Задание: Рассчитать и сконструировать токарный проходной правый резец с механическим креплением многогранной пластины из твердого сплава для обтачивания вала по наружной поверхности из стали 45, предел прочности σ в = 750 МПа. Главный угол в плане φ = 45°.Диаметр заготовки D = 30 мм, припуск на сторону h = 3 мм, вылет резца l = 40 мм.Конструкцию резца выбрать по ГОСТ 26611-85, технические требования по ГОСТ 26613-85. Обработку производят на токарно-винторезном станке 16К20.
1 Условия обработки
Материал режущей части – Т15К6 (ГОСТ 3882-74).
Материал корпуса – Сталь 40Х (ГОСТ 4543-71).
Выбираем четырехгранную пластину по ГОСТ 19049-80 , (рисунок 23). Основные размеры: l = 9,525 мм;d = 9,525 мм;S = 3,18 мм;r = 0,8 мм .
Рисунок 23 – Пластина четырехгранной формы
(Гост 19049-80)
Основные параметры резца: h b = 16´16 мм;l 1 = 100 мм;h 1 = 16 мм;h 2 = 24 мм;l = 9 мм;l 2 = 25 мм;f = 20 мм.
2 Геометрические параметры резца (см. таблицу Б.6)
Главный передний угол γ = 10°;
главный задний угол α = 10°;
главный угол в плане φ = 45°;
вспомогательный угол в плане φ 1 = 45°;
радиус вершины лезвия r = 0,5 мм.
3 Глубина резания
t = 3 мм (черновое точение).
S = 1,3 мм/об .
5 Скорость резания
где T = 60 мин;
280;x = 0,15;y = 0,45;m = 0,5 .
где ;
6 Частота вращения заготовки
6.1 Определение действительной частоты вращения
n д = 1000 об/мин (приложение Б).
6.2 Фактическая скорость резания
7 Сила резания
где = 300;x = 1;y = 0,75;n =0,15 .
где ;
0,87 .
8 Мощность резания
Мощность станка модели 16К20 по паспорту 10 кВт (см. приложение Б). Следовательно, выбранные режимы резания удовлетворяют паспортным данным станка.
9 Выбор формы сечения державки и определение ее размеров
Определим ширину b поперечного сечения державки:
где l = 40 мм;σ u .д = 400 МПа.
10 Расчет прочности и жесткости державки резца
Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:
Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца:
где f = 0,1 мм; Е = 2·10 5 МПа;
Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае, когда P z ≤ P z доп; P z ≤ P z жест.
6827 > 4820,7 < 5119,97 Н – условие выполняется.
Конструкция проходного правого резца с механическим креплением твердосплавных пластин представлена на рисунке 24.
Рисунок 24 – Резец токарный проходной с механическим
Крепление четырехгранных пластин (гост 26611-85)
4.6 Расчет основных видов фрез
4.6.1 Расчет торцевой фрезы
Задание: Рассчитать торцовую насадную фрезу с механическим креплением пятигранных твёрдосплавных пластин, для обработки заготовки с шириной фрезерованияB = 150 мм и припуском на обработкуh = 2 мм.
Конструкцию фрезы рекомендуется выбрать по ГОСТ 26595-85 (рисунок 65).Обрабатываемый материал – Сталь 50, предел прочности σ в = 750 МПа. Параметр шероховатости обработанной поверхности:R a = 3,2 мкм (фрезерование чистовое). Станок вертикально-фрезерный модели 6Т13.
Определим основные параметры фрезы:
Материал корпуса – Сталь 45Х (ГОСТ 4543-71).
Материал пластин – Т15К6 (ГОСТ 3882-74).
Выбираем пятигранную пластину с отверстием по ГОСТ 19064-80 (рисунок 66).
Основные размеры: l = 11,5 мм;d = 15,875 мм;S = 4,76 мм;r = 1,6 мм;m = 17,375 мм;d 1 = 6,35 мм .
Рисунок 65 – Фреза торцевая с механическим креплением
Токарные резцы
Конструктивные элементы резца
Резец состоит из головки А, то есть рабочей части и тела, или стержня Т (рисунок 1.1), служащего для закрепления резца в резцедержателе.
Рисунок 1.1. Конструктивные элементы резца
Рабочая часть (головка) А принимает непосредственное участие в процессе резания. Она образуется специальной заточкой и состоит из следующих элементов (см. рисунок 1.1): передней поверхности 1, по которой в процессе резания сходит стружка; главной задней поверхности 2, обращенной к поверхности резания; вспомогательной задней поверхности 3, обращенной к обработанной поверхности; главной режущей кромки 4. образованной пересечением передней и главной задней поверхностей; вспомогательной режущей кромки 5, образованной пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей; вершины резца 6, являющейся местом сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок.
При криволинейном сопряжении режущих кромок вершина имеет скругленную форму радиуса r . Радиус r называется радиусом при вершине.
Геометрические параметры резца.
Для облегчения процесса резания режущая часть резца имеет форму клина, заточенного с определенными углами. На рисунке 1.2 представлены поверхности на заготовке и координатные плоскости при точении, необходимые для определения геометрических параметров резца.
Рисунок 1.2. Схема расположения поверхностей заготовки и резца.
На обрабатываемой заготовке (см. рисунок 1.2) различают следующие поверхности: обрабатываемую, обработанную и поверхность резания.
Обрабатываемой называется поверхность заготовки, которая будет удалена в результате обработки.
Обработанной называется поверхность, полученная после снятия стружки.
Поверхностью резания называется поверхность, образуемая на обрабатываемой заготовке непосредственно главной режущей кромкой.
Поверхность резания является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями.
По форме обрабатываемой поверхности и виду обработки различают: (рисунок 1.3): проходные резцы - для обработки цилиндрической поверхности на проход, упорные проходные - для обработки одновременно цилиндрической поверхности и торцовой плоскости,подрезные резцы - для обработки торцевых поверхностей с поперечной подачей, отрезные резцы - для отрезки готовой детали от заготовки, канавочные (прорезные) резцы - для образования канавок, резьбовые резцы - для нарезания резьбы, фасонные резцы - для обработки фасонных поверхностей (поверхностей вращения сложной формы), расточные резцы - для обработки отверстий.
По направлению подачи различают: левые (подача слева направо); правые (подача справа налево).
По расположению головки резца относительно стержня различают: прямые, отогнутые, оттянутые.
По конструкции рабочей части различают: цельные (головка и стержень резца из одного и того же материала), составные (сменными, например, механически закрепленными пластинками), сборные.
Рисунок 1.3. Обрабатываемые поверхности соответствующими типами резцов
По характеру обработки: черновые, чистовые и для тонкого точения. По сечению стержня: прямоугольные, квадратные и круглые. По материалу рабочей части: из инструментальных сталей, из твёрдого сплава, из керамических материалов, из алмазов, из сверхтвёрдых синтетических материалов.
