину.

Як видно з рис. 2, а, б і в, характер поверхні різання і положення вихідних площин змінюються в залежності від типу різального інструменту і напрямку подачі.

Розрізняють головні і допоміжні кути, а також кути в плані. Головні кути вимірюються в головній січній площині (рис. 3). До них відносяться: головний задній кут. кут загострення, головний передній кут і кут різання.

Главнийзадній кут α - кут між площиною різання і головною задньою поверхнею. Цей кут необхідний, щоб зменшити силу тертя між оброблюваної деталлю і різцем. Практично кут а від 6 до 12 °.

Главнийпередній у г о л γ - кут між передньою поверхнею і нормальної площиною. Величина переднього кута впливає на процес стружкообразования. кут i дорівнює від +25 до -10 °.

Уголзаостренія β - кут між передньою поверхнею і головною задньою поверхнею. Чим більше цей кут. тим міцніше ріжуча частина інструмента і тим краще умови відводу тепла від ріжучої кромки.

Уголрезанія 8 - кут між площиною різання і передньою поверхнею. кут різання

β = α + β = 90 γ.

Уголпрі вершині різця ε - кут між проекціями головної і допоміжної різальних крайок на основну площину.

Главнийугол в плані φ- кут між проекцією головної різальної крайки на основну площину і напрямком подачі.

Вспомогательнийугол в плані φ1, - кут між проекцією допоміжної різальної крайки на основну площину і напрямком подачі.

Вспомогательнийзадній кут α1. (Вимірюється в допоміжній січній площині) - це кут між допоміжною задньою поверхнею і вертикальною площиною, що проходить через допоміжну різальну кромку і перпендикулярній до основної площини.

Мал. 3. Кути різця і їх призначення

Уголнаклона головної різальної крайки X (рис. 3) - кут між головною різальною крайкою і основною площиною.

Елементи режиму різання. Елементами режиму різання є: швидкість різання, глибина різання, подача. товщина і ширина зрізаногошару.

Швидкістю різання називається величина переміщення ріжучої кромки щодо оброблюваної поверхні в одиницю часу. швидкість різання вимірюється в метрах за хвилину і визначається за формулою

Де d - діаметр оброблюваної поверхні заготовки, мм;

n - число оборотів заготовки в хвилину.

Подача s (рис. 3) при точінні - переміщення різця в міліметрах за один оборот заготовки.

Глибиною різання називається відстань між оброблюваної і обробленої поверхнями, виміряний перпендикулярно до останньої. глибина різання вимірюється в міліметрах і позначається буквою t (рис. 3).

Поперечний, перетин зрізаного шару характеризується не тільки глибиною різання 1 (рис. 3) і подачею s. але і фізичними параметрами: товщиною а й шириною b.

Мал. 4. Елементи різання:

Товщиною зрізаного шару (рис. 4) називається відстань вимірюється в напрямку, перпендикулярному до ширини зрізаногошару, між двома послідовними положеннями поверхні різання за один оборот або один прохід вироби або інструменту. Товщина стружки вимірюється в міліметрах і позначається буквою а.

Шириною зрізаногошару (рис. 4) називається відстань між оброблюваної і обробленої поверхнями, виміряний по поверхні різання. ширина зрізаногошару позначається буквою b і вимірюється в міліметрах.

Номінальна перетин зрізаного шару (рис.4) вимірюється в площині, перпендикулярній до напрямку швидкості різання. Площа номінального перетину зрізаного шару обмежена контуром A BCD і дорівнює

f == ts - ab мм 2.

Площа дійсного перетину зрізаного шару обмежена контуром АБСЕ (вона становить близько 98% площі ABCD). Висота H залишкового перетину в значній мірі визначає чистоту обробленої поверхні.

Мал. 5. Сили, що діють на різець в процесі різання:

Сили різання. У процесі різання на різець діють три сили (рис. 5):

Рг-сила різання (кг), що діє в горизонтальній площині і віджимає різець донизу;

Рх-сила подачі (кг), що діє в горизонтальній площині і протилежна напрямку поздовжньої подачі (за величиною в три рази менше Pz);

Ру -радіальна сі:; а (кг), що діє в горизонтальному напрямку і перпендикулярна до осі заготовки (становить від 30 до 50% Рг). Досліди показують, що зі збільшенням подачі s і глибини різання / в обох випадках збільшується сила різання Pz. а отже, відповідно збільшуються Рх і Ру.

Знос різців. Тертя збігає стружки об передню поверхню і деталі про задню поверхню різця - причина зносу ріжучих інструментів.

При малій швидкості різання ріжучі інструменти зношуються повільніше, ніж при великій швидкості, коли утворюється багато тепла. На інтенсивність зносу впливають властивості матеріалу деталі і різця, величина тиску на поверхнях, що труться і геометрія ріжучого інструменту.

При обдирні роботах зношується головним чином передня поверхня інструменту. При чистових роботах найбільш сильно зношується задня поверхня; знос її допускається: для прохідних різців-до 2 мм, для фрез-до 3 мм, для свердел-до 1,2 мм.

Стійкістю різця називається час (Кмин) його безперервної роботи до затуплення при заданому режимі різання.

Стійкість різця залежить від багатьох факторів. але найбільший вплив на стійкість надає швидкість різання: з підвищенням швидкості різання стійкість інструменту знижується.

Стійкість різців в кожному конкретному випадку регламентується (наприклад, для різців з швидкорізальної сталі Т беруть рівним 60 хв) і в залежності від цього визначається швидкість різання.

Швидкість різання вибирається за спеціальними таблицями, складеними на підставі досвідчених даних для певних умов роботи.

Щоб відвести тепло від ріжучого інструменту і тим самим підвищити його стійкість, застосовують різні охолоджуючі рідини, а щоб зменшити Тертя ріжучого інструменту оброблювані поверхні - мастильні речовини. Застосування мастильних речовин і охолоджуючих рідин для різних видів обробки металів розглядається в курсі спеціальною технологією.