книги / Технология металлов

Исходные плоскости

Задние поверхности металлорежущего инструмента могут занимать по отношению к образованным на заготовке поверх­ ностям резания различные положения. Но поверхности резания часто имеют криволинейное очертание. Поэтому для определе-

а

Рис. 248. Исходные плоскости:

а — при продольной подаче;			6 — при поперечной подаче;
/ — поверхность		резания;	2 — плоскость	резания;	3 —
плоскость,	перпендикулярная направлению			резания;	4 —
плоскость	подач;	5 — плоскость, перпендикулярная			плос­
		кости	подач

ния положения задней поверхности инструмента криволинейную поверхность резания на заготовке заменяют касательной к ней плоскостью. Такая плоскость, касательная к поверхности резания в рассматриваемой точке лезвия, называется плоскостью реза­ ния (рис. 248). В частном случае прямолинейного рабочего дви­ жения с периодической подачей, плоскость резания совмещает­ ся с поверхностью резания на заготовке, если лезвие инструмента имеет прямую форму (рис. 249).

Передняя поверхность инструмента тоже может быть по-раз­ ному расположена относительно поперечного сечения деформиру­ емого ею срезаемого слоя. Это сечение лежит в плоскости, перпендикулярной направлению резания. По отношению к этой плоскости, перпендикулярной направлению резания в рассматри­ ваемой точке лезвия, и рпределяется положение передней поверх­ ности инструмента (см. рис. 248).

Рис. 24Э. Положение рабочих поверхностей инструмента:

1 — главная задняя		поверхность; 2 — вспомогательная задняя поверхность;
3 — передняя	поверхность; 4 — поверхность резания, образованная				на заго­
товке главным лезвием; 5 — поверхность реэания, образованная на					заготов­
ке .вспомогательным		лезвием;	6 — главная плоскость резания; 7 — вспомо­
гательная плоскость		резания;	8 — плоскость, перпендикулярная направле­
нию резания;	9 — главная секущая			плоскость; 10 — вспомогательная секу­
			щая	плоскость

Таким образом, возникает представление о двух взаимно перпендикулярных координатных плоскостях, а именно, плоско­ сти резания и плоскости, перпендикулярной направлению реза­ ния. Началом координат является рассматриваемая точка лезвия.

В другой координатной системе принимается в качестве ос­ новной плоскость, параллельная продольной и поперечной пода­ чам. При прямолинейном рабочем движении плоскость подач перпендикулярна ему, а при вращательном рабочем движении параллельна оси вращения заготовки или инструмента. Второй координатной плоскостью служит плоскость, проведенная через лезвие инструмента перпендикулярно плоскости подач,

Исключая нарезание резьбы и фрезерование, положения плос­ костей двух координатных систем мало отличаются друг от друга, и положение плоскости подач близко к положению плоскости, перпендикулярной направлению резания, а положение плоскости, перпендикулярной плоскости подач близко к положению плоскос­ ти резания.

Положение задних й передней поверхностей инструмента рас­ сматривают в секущих плоскостях. Секущую плоскость проводят в рассматриваемой точке лезвия перпендикулярно его проекции на плоскость, перпендикулярную направлению резания. Количе­ ство плоскостей резания, плоскостей, перпендикулярных направ­ лению резания, и секущих плоскостей равно количеству лезвий и образованных ими на заготовке поверхностей резания, а при криволинейном лезвии бесконечно велико.

Наиболее удобным в качестве исходного изображения инстру­ мента является его изображение в плане, когда сопряжение глав­ ного и вспомогательного лезвий лежит в плоскости подач и все части инструмента проектируются на эту плоскость. Это условие принято при дальнейшем рассмотрении всех видов металлоре­ жущих инструментов за исключением отдельных случаев. При таком положении инструмента плоскость подач — это плоскость чертежа.

Положение рабочих поверхностей инструмента

Положение рабочих поверхностей инструмента рассматрива­ ется в той секущей плоскости, которая проведена перпендику­ лярно проекции лезвия, образованного данными рабочими по­ верхностями (см. рис. 249). Это положение характеризуется угла­ ми в главной и вспомогательных секущих плоскостях. Если при этом задняя или передняя поверхность металлорежущего инстру­ мента имеет криволинейное очертание, то для определения углов через лезвие проводят плоскость, касательную к данной рабочей поверхности инструмента.