Чтобы резец мог выполнять работу резания, его режущей части необходимо придать форму клина, затачивая её по передней и задней поверхностям. Форма клина определяется конфигурацией и расположением поверхностей и режущих кромок, т. е. с помощью углов (рисунок 1.4, 1.5).
Рисунок 1.4. Схемы обработки точением:
а- проходным прямым резцом; б - отрезным резцом; в - расточным резцом для сквозных отверстий. D – обрабатываемая поверхность; d – обработанная поверхность; φ 1 – вспомогательный угол в плане; φ – главный угол в плане; Dr – скорости главного движения; Ds – движения подачи; b 1 – ширина резания.
Для определения углов резца применяются следующие координатные плоскости: основная, плоскость резания, рабочая плоскость.
Основная плоскость – плоскость, проведённая, через рассматриваемую точку режущей кромки, перпендикулярную направлению скорости главного движения (на рисунке 1.5 показан след этой плоскости). У токарных резцов с призматической державкой за основную плоскость может быть принята нижняя (опорная) поверхность державки резца 3 (рисунок 1.5).
Рисунок 1.5. Поверхности заготовки и углы токарного проходного резца:
1 – след главной секущей плоскости; 2 – след вспомогательной секущей плоскости; 3 – основная плоскость; 4 – обрабатываемая поверхность; 5 – поверхность резания; 6 – обработанная поверхность; 7 – плоскость резания.
Плоскость резания – плоскость касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная основной плоскости. При установке токарного резца по линии центров станка и отсутствии подачи плоскость резания расположена вертикально. На рисунке 1.5 показан след этой плоскости 7.
Рабочая плоскость
Главная секущая плоскость
α + β + γ = 90˚ ; (1.1)
δ = α + β ; (1.2)
δ = 90˚ - γ . (1.3)
При отрицательном значении переднего угла (-γ) угол резания (δ) определяется из зависимости:
δ = 90˚ + γ. (1.4)
Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены векторы скоростей главного движения (V) и движение подачи (Vs).
Главная секущая плоскость 1 (сечение Б-Б, рисунок 1.5) – плоскость перпендикулярная линии пересечения основной плоскости и плоскости резания и делящая главную режущую кромку на две части, перпендикулярную проекции главной режущей кромке на основную плоскость основания резца.
В главной секущей плоскости располагаются следующие углы: главный задний угол α; угол заострения между передней и главной задней поверхностями резца β; угол резания δ образуется передней поверхностью и плоскостью резания; главный передний угол γ – угол между передней поверхностью резца и основной плоскостью, имеет положительное значение (+ γ), если передняя поверхность направлена вниз от режущей кромки; имеет отрицательное значение (- γ), если передняя поверхность направлена вверх от неё; угол равен нулю (γ=0), если передняя поверхность параллельна основной плоскости. Как видно из рисунка 1.5, между углами резца существуют следующие зависимости:
Вспомогательная секущая плоскость 2 (сечение А-А, рисунок 1.5)- проводится перпендикулярно проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и перпендикулярно основной плоскости.
Обычно измеряется только один вспомогательный задний угол (α 1). Иногда измеряют вспомогательный передний угол (γ 1).
Углы в плане резца измеряют в основной плоскости (рисунок 1.5).
Главный угол в плане (φ) – угол в основной плоскости между плоскостью резания и рабочей плоскостью (угол между проекцией главной режущей кромки лезвия резца на основную плоскость и направлением движения - продольной подачи).
Вспомогательный угол в плане φ 1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением,(обратным) движению подачи.
Угол при вершине резца в плане ε – угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.
Угол наклона главной режущей кромки λ относительно основной плоскости считается положительным (+λ) рисунок 6, b, когда вершина резца является низшей точкой главной режущей кромки; равной нулю (λ = 0) рисунок 1.6, a когда главная режущая кромка параллельна основной плоскости; отрицательным (-λ) рисунок 1.6, c, когда вершина резца является высшей точкой главной режущей кромки.
Рисунок 1.6. Влияние угла наклона главной режущей кромки на направление схода стружки
Пример характеристики резцов : резец токарный проходной отогнутый с углом φ = 45˚, правый, оснащенный пластикой твердого сплава Т15К6, с заточкой передней поверхности по форме 1 (плоская), с положительным передним углом (γ), толщина пластинки 5 мм, угол врезки пластинки в державку 0˚, материал державки cталь 45 ГОСТ 1050-84, размеры поперечного сечения державки В x Н =16 x 25 мм, длина резца – L. Условное обозначение резца: 2102-0055, Т15К6-1 ГОСТ 18868-83.
Измерение и контроль величин углов производят угломерами различных конструкций, шаблонами и угловыми призмами. Угломер конструкции МИЗ (рисунок 1.7) позволяет измерять углы γ, α, α1 , γ1 и λ, который состоит из основания 1 и стойки 2. По стойке вверх и вниз может передвигаться сектор 4 с градусной шкалой. На секторе укреплена поворотная пластина 5 с указателем и измерительными поверхностями Б и В. Положение ее фиксируется винтом 6.
Рисунок 1.7. Настольный угломер МИЗ
При измерении переднего угла γ и главного заднего угла α шкальное устройство (рисунок 1.8, а) прибора устанавливается перпендикулярно главной режущей кромке, при измерении угла α 1 – перпендикулярно вспомогательной режущей кромке.
При контроле переднего угла γ поверхность А измерительной линейки угломера (см. рисунок 1.8, а) должна плотно прилегать к передней поверхности резца. При этом указатель измерительной линейки, отклоняясь плавно от нуля шкального устройства, будет показывать положительное значение угла γ.
В случае измерения углов α и α 1 поверхность Б измерительной линейки доводится до полного контакта соответственно с главной или вспомогательной задними поверхностями резца (рисунок 1.8, б). Отсчет значений углов α и α 1 производится влево от нуля.
Рисунок 1.8. Настольный угломер конструкции МИЗ для измерения углов γ, γ 1, α, α 1 и λ
При измерении угла λ шкальное устройство угломера устанавливается вдоль главной режущей кромки, при этом поверхность А измерительной линейки должна плотно прилегать к главной режущей кромке.
Универсальный угломер конструкции Семенова (рисунок 1.9) состоит из сектора 1, на котором нанесена основная градусная шкала. По сектору перемещается пластина 2 с нониусом, на которой с помощью державки 3 закрепляется угольник 4 либо лекальная линейка. Последняя в случае необходимости может быть закреплена на угольнике с помощью дополнительной державки 3. Путем различных перестановок угольника и лекальной линейки достигается измерение углов γ, α, β, α 1 , φ, φ 1 , ε и λ. На рисунке 9 представлены схемы измерения углов γ, φ и φ 1 . При измерении углов γ, α, β и α 1 сектор 1 должен быть расположен перпендикулярно соответствующим режущим кромкам
Рисунок 1.9. Универсальный угломер конструкции Семенова
Необходимо вычертить схемы обработки заготовки каждым изученным резцом. На схеме указать обработанную и обрабатываемую поверхности резания, главную режущую кромку, главную переднюю и главную заднюю поверхности. Под вспомогательной режущей кромкой понимается линия пересечения вспомогательной плоскости с передней поверхности резца, указать cтрелкой направление главного движения (заготовки) и направление движения подачи (резца). Примером такой обработки могут служить схемы, приведенные на рисунке 1.4.
Измерить основные габаритные размеры резцов (длину резца L, длину его головки l, длину державки l 2 , сечение державки B x H, высоту головки h 1.
Габаритные размеры резцов измеряют штангенциркулем или металлической линейкой. В данной работе допустимая точность измерений линейных размеров резца + -1 мм.
Измерить углы лезвия резцов, используя угломеры универсальный МИЗ, настольный ЛИТ, конусный УН, УМ и др., а также выполнить контуры углов с помощью шаблонов (по указанию преподавателя). Углы лезвий резцов α, γ, β, δ измерить с точностью + - 1˚; φ, ε, φ1 - с точностью +-2˚, α1 и φ1 у отрезных резцов с точностью + - 10.
Обработать экспериментальные данные и результаты вписать в таблицу 1.1 результатов измерений (см. приложение 1-3).
Составить отчет о выполненной работе.
В отчет необходимо включить: следующие элементы цель работы; теоретическую часть; практическую или экспериментальную часть; обработку результатов и выводы.
К отчету прикладываются (в качестве приложения) эскизы (чертежи) резцов с пластинками твердого сплава:(проходного, расточного и отрезного) со спецификациями.
В тексте теоретической части должны быть изображены схемы обработки изучаемыми резцами, а также ссылки на эти рисунки, а сами рисунки снабдить подрисуночными надписями и расшифровкой всех обозначений, приведенных на рисунке. Инструмент на схеме показывают в положении, соответствующем окончанию обработки поверхности заготовки. Обработанную поверхность выделяют другим цветом или утолщенными линиями. На схеме обработки необходимо указывать характер движений резания: вращательные, возвратно-поступательные. Закрепление заготовки показывают условным знаком в соответствии с ГОСТ 3.107 – 83.
Необходимо представить эскизы трех изученных резцов в двух проекциях с необходимыми сечениями и габаритными размерами с цифровым обозначением всех углов лезвия в соответствии с таблицей замеров,(пример см. в приложении 4).
В выводах отметить, соответствуют (или не соответствуют) измеренные параметры резцов стандартным или рекомендуемым нормам машиностроения, влияние углов резца на процесс резания. Рекомендованные значения углов лезвия приводятся согласно приложениям 1 – 3.
Таблица 1.1 - Таблица результатов измерений
Влияние режимов резания и геометрических параметров токарных резцов на шероховатость обработанной поверхности при точении.
Оборудование и инструмент для проведения эксперимента
1. Станок токарно-винторезный 16В20, 16В20Г, 1А62.
2 .Резец проходные с пластинкой твердого сплава Т15К6 с углами φ 1 =0°,15°,30°.
3 .Заготовка – сталь 45 ГОСТ 1050-84; диаметром 25÷50мм, l =120мм.
4 .Профилометр-профилограф SJ-201P «Mitutoyo» (допускается другая модель прибора), образцы шероховатости токарной обработки.
5 .Эталоны шероховатости поверхности.
6 .Штангенциркуль.
7 .Микрометр 25÷50.
При механической обработке режущий инструмент (резец, фреза, абразивный крут и т.д.) оставляют на обработанной поверхности детали микроскопические неровности - шероховатости, видимые или невидимые невооруженным глазом.
По существу шероховатость поверхности - это микроскопические неровности, обусловленные тем, что не существует идеальной поверхности заготовки и инструмента, как это можно представить по чертежу. С другой стороны, физическая неоднородность материала заготовки и инструмента обуславливает неравномерность процесса резания (силы резаний пульсируют, что вызывает вибрации инструмента и заготовки), наличие трения при резания сопровождается микросхватыванием.
Отмеченные и другие факторы определяют формирование на обработанной поверхности микронеровностей - шероховатостей.
Шероховатость поверхности - совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины - как другие термины, регламентируется ГОСТ 2789-73.
На рисунке 1.10 представлено нормальное сечение (сечение, перпендикулярное базовой поверхности) профиля в виде схемы. На этом рисунке линия m называется средней линией профиля - это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины l среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.
Рисунок 1.10. Параметры, характеризующие шероховатость поверхности по
ГОСТ 2789-73
В свою очередь, базовая длина l есть длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Предпочтительным параметром, оценивающим, шероховатость поверхности является показатель - R a - среднее арифметическое отклонение профиля – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
,
где: l – базовая длина; n – число точек профиля на базовой длине;
y i – отклонение профиля – расстояние между любой точкой профиля и средней линией (см. Рисунок 1)
Кроме того, шероховатость поверхности характеризуется наибольшей высотой профиля R max – расстоянием между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины; показателем R Z - высотой неровностей профиля по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).
Измерение значений шероховатости поверхности R а производится высокочувствительным электронным прибором - профилометром SJ-201P «Mitutoyo». При этом базовая длина представляет собой прямую линию.
Действие прибора основано на ощупывании алмазной иглой датчика профилометра исследуемой поверхности и преобразовании колебаний иглы в изменения напряжения при помощи механотрона.
Полученные электрические сигналы усиливаются, детектируются, интегрируются электронным блоком прибора, и результаты измерений подаются на ЖКИ экране.
Для полуколичественной визуальной оценки шероховатости поверхности могут использоваться эталоны, то есть металлические поверхности - образцы с заранее определенной шероховатостью.
В зависимости от служебного назначения изделия его поверхность должна иметь определенную шероховатость.
Под термином режимы резания понимается совокупность числовых значений глубины резания, подачи, скорости резания, геометрических параметров и стойкости режущей части инструментов, а также силы резания, мощности и других параметров рабочего процесса резания, от которых зависят его технико-экономические показатели.
Свойства металлов (твердость и др.), способы обработки, технологические режимы обработки (величина подачи S, скорость резания V и глубина резания t), геометрия режущего инструмента, использование смазки, наличие вибраций в системе СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь) определяют уровень шероховатости обработанной поверхности, значение показателя R а.
На рисунке 1.11 схематически даны примеры влияния величины вспомогательного угла в плане φ I токарного проходного резца (а) и величины подачи S (б) на формирование микронеровностей обработанной поверхности.
. 
Рисунок 1.11. Влияние величины вспомогательного угла в плане φ I токарного проходного резца (а) и величины подачи (б) на формирование шероховатости обработанной поверхности при точении
В лабораторной работе изучают влияние подачи S и вспомогательного угла в плане φ 1 на шероховатость обработанной поверхности R а, мкм.
Подача S – это величина перемещения инструмента (резца) относительно заготовки в направлении подачи. При точении подача S, мм/об определяется величиной перемещения резца за один оборот заготовки.
Скорость резания V, м/мин – это величина перемещения поверхности резания относительно режущей кромки в единицу времени.
На токарном станке меняется частота вращения заготовки n, об/мин а скорость резания определяется по формуле:
, (м/мин)
где D – диаметр заготовки, мм.
Глубина резания t определяет толщину срезаемого слоя за один проход резца. При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют полуразностью диаметров до и после обработки: t = (D – d)/2, мм.
Для оценки влияния режимов резания и геометрических параметров токарных резцов использовался станок мод.16В20 или 1А62 и проходные прямые резцы с углом φ 1 =0°, φ 1 =15° и φ =30°.Схема обработки приведена на схеме рисунке 1.12.
Рисунок 1.12. Схема эксперимента
Эксперимент проводится на следующих режимах обработки:V=60-90м/мин, S пр =0,08-0,14мм/об, t =0,5÷2мм.На постоянных режимах обработки используется резец с углом φ 1 = 0°, φ= 15 0 , φ 1 =30°.
Результаты заносятся в таблицу 1.2
Таблица 1.2- Влияние величины подачи и вспомогательного угла в плане, на шероховатость обработанной поверхности
По полученным значениям шероховатости поверхности после обработки построить график зависимости изменения шероховатости обработанной поверхности при изменении величины продольной подачи и вспомогательного угла в плане φ 1 .
Лабораторная работа принимается преподавателем после собеседования по отчету и выявления знаний студента. Без сдачи зачета по выполненной ранее работе студент не допускается выполнением к следующей лабораторной работы.
Контрольные вопросы
1. Какие бывают резцы по направлению подачи и как их называют по этому признаку?
2. Из каких двух частей состоит резец и какие элементы имеет головка токарного резца?
3. Какую форму имеет режущая часть инструмента при отрезке?
4. Какие главные углы резания резца вы знаете?
Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Республики Узбекистан
Ташкентский Государственный Технический Университет
им. Абу Райхана Беруни
Механико-машиностроительный факультет
Кафедра «Технология машиностроения»
Отчёт по лабораторным работам
по курсу «Основы теории резания и инструменты»
Выполнил: ___________________
Студент гр. ___Валиев С.____
Принял: асс. Желтухин А.В.
Ташкент 2012 г.
| Лабораторная работа № 1. Классификация токарных резцов….. | ___ |
| Лабораторная работа № 2. Геометрические параметры токарного резца………………………………………………………………. | |
| Лабораторная работа № 3. Определение зависимости коэффициента усадки от режима резания…………………………………. | |
| Лабораторная работа № 4. Определение температуры резания методом естественной термопары при точении..…………………………. | |
| Лабораторная работа № 5. Определение зависимости износа токарного резца от времени его работы..………………………………….. | |
| Лабораторная работа № 6. Определение зависимости стойкости токарного резца от скорости резания и подачи..……………… | |
Цель работы: Изучить классификацию и виды токарных резцов.
Теоретическая часть
При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др. Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т. д.
Резец (англ. tool bit) - режущий инструмент, предназначен для обработки деталей различных размеров, форм, точности и материалов.
Для достижения требуемых размеров, формы и точности изделия с заготовки снимаются (последовательно срезаются) слои материала при помощи резца. Жёстко закреплённые в станке резец и заготовка в результате относительного перемещения контактируют друг с другом, происходит врезание рабочего элемента резца в слой материала и последующее его срезание в виде стружки.
Рис.1. Основные элементы токарного резца.
Рабочий элемент резца представляет собой острую кромку (клин), который врезается в слой материала и деформирует его, после чего сжатый элемент материала скалывается и сдвигается передней поверхностью резца (поверхностью схода стружки). При дальнейшем продвижении резца процесс скалывания повторяется и из отдельных элементов образуется стружка. Вид стружки зависит от подачи станка, скорости вращения заготовки, материала заготовки, относительного расположения резца и заготовки, использования СОЖ (смазочно-охлаждающие жидкости) и других причин. Элементы резца показаны на рисунке 1.
Токарный проходной резец состоит из следующих основных элементов:
Рабочая часть (головка);
Стержень (державка) - служит для закрепления резца на станке.
Рабочую часть резца образуют:
Передняя поверхность - поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания.
Главная задняя поверхность - поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки.
Вспомогательная задняя поверхность - поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки.
Главная режущая кромка - линия пересечения передней и главной задней поверхностей.
Вспомогательная режущая кромка - линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей.
Вершина резца - точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.
Резцы классифицируются:
по виду обработки,
по направлению подачи,
по конструкции головки,
по роду материала рабочей части,
по сечению тела резца и другие.
По виду обработки различают резцы:
Проходной – для точения плоских торцовых поверхностей;
Расточные – для точения сквозных и глухих отверстий;
Отрезные – для разрезания заготовок на части и для протачивания кольцевых канавок;
Резьбовые наружные и внутренние – для нарезания резьб;
Галтельные – для точения закруглений;
Фасонные – для обтачивания фасонных поверхностей.
По направлению подачи (рис.2) резцы делятся на:
правые, работающие с подачей справа на лево;
левые, работающие с подачи слева направо.
Рис.2. Определение направления подачи.
А - левый, Б - правый.
По конструкции бывают:
Прямые - резцы, у которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси державки.
Отогнутые - резцы, у которых ось головки резца наклонена вправо или влево от оси державки.
Изогнутые - резцы, у которых ось державки при виде сбоку изогнута.
Оттянутые - резцы, у которых рабочая часть (головка) уже державки.
Конструкции токарей- и конструкторов-новаторов (частные случаи) и прочие.
Конструкции Трутнева - с отрицательным передним углом γ, для обработки весьма твердых материалов.
Конструкции Меркулова - с повышенной стойкостью.
Конструкции Невеженко - с повышенной стойкостью.
Конструкции Шумилина - с радиусной заточкой на передней поверхности, применяются на высоких скоростях обработки.
Конструкции Лакура - с повышенной виброустойчивостью, которая достигается тем, что главная режущая кромка расположена в одной плоскости с нейтральной осью стержня резца.
Конструкции Борткевича - имеет криволинейную переднюю поверхность, что обеспечивает завивание стружки и фаску, упрочняющую режущую кромку. Предназначен для получистовой и чистовой обработки стальных деталей, а также для обточки и подрезки торцов.
Расточный резец Семинского - высокопроизводительный расточный резец.
Расточный резец «улитка» Павлова - высокопроизводительный расточный резец.
Резьбонарезной резец Бирюкова.
По сечению стержня бывают:
прямоугольные.
квадратные.
круглые.
По способу изготовления бывают:
цельные - это резцы, у которых головка и державка изготовлены из одного материала.
составные - режущая часть резца выполняется в виде пластины, которая определённым образом крепится к державке из конструкционной углеродистой стали. Пластинки из твердого сплава и рапида припаиваются или крепятся механически.
По характеру обработки бывают:
обдирочные (черновые).
чистовые. Чистовые резцы отличаются от черновых увеличенным радиусом закругления вершины, благодаря чему шероховатость обработанной поверхности уменьшается.
резцы для тонкого точения.
По виду обработки
По применяемости на станках резцы разделяются на:
токарные
строгальные
долбежные
Выводы:
Цель работы: Изучить геометрические параметры токарных резцов.
Теоретическая часть
Из всех видов токарных резцов наиболее распространенными являются проходные резцы. Они предназначены для точения наружных поверхностей, подрезки торцов, уступов и т.д.
Рис. 1. Основные типы токарных резцов: а – проходной прямой;
б – проходной отогнутый; в – проходной упорный; г – отрезной
Проходные прямые резцы предназначены для обработки наружных поверхностей с продольной подачей (рис. 1, а).
Проходной отогнутый резец наряду с обтачиванием с продольной подачей может применяться для подрезания торцев с поперечной подачей (рис. 1, б).
Проходной упорный резец применяется для наружного обтачивания с подрезкой уступа под углом 90° к оси (рис. 1, в).
Отрезной резец предназначен для отрезания частей заготовок и протачивания кольцевых канавок (рис. 1, г).
Для определения углов резца установлены понятия: плоскость резания и основная плоскость. Плоскостью резания называют плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку резца.
Основной плоскостью называют плоскость, параллельную направлению продольной и поперечной подач; она совпадает с нижней опорной поверхностью резца.
Главные углы (рис.2.) измеряются в главной секущей плоскости.
Рис.2. Главная секущая плоскость. [ 1 ]
Главные углы измеряются в главной секущей плоскости.
Сумма углов α+β+γ=90°.
Главный задний угол α - угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и деталью. С увеличением заднего угла шероховатость обработанной поверхности уменьшается, но при большом заднем угле резец может сломаться. Следовательно чем мягче металл, тем больше должен быть угол.
Угол заострения β - угол между передней и главной задней поверхностью резца. Влияет на прочность резца, которая повышается с увеличением угла.
Главный передний угол γ - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через главную режущую кромку. Служит для уменьшения деформации срезаемого слоя. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается сила резания и расход мощности. Резцы с отрицательным γ применяют для обдирочных работ с ударной нагрузкой. Преимущество таких резцов на обдирочных работах заключается в том, что удары воспринимаются не режущей кромкой, а всей передней поверхностью.
Угол резания δ=α+β.
Вспомогательный задний угол α 1 - угол между вспомогательной задней поверхностью резца и плоскостью, проходящей через его вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.
Вспомогательный передний угол γ 1 - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через вспомогательную режущую кромку
Вспомогательный угол заострения β 1 - угол между передней и вспомогательной задней плоскостью резца.
Вспомогательный угол резания δ 1 =α 1 +β 1 .
Методика измерения углов
Углы резца измеряют с помощью универсального настольного угломера, состоящего из основания, в котором закреплена вертикальная стойка с измерительным устройством. При настройке угломера измерительное устройство перемещают по вертикальной стойке и в нужном положении фиксируют стопорным винтом.
Для измерения главного переднего угла g планку угольника b поворачивают до соприкосновения с передней поверхностью резца. При этом риска на указателе покажет значение угла (рис. 3).
При измерении главного заднего угла a пользуются вертикальной планкой угольника a, которой касаются главной задней поверхности резца.
Необходимо помнить, что главные углы резца a и g измеряют в плоскости нормальной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость. Полученные значения заносят в таблицу 1.
Рис. 3. Схема измерения углов в главной секущей плоскости.
Перед измерением углов в плане j и j 1 измерительное устройство поворачивают на 180° и снова фиксируют (рис. 4). При измерении главного угла в плане j резец прижимают к упору стола, а поворотную планку разворачивают до соприкосновения с главной режущей кромкой. Тогда указатель покажет значение угла j .
Аналогично измеряют вспомогательный угол в плане j 1 , только в этом случае поворотную планку разворачивают до соприкосновения со вспомогательной режущей кромкой.
Рис. 4. Схема измерения углов в основной плоскости.
Для определения величины угла 1 , регулируя положение измерительного устройства по высоте, горизонтальную планку приводят в соприкосновение с главной режущей кромкой без зазора (рис. 5).
Рис. 5. Схема измерения угла 1.
С целью повышения прочности режущей части резца предусматривается также радиус скругления его вершины в плане: r = 0,1...3,0 мм. При этом большее значение радиуса применяется при обработке жестких заготовок, так как с увеличением этого радиуса возрастает радиальная составляющая силы резания.
Расчётная часть
Рис. 6. Углы проходного резца.
Таблица- 1. Значения углов резцов
| № | Наименование резцов | Основные параметры |
||||||
| ГОСТ | hxb | L | n | R | Тип пластин по ГОСТ 25395-82
|
|||
| 10 0 | 0 0 |
|||||||
| 1. | Токарный проходной отогнутый резец (рис.1) | ГОСТ 18877-73. Настоящий стандарт распространяется на токарные проходные отогнутые резцы общего назначения, с углами φ =45°, φ
1 =45°, с напаянными пластинами из твердого сплава. | ||||||
| Пример условного обозначения | hxb | L | l | a | Тип пластин по ГОСТ 25395-82
|
|||
| 1 | 2 |
|||||||
| 2. | Токарный отрезной резец (рис.2) | ГОСТ 18884-73. Настоящий стандарт распространяется на токарные отрезные резцы общего назначения, с углами φ =90°, φ =100°, с напаянными пластинами из твердого сплава. | ||||||
| Пример условного обозначения | ||||||||
 |  |
| Токарный проходной отогнутый резец (рис.1) | Токарный отрезной резец (рис.2) |
Выводы:
Цель работы: Определить зависимость коэффициента усадки от режима резания.
Теоретическая часть
Стружка - это деформированный и отделенный в результате обработки резанием поверхностный слой материала заготовки.
В результате деформации срезаемого металла обычно оказывается, что длинна срезанной стружки короче пути, пройденного резцом.
Это явление профессор И. А. Тиме назвал усадкой стружки. При укорочении стружки размеры ее поперечного сечения изменяются по сравнению с размерами поперечного сечения срезаемого слоя металла. Толщина стружки оказывается больше толщины срезаемого слоя, а ширина стружки примерно соответствует ширине среза.
Чем больше деформация срезаемого слоя, тем больше отличается длинна стружки от длины пути, пройденного резцом.
Усадку стружки можно характеризовать коэффициентом усадки I, представляющим собой отношение длины пути резца L к длине стружки l:
(1)
На коэффициент усадки стружки основное влияние оказывают род и механические свойства материалов обрабатываемой детали, передний угол инструмента, толщина срезаемого слоя, скорость резания и применяемая смазочно-охлаждающая жидкость.
Коэффициент усадки стружки не может служить количественным показателем степени деформированности срезаемого слоя. На рис. 1 изображена связь между коэффициентом усадки и относительным сдвигом при различных передних углах инструмента. Хотя с увеличением коэффициента усадки в пределах его значений, встречающихся при применяемых режимах резания, относительный сдвиг при постоянном переднем угле 
возрастает, но при различных передних углах одному и тому же коэффициенту усадки соответствует различная величина относительного сдвига.
Практическое изучение конструкции и геометрических параметров токарных резцов, освоение методов контроля геометрических параметров токарных резцов.
