Координатные плоскости, поверхности и углы режущего лезвия

Поверхности обработки.

На обрабатываемой заготовке при снятии стружки различают три поверхности: обрабатываемую, которая частично или полностью удаляется при обработке; обработанную, образованную на заготовке в результате обработки; поверхность резания, образуемую режущей кромкой в результирующем движении резания.

 

ГЕОМЕТРИЯ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ИНСТРУМЕНТА

 

Координатные плоскости, поверхности и углы режущего лезвия

 

Рабочая часть любого режущего инструмента состоит из одного или многих режущих лезвий. На лезвии затачиваются передняя поверхность 1, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой; главная задняя поверхность 3, контактирующая с поверхностью резания; вспомогательная задняя поверхность 5, обращенная к обработанной поверхности.

 

При пересечении передней и главной задней поверхностей образуется главная режущая кромка 2, а передней и вспомогательной задней – вспомогательная режущая кромка 6.

Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной режущего лезвия 4.

Расположение режущих кромок в пространстве определяет особенности режущего лезвия и оценивается относительно так называемых координатных плоскостей.

Для определения положения режущих кромок резца принимают следующие координатные плоскости: 1 – основная; 2 – резания; 3 – рабочая; 4 – главная секущая, а также вспомогательная секущая плоскость (не показана).

Координатные плоскости рассматривают в различных системах координат. Статическая система имеет начало в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентирована относительно направления скорости главного движения резания,

кинематическая – относительно направления скорости результирующего движения резания,

инструментальная – относительно элементов режущего инструмента, принятых за базу.

 

Основная плоскость – плоскость, проведенная перпендикулярно направлению скорости главного движения.

 

Плоскость резания – плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости.

 

Рабочая плоскость – плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи.

 

Главная секущая плоскость 4 – координатная плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости 1 и плоскости резания 2.

 

Вспомогательная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

 

 

Главный задний угол a - угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания.

Угол заострения b - угол между главной задней и передней поверхностями резца.

Главный передний угол g - угол между передней поверхностью резца и основной плоскостью в рассматриваемой точке главной режущей кромки.

Угол резания d - угол между плоскостью резания и передней поверхностью резца.

Между этими углами существует соотношение a+b+g=90°; d+g=90°. Во вспомогательной секущей плоскости N₁ рассматривают вспомогательные задний a₁, и передний g₁ углы.

Главный угол в плане j - угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью.

Вспомогательный угол в плане j₁ – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Угол в плане при вершине e - угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость.

Между этими углами существует соотношение j+j₁+e= 180°.

Угол наклона главной режущей кромки l - угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью.

Положительный l:

tg g_пр=tg g cos j - tg l sin j - продольный

tg g_п=tg g sin j + tg l cos j - поперечный

Отрицательный l:

tg g_пр=tg g cos j + tg l sin j

tg g_п=tg g sin j - tg l cos j

Так как l небольшой (0±5°), то: tg g_пр=tg g cos j

tg g_п=tg g sin j

Для задних углов: tg a_пр=tg a/cos j; tg a_п=tg a/sin j.

 

 

Сверло

Угол при вершине в плане 2j.

Вспомогательные углы в плане j₁.

tg j₁=(D-D₁)/(2 l),

где D, D₁ – диаметр сверла соответственно в начале и в конце направляющей части; l – длина направляющей части.

Угол наклона винтовой канавки w - угол между касательной к винтовой линии, образующей эту канавку, и линией, параллельной оси сверла.

tg w=pD/H; tg w₁=pD₁/H; tg w₂=pD₂/H; tg w_x=pD_x/H,

где D – диаметр сверла на периферии; D₁; D₂; D_x – диаметр сверла в соответствующих точках режущей кромки, через которые проведены сечения.

Отсюда tg w_х=D_х tg w/D

g_пр=w (g=25…30°)

tg g=tg g_пр/sin j.

tg g=tg w/sin j - на периферии сверла

tg g_х=tg w_х/sin j= D_х tg w/D sin j - для любой точки режущей кромки.

Пересечение главных задних поверхностей образует поперечную кромку, или перемычку 7. Угол наклона перемычки y - угол между проекциями поперечной и главной режущей кромок на плоскость, перпендикулярно к оси сверла. При правильной заточке сверла y =50…55°.

 

 

 

Фреза

 

Фреза – многолезвийный инструмент, применяемый для обработки плоскостей, пазов, шлицев, тел вращения, резьбы, фасонных поверхностей и разрезки.

 

 

РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ

 

Элементы режима резания.

К элементам режима резания в общем случае относятся скорость главного движения, подача и глубина резания.

Скорость главного движения резания (скорость резания) u - скорость рассматриваемой точки режущей кромки или заготовки в направлении главного движения резания.

При точении, когда заготовка вращается с частотой вращения n (об/мин), скорость резания (м/мин):

u=pDn/1000, D – наибольший диаметр поверхности резания, мм.

Подача S – перемещение режущей кромки относительно обработанной поверхности в направлении движения подачи. Различают подачу за один оборот заготовки S_о (мм/об) и за 1 мин S_м= S_оn (мм/мин).

При токарной обработке подача может быть поперечная и продольная. Сверло имеет два зуба (пера) и режет одновременно двумя режущими кромками, поэтому на каждую кромку (один зуб) приходится подача S_z= S_о/z= S_о/2 (мм). Минутная подача S_м= S_оn. Между подачей на зуб фрезы S_z, на один оборот фрезы S_о и минутной S_м существует соотношение S_м= S_оn= S_zzn.

Глубина резания t – размер слоя, удаляемого за один проход, измеренный в направлении, перпендикулярном к обработанной поверхности. t=(D-d)/2 (мм).

Элементы срезаемого слоя

Ширина срезаемого слоя, или ширина среза b (мм) – длина стороны сечения срезаемого слоя, образованной поверхностью резания. b=t/sinj.

 

Толщина срезаемого слоя, или толщина среза а (мм) – длина нормали к поверхности резания, проведенной через рассматриваемую точку режущей кромки, ограниченная сечением срезаемого слоя. а=S sinj.

Для торцовых фрез: b=t/sinj cosl

Угол контакта d - центральный угол, соответствующий дуге контакта фрезы с заготовкой.

Мгновенный угол контакта y - центральный угол между радиусом, проведенным в начальную точку касания зуба фрезы с заготовкой, и радиусом, проведенным в точку мгновенного положения зуба.

Средняя толщина среза ā=(а_mах+а_min)/2= а_mах/2.

Срединная толщина среза а_ср=S_z sin(d/2).