Задний угол в главной секущей плоскости а — это угол между главной задней поверхностью инструмента и главной плоскостью резания. Он характеризует положение главной задней поверхнос­ ти инструмента по отношению к поверхности резания, образован­ ной на заготовке главным лезвием.

Передний угол в главной секущей плоскости у находится меж­ ду передней поверхностью инструмента и плоскостью, перпенди­ кулярной направлению резания. Он служит для характеристики положения передней поверхности инструмента по отношению к части слоя, срезаемой главным лезвием.

Задний угол во вспомогательной секущей плоскости сн заклю­ чается между вспомогательной задней поверхностью инструмента и вспомогательной плоскостью резания. Он характеризует поло*»

28 Н. А- Баринов и др.

жение вспомогательной задней поверхности инструмента относи­ тельно поверхности резания, образованной на заготовке вспомо­ гательным лезвием.

Передний угол во вспомогательной секущей плоскости ^ — это угол между передней поверхностью инструмента и плоскостью, перпендикулярной направлению резания. Этот угол показывает, какое положение занимает передняя поверхность инструмента относительно части слоя, срезаемой вспомогательным лезвием.

а о

Рис. 250. Форма передней поверхности инстру­ мента:

а — плоская; б — вогнутая;	в	— плоская с фаской;
г — вогнутая	с	фаской

Если инструмент имеет большое количество задних поверхнос­ тей, то положение каждой из них относительно своей поверхности резания характеризуется задним углом, который рассматривает­ ся в соответственной секущей плоскости. В той же секущей плос­ кости рассматривается и положение передней поверхности инструмента.

Рассмотренное в главной секущей плоскости положение пе­ редней поверхности инструмента относится к передним поверх­ ностям плоской или вогнутой форм, причем в последнем случае она заменяется касательной (рис. 250). Плоская передняя поверх­ ность может быть расположена с образованием как положитель­ ного, так и отрицательного переднего угла. При вогнутой передней поверхности передний угол всегда положительный и делается боль­ шим, чем при плоской передней поверхности. Оба вида передней поверхности могут иметь фаску, расположенную вдоль главного лезвия. Фаска образует с плоскостью, перпендикулярной иаправ-

лен’ию резания, или положительный, или отрицательный передний угол 7 ф- Положительный передний угол фаски делают очень небо­ льшим. Во всяком случае, он должен быть меньше переднего угла следующей за фаской плоской или вогнутой передней поверх­ ности. При отрицательном переднем угле фаски остальная часть передней поверхности располагается с положительным передним углом. Таким образом, узкая фаска с шириной, меньшей толщины срезаемого слоя, не препятствуя сходу стружки, придает лезвию большую прочность и стойкость, а расположение благодаря это­ му остальной части передней поверхности с увеличенным перед­ ним углом еще больше облегчает движение по ней стружки.

Вместо плоскости резания и плоскости, перпендикулярной направлению резания можно пользоваться занимающими боль­ шей частью близкое к ним положение плоскостью, перпендику­ лярной плоскости подач, и самой плоскостью подач. Это упро­ щение допустимо, когда нет большого различия между положе­ ниями названных плоскостей, как при нарезании резьбы и фрезеровании.

Положение лезвий инструмента

Положение лезвий металлорежущего инструмента рассматри­ вают прежде всего в плоскости, перпендикулярной направлению резания. Рассмотрение ведут по отношению к направлению пода­ чи. Для этого лезвия и направление подачи проектируют на эту плоскость. Положение лезвий характеризуется углами в плане (рис. 251).

Главный угол в плане ф — это угол между проекцией глав­ ного лезвия и проекцией направления подачи. Он характеризует положение главного лезвия относительно направления подачи.

Вспомогательный угол в плане ф1 находится между проекцией вспомогательного лезвия и проекцией направления подачи. Этот угол характеризует положение вспомогательного лезвия относи­ тельно направления подачи.

Если у инструмента большее число лезвий, положение каждо­ го из них по отошению к направлению подачи характеризуется соответственным углом в плане, который находится между проек­ цией этого лезвия и проекцией направления подачи на плоскость,

перпендикулярную направлению резания.

В большинстве случаев расхождение между положениями плоскости, перпендикулярной направлению резания, и плоскости подач незначительно. Ввиду этого положение лезвий относитель­ но направления подачи для упрощения можно рассматривать в плоскости подач. Тогда положение каждого лезвия характери­ зуется углом между его проекцией на плоскость подач и направ­ лением подачи. Но в отдельных случаях, как при нарезании резьбы и фрезеровании, когда положение, плоскости, перпендикулярной

направлению резания, сильно отличается от положения плоскости подач, такое упрощение не может быть применено.