2. Теоретическая часть
При обработке металлов резанием изделие получается в результате срезания с заготовки слоя припуска, который удаляется в виде стружки. Готовая деталь ограничивается вновь образованными обработанными поверхностями. На обрабатываемой заготовке в процессе резания различают обрабатываемую и обработанную поверхности. Кроме того, непосредственно в процессе резания режущей кромкой инструмента образуется и временно существует поверхность резания.
Для осуществления процесса резания необходимо и достаточно иметь одно взаимное перемещение детали и инструмента. Однако для обработки поверхности одного взаимного перемещения, как правило, недостаточно. В этом случае бывает необходимо иметь два или более, взаимосвязанных движений обрабатываемой детали и инструмента. Интенсивность процесса резания определяется режимами резания, свойствами режущего инструмента.
К конструкции резцов предъявляются следующие требования:
1. Инструмент должен соответствовать своему технологическому
назначению (черновая, чистовая обработка, растачивание резьбы
2. Конструкция резца должна обеспечить наибольшую
производительность, для чего:
а) резцы должны обладать высокой износостойкостью, что определяется
правильным выбором марки режущей части инструмента;
б) резцы должны иметь достаточную прочность и жесткость для
предотвращения вибраций и обеспечения точности обработки;
в) резцы должны иметь оптимальную геометрию, обеспечивающую
наименьшие силы резания, и допускать наибольшие скорости резания
при заданном периоде стойкости.
3. Резец должен допускать возможно большее количество переточек.
4. В серийном производстве желательно, чтобы резец был пригоден для
возможно более разнообразных работ (универсальность резца).
Резцы классифицируют по виду выполняемой операции, по направлению подачи, по форме и расположению головки.
В зависимости от выполняемой операции на токарных станках резцы разделяются на проходные, проходные упорные, подрезные, отрезные, расточные проходные, расточные упорные, резьбонарезные.
По направлению подачи резцы разделяются на правые и левые. Метод определения резцов по подаче представлен на рис. 1.
Рис. 1 Метод определения резцов по подаче
Если при наложении правой руки на резец большой палец направлен к главной режущей кромке, то такой резец называется правым, если палец левой руки, то это будет левый резец. На токарных станках правыми резцами работают справа налево (по направлению к передней бабке станка), а левыми - слева направо (по направлению к задней бабке станка).
По форме головки и её расположению резцы разделяются на:
Прямые (рис. 2а);
Отогнутые (рис. 2б);
Изогнутые (рис. 2в).
Кроме того, резцы подразделяются на резцы с оттянутыми (рис.2г) и с обычными головками (рис. 2а).
Рис. 2 Классификация резцов по форме головки и ее расположению
По характеру установки резца относительно обрабатываемой детали резцы разделяют на радиальные (рис.3а), и тангенциальные (рис.3б).
По применяемости на станках:
Токарные (рис.3а, рис.3б);
Резцы для автоматов и полуавтоматов (рис.3а, рис.3б);
Специальные для специальных станков;
Фасонные (рис. 3в).
Рис. 3 Типы резцов
По виду обработки:
Проходные (рис.3а);
Подрезные (рис.3г);
Отрезные (рис. 3д);
Расточные (рис.3е);
Резьбонарезные (рис. 3и).
По характеру обработки:
Черновые;
Чистовые;
Для тонкого точения.
Эти резцы могут входить в любой из трех названных выше типов резцов и отличаются между собой либо геометрическими параметрами, либо точностью и классом шероховатости рабочей поверхности, либо инструментальным материалом режущей части.
По конструкции головки:
Прямые (рис. 3а);
Отогнутые (з);
Изогнутые (в);
Оттянутые (и).
По направлению подачи:
Правые (а);
Левые (м).
По способу изготовления:
C головкой сделанной за одно целое со стержнем (а…д, з..м, о);
С головкой в виде сменной вставки, снабженной пластинкой режущего
материала (н, р);
С приваренной встык головкой и т.д.
По роду инструментального материала:
Из быстрорежущей стали (а…в);
С пластинками твердого сплава (з);
С пластинками из минералокерамики (н);
С алмазными вставками (и).
Главные элементы резцов.
Резец состоит из двух основных частей:
Головки 1;
Тела 5 или стержня (рис.4).
Головка является рабочей частью резца. Стержень служит для закрепления резца в резцедержателе.
Рабочую часть резца выполняют из инструментальных сталей, металлокерамических твердых сплавов, минералокерамики, кермета или алмаза. Рабочая часть резца (головка) ограничена тремя поверхностями: передней 4, задней главной 6 и задней вспомогательной 8.
Передней
поверхностью называется поверхность,
по которой сходит стружка.
На передней поверхности срезаемый слой
деформируется и формируется
в стружку: удельная сила деформации в
среднем составляет около 150
кг/
.
Режущие кромки получаются в результате пересечения трех указанных выше поверхностей.
Рис. 4 Элементы резца
Главная режущая кромка 3, выполняющая основную работу резания, образуется от пересечения передней и главной задней поверхностей, а вспомогательная режущая кромка-от пересечения передней и вспомогательной задней поверхности.
Следует учесть, что некоторые резцы могут иметь по несколько вспомогательных режущих кромок или дополнительные и переходные режущие кромки.
Вершина резца представляет собой место сопряжения главной режущей кромки с вспомогательной. Вершина резца в плане может быть острой, закругленной или в виде фаски.
На обрабатываемой заготовке, при снятии стружки резцом, различают следующие поверхности (рис. 5):
1 - обрабатываемую, с которой снимают стружку;
Обработанную, полученную после снятия стружки;
Поверхность резания, образуемую на обрабатываемой заготовке
непосредственно режущей кромкой резца.
Рис. 5 Поверхности и координатные плоскости для
определения углов резца
Исходной базой для измерения (отсчета) углов являются следующие плоскости:
1. плоскость резания-плоскость, касательная к поверхности резания и
проходящая через главную режущую кромку 4 (рис. 5);
2. основная плоскость-плоскость, параллельная направления продольной
и поперечной подач резца;
3. главная секущая плоскость-плоскость, перпендикулярная проекции
главной режущей кромки на основную плоскость (рис. 5);
4. вспомогательная секущая плоскость - плоскость, перпендикулярная
проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость
Форма режущей части резца (головки) определяется конфигурацией и расположением его передней и главной задней и вспомогательной поверхностей и режущих кромок. Взаимное расположение указанных поверхностей и кромок в пространстве определяется с помощью углов, названных углами резца.
Различают углы резца, рассматриваемого как геометрическое тело, и углы, получаемые в процессе резания.
В стандарте углы даются для прямого резца, ось которого установлена перпендикулярно направлению подачи, а вершина расположена на линии центров обрабатываемого изделия. Углы, определяемые в стандарте, соответствуют углам резца, рассматриваемого как геометрическое тело (рис. 6).
Углы резца в плане измеряются в проекции резца на основную плоскость:
- главный угол в
плане - угол между проекцией главной
режущей кромки на основную плоскость и направлением
-
вспомогательный угол в плане-угол между
проекцией
вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и
направлением подачи;
- угол при вершине
резца - угол между проекциями режущих
кромок на основную плоскость.
В сечении главной секущей плоскости измеряются все главные углы:
- главный угол
(задний)-угол между главной задней
поверхностью резца и плоскостью резания;
- передний угол-угол
между передней поверхностью резца и
плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, проведенной
через главную режущую кромку;
Министерство образования и науки Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Методические указания
по курсу «Технология конструкционных материалов»
для студентов механических специальностей
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
Саратов 2010
Цель работы: изучить конструктивные элементы и геометрические параметры токарных резцов, а также способы их измерения.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Схема резания при точении
Обработка точением при изготовлении деталей машин, механизмов, приборов является самым распространенным, высокопроизводительным и универсальным методом. Схема резания при точении предусматривает удаление поверхностного слоя материала заготовки с глубиной резания t за счет ее установки на станке и вращения со скоростью резания V, а также благодаря поступательному движению резца 1 с подачей S (рис. 1). При этом различают обрабатываемую поверхность 2, поверхность резания 3 и обработанную поверхность 4.
DIV_ADBLOCK64">
https://pandia.ru/text/79/072/images/image003_46.jpg" width="399" height="323 src=">
Рис.3. Конструкция резцов.
Составные резцы имеют головку, изготовленную из инструментальной высоколегированной, быстрорежущей стали Р9, Р6М3, Р6М5, Р9Ф5, иногда - из инструментального твердого сплава, а державку - из конструкционной или инструментальной углеродистой либо низколегированной стали. Головка и державка таких резцов соединяются сваркой либо пайкой так, что общая стоимость резцов, остается на невысоком уровне, а хорошая теплостойкость материала головки позволяет использовать их в крупносерийном производстве при скоростях резания до 100 м/мин.
Сборные резцы снабжаются режущей пластинкой 4 из быстрорежущей стали, твердого сплава, минералокерамики или режущим кристаллом алмаза либо эльбора. Такие резцы изготавливаются из конструкционной или инструментальной стали, а режущая пластинка либо кристалл удерживается в специальном гнезде головки резца с помощью пайки, механического крепления или за счет сил резания.
Твёрдые сплавы применяют для изготовления режущих пластин путем пресования и спекания смеси порошков кобальта и карбида вольфрама (ВК2, ВКЗМ, ВК4 и др.) карбидов вольфрама и титана (T5K10, T15K6, Т30К4 и др.), а также карбидов вольфрама, титана и тантала (TT7K12, ТТ8К6 и др.). Повышенная теплостойкость указанных материалов обусловила их использование для резцов в массовом производстве деталей со скоростями резания до 1000 м/мин.
Минералокерамические материалы марок Т-48, ЦМ-332 прессуются либо отливаются и затем спекаются в виде режущих пластинок из смеси порошков на основе корунда Al2O3 (термокорунд, микролит). Высокая теплостойкость минералокерамики позволяет вести чистовую обработку деталей при скоростях до 2000 м/мин., обеспечивая значительное возрастание производительности.
Алмазные кристаллы, природные типа А и синтетические типа АС, весом до 1 кар обладают высокой твердостью и малым коэффициентом трения. Поэтому они используются для обработки как вязких, так и сверхтвердых материалов со скоростями до 3000 м/мин. Эти материалы не должны содержать железа, т. к. алмаз легко вступает с ним в химические взаимодействие, и процесс резания ухудшается.
Эльбор представляет синтезированный кубический нитрид бора
(КНБ) с очень высокой теплостойкостью. Это позволяет применять его в виде сростка кристаллов для обработки особо твердых материалов, в том числе и содержащих железо, при скоростях до 160 м/мин.
По направлению подачи токарные резцы разделяются на правые и левые (рис. 4). Правые резцы применяются для подачи справа налево, левые резцы – для подачи слева направо. Чтобы определить тип резца, следует сверху положить ладонь правой руки, обратив вытянутые пальцы к его вершине. У правого резца главная режущая кромка окажется расположенной со стороны большого пальца, у левого резца – с другой стороны ладони.
Выполнение работ" href="/text/category/vipolnenie_rabot/" rel="bookmark">выполняемой работы токарные резцы делятся на проходные, подрезные, прорезные, отрезные, резьбовые, расточные и Фасонные.
Проходные прямые резцы служат для точения заготовок с продольной подачей при изготовлении гладких и ступенчатых валов (рис. 5, а). Упорные проходные резцы применяются для продольного точения ступенчатых валов с обработкой в конце прохода торцевой поверхности (рис. 6, б). Широкие (лопаточные) резцы используются для получения особо чистой поверхности (рис. 6, в). Такие резцы применяются и для обработки конусных поверхностей. Отогнутые проходные резцы позволяют без их перестановки производить точение с продольной подачей, а также подрезку торца с поперечной подачей (рис. 6, г).
https://pandia.ru/text/79/072/images/image006_27.jpg" align="left" width="233" height="276">Подрезные резцы предназначены для обработки торцовых поверхностей с поперечной подачей и имеют отогнутую головку (рис. 7).
Рис. 7. Подрезные резцы
Угол расположения главной режущей кромки позволяет наиболее близко подвести резец к поддерживающему заднему центру станка, угол вспомогательной режущей кромки уменьшает ее трение по обработанной торцовой поверхности. Прорезные и отрезные резцы используются в заготовке кольцевых канавок (рис. 8, а) или разрезки заготовки на части (рис. 8, б). Головка таких резцов делается оттянутой, режущая кромка обычно имеет ширину от 2 до 8 мм с закругленными или заточенными на фаску вершинами для повышения прочности кромки.
https://pandia.ru/text/79/072/images/image008_21.jpg" align="left" width="172" height="180">Резьбовые резцы служат для нарезания наружной или внутренней резьбы (рис. 9). Форма линии их режущих кромок соответствует профилю нарезаемой резьбы, причем при нарезании треугольных резьб угол между кромками при вершине резца делается на https://pandia.ru/text/79/072/images/image010_36.gif" width="44" height="21 src="> меньше угла профиля резьбы, т. к. в процессе резания происходит некоторой "разбивание" профиля.
Рис. 9. Резьбовой резец
Расточные резцы применяются для обработки поверхности сквозных (рис. 10, а) или глухих (рис. 10, б) отверстий. Они делаются отогнутыми, причем у резцов для расточки глухих отверстий имеется угол расположения главной режущей кромки, позволяющий подвести ее наиболее близко к дну отверстия и произвести его подрезку. Передняя часть державки расточных резцов, входящая в отверстие, имеет круглое сечение, остальная часть державки - квадратное.
https://pandia.ru/text/79/072/images/image012_10.jpg" width="481" height="473 src=">
Рис. 11. Фасонные резцы.
Геометрия резцов.
Геометрические параметры резца включают его габаритные размеры, а также углы, под которыми расположены поверхности и режущие кромки головки относительно друг друга или относительно координатных плоскостей.