Положение главного лезвия, кроме того, еще рассматривают в плоскости резания. Это положение главного лезвия рассматри­ вают по отношению к плоскости, перпендикулярной направлению резания. Оно характеризуется углом наклона.

Угол наклона главного лезвия X— это угол между главным лезвием и плоскостью, перпендикулярной направлению резания.

			Угол	наклона				главного
			лезвия		считают				положи­
			тельным, когда					место		со­
			пряжения				главного			и
			вспомогательного						лезвий
			является			самой			низкой
			точкой		главного				лезвия.
			Этот	угол		считают отри­
			цательным,				если		место
			сопряжения				главного			и
			вспомогательного						лезвий
			является			самой			высокой
			точкой		главного				лезвия.
			Приближенно				угол			на­
			клона		главного				лезвия
			можно		рассматривать					в
			проведенной через лезвие
			плоскости,				перпендику­
			лярной		плоскости				подач,
Рис. 251. Положение лезвий инструмента:			как угол			между главным
вие; 3 — плоскость,	перпендикулярная направ­		лезвием			и	плоскостью
1 — главное лезвие:	2	— вспомогательное лез­	подач.
лению		резания
		Сечение срезаемого слоя
Сечение срезаемого слоя имеет			форму, которая				зависит от

формы главного лезвия металлорежущего инструмента (рис. 252). Прямое главное лезвие придает сечению срезаемого слоя форму параллелограмма. При криволинейном главном лезвии сечение срезаемого слоя приобретает форму, ограниченную криволиней­ ными контурами.

Сечение срезаемого слоя можно рассматривать в плоскости подач, и в этом случае размеры сечения являются его производ­ ственной характеристикой, или в плоскости, перпендикулярной направлению резания, при этом оно становится поперечным сече­ нием, а размеры этого сечения — его физической характеристикой.

Производственные размеры сечения срезаемого слоя характе­ ризуются двумя величинами, измеряемыми во взаимно перпенди­

кулярных направлениях, из которых одно является направлением подачи (см. рис. 252).

Первая величина — это глубина резаиия. Она предопределя­ ется или размерами инструмента, или величиной его врезания, на которую он установлен перед началом резания. Глубину резания измеряют перпендикулярно направлению подачи и обозначают через t. Глубину резания измеряют в миллиметрах.

Рис. 252. Сечение срезаемого слоя:

а — прямолинейное; б — криволинейное

Вторая величина — подача показывает величину относительно­ го перемещения инструмента и заготовки за один двойной ход или за один оборот. Ее измеряют в направлении подачи и обозначают через s. При резании многолезвийными инструментами величина подачи, приходящейся на каждое лезвие s Zt при общем коли­ честве лезвий Z составляет

S

Производственные размеры поперечного сечения срезаемого слоя связаны с настройкой, т. е. с установкой инструмента опре­ деленных размеров или с определенной величиной его врезания и с размерной величиной относительного перемещения инструмен­ та или заготовки за один двойной ход или один оборот.

В физическом отношении более показательным является по­ перечное сечение срезаемого слоя, рассматриваемое в плоскости, перпендикулярной направлению резания.

Отличие положения плоскости, перпендикулярной направле­ нию резания, от положения плоокости подач может быть в цилин­ дрическом сечении заготовки или инструмента, развернутом пер­ пендикулярно плоскости подач, и в торцовом сечении, т, е. пер­ пендикулярном оси заготовки или инструмента (рис. 253).

Рис. 253. Отличие положения плоскости, перпенди­ кулярной направлению резания, от положения плоскости подач:

а — в цилиндрическом сечении				заготовки или		инструмента,
развернутом перпендикулярно плоскости					подач:	б — в		торцо­
вом	сечении	вращ аю щ ейся	заготовки;		в — в торцовом			сеч е­
нии	вращ аю щ егося инструмента;			/ — плоскость,			перпенди ­
кулярная		направлению	резания; 2 — плоскость				подач

Когда положения названных исходных плоскостей различают­ ся при рассмотрении их в развернутом цилиндрическом сечении заготовки или инструмента, то

	Snp = s cos р,
где snp — проекция	подачи на	плоскость, перпендикулярную
направлению резания,		мм/об;
s — подача,	мм/об;

р — угол между плоскостью, перпендикулярной направле­ нию резания, и плоскостью подач.

В свою очередь

где d — диаметр заготовки, мм.