Координатные плоскости введены как поверхности начала отсчета для измерения геометрических параметров резца. К ним относятся основная плоскость 7 и плоскость резания 5 (рис. 1.).
Основная плоскость принята расположенной параллельно направлениям продольной и поперечной подачи, и для резца с прямоугольным сечением державки основной плоскостью считается его нижняя опорная поверхность. Плоскость резания является касательной к поверхности резания 3 и проходит через главную режущую кромку резца.
Габаритные размеры представляют общую длину L, резца, длину l и высоту h его головки, а также ширину и высоту Н его державки (рис. 2).
Угли резца измеряются в глазной NN и вспомогательной N1N1 секущих плоскостях (рис. 12). Главная секущая плоскость проводится перпендикулярно проекции главной режущей кромки на основную плоскость через заданную точку этой проекции. Вспомогательная секущая секущая плоскость располагается перпендикулярно проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость, проходя через определенную точку этой проекции.
https://pandia.ru/text/79/072/images/image014_7.jpg" width="572" height="148 src=">
Рис. 13. Угол наклона главной режущей кромки.
Прочность вершины и стойкость резца повышаются, хотя силы резания и вибрация возрастают. Поэтому положительные углы λ применяется для черновой обработки заготовок, обладающих высокой жесткостью. Отрицательные значения угла λ до 15º обусловливают направление стружки к обрабатываемой поверхности, а такие снижают вибрацию, вследствие чего такие углы рекомендуются для чистовой обработки либо при недостаточной жесткости заготовки.
ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.
Определение конструктивных элементов резцов.
В качестве изучаемых образцов используются проходной, подрезной и прорезной резцы (по указанию преподавателя).
Визуальным осмотром головки и державки определяются способ изготовления резце, расположения главной режущей кромки и направление подачи, форма и расположение головки, а также класс резца по его технологическому назначению.
Общая длина резца L, длина l и высота h его головки, а также ширина В и высота Н державки измеряются штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм либо металлической линейкой с погрешностью 0,5 мм (рис.2).
Измерение геометрических параметров резцов. Главные и вспомогательные углы в секущих плоскостях, а также угол наклона главной режущей кромки измеряются при помощи настольного угломера МИЗ с погрешностью 0,5° (рис. 14).
https://pandia.ru/text/79/072/images/image016_3.jpg" width="529" height="345 src=">
Рис. 15. Схема измерений с помощью универсального угломера.
Универсальный угломер состоит из полукруглого диска 4 с дуговой шкалой и неподвижной измерительной линейкой 3. В центре диска на оси закреплена поворотная измерительная линейка 1, имеющая указатель в виде конуса 6 и стопорный винт 5. При измерении названных углов невозможно использовать для отсчета направление подачи, вместо которого используется боковая поверхность резца 2, расположенная под углом 90° к направлению продольной подачи. Поэтому нулевое положение нониуса на шкале угломера соответствует углу 90° между его измерительными линейками.
Для измерения главного угла в плане φ необходимо ослабить стопорный винт и приложить неподвижную линейку угломера к боковой поверхности резца со стороны главной режущей кромки. Затем надо повернуть подвижную линейку до ее полного прилегания к главной режущей кромке, закрепить в таком положении стопорным винтом и с помощью нониуса по шкале определить величину угла φ.
Чтобы измерить вспомогательный угол в плане φ1 , следует приложить неподвижную линейку угломера к боковой поверхности резца со стороны вспомогательной режущей кромки и затем, как было указано выше, определить величину угла φ1.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Инструмент и принадлежности
1. Резцы проходной, подрезной, прорезной.
2. Штангенциркуль с погрешностью измерения 0,1 мм.
3. Металлическая линейка с погрешностью измерения 0,5 мм
4. Угломер МИЗ с погрешностью измерения 0,5°.
5. Угломер универсальный с погрешностью измерения 5.
Задание 1. Определение конструктивных параметров резцов.
1. Подготовить к изучению проходной, подрезной, прорезной резцы (по указанию преподавателя).
2. Изучить и определить типовые признаки и конструктивные параметры резцов: способ изготовления и материал режущей части
головки, направления подачи, форму и расположение головки, вид
обрабатываемой поверхности, технологический класс резца.
3. Записать в протокол полученные характеристики конструктивных параметров резцов.
Задание 2. Измерение геометрических параметров резца.
1. Измерить габаритные размеры L, В,H резцов, а также размеры
t и h головки.
2. Измерить главные углы γ и α , вычислить значение углов β и δ по формуле (1).
3. Измерить вспомогательные углы γ1 и α1, вычислить значение
вспомогательного угла β1 .
4. Измерить угол наклона главной режущей кромки λ .
5. Измерить углы в плане φ и φ1, вычислить значение угла
при вершине ε по формуле (2).
6. Измерение каждого геометрического параметра произвести
отдельно на трех различных участках резца, обработать результаты измерений и записать в карту измерений их окончательные значения.
Таблица 1.
Протокол определения конструктивных параметров резцов.
Определяемый параметр |
|||
Наименование | Характеристика |
||
Проходной резец | Подрезной резец | Прорезной резец |
|
Способ изготовления | |||
Материал режущей части | |||
Направление подачи | |||
Форма головки | |||
Вид обрабатываемой поверхности | |||
Технологический класс резца |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА.
Результаты измерений отличаются от истинных значений из-за погрешностей, связанных с ограниченной точностью средств измерений. Наиболее близким к истинному значению является среднее арифметическое значение X совокупности результатов отдельных измерений:
0 " style="border-collapse:collapse;border:none">
Контролируемый параметр
Обозначение
Предельные значения
Измеренные значения
Проходной резец
Подрезной резец
прорезной резец
Письменный отчёт о работе должен содержать следующие пункты:
1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Основные понятия о конструкции, классификации и геомет-
рии реэцов.
4. Схема углов резца.
5. Протокол определения конструктивных параметров резцов.
6. Карта измерений геометрических параметров резцов.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Какие параметры характеризуют конструкцию резца?
2. На какие классы разделяют резцы по их технологическому
назначению?
3. Что откосится к геометрическим параметрам резца?
4. Какие параметры резца оказывают наибольшее влияние на
качество обработки изделий, а также на его стойкость?
ЛИТЕРАТУРА
1. Дальский A. M. Технология конструкционных материалов. / , и др. − М.: Машиностроение, 2008 − 560 с.
2. Фетисов и технология металлов / , и др. − М.: Высшая школа, 2008. – 876 с.
КОНСТРУКЦИЯ И ГЕОМЕТРИЯ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
Составили: АРТЕМЕНКО Александр Александрович
БАСКОВ Лев Васильевич
КОНОПЛЯНКИН Сергей Владимирович
Рецензент
Редактор
Подписано в печать Формат 60x84 1/16
Бум. тип. Усл.-печ. л. 1,16 (1,25) Уч.-изд. л. 1,1
Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно
Саратовский государственный технический университет
Копипринтер СГТУ, 410054 7
Загрузка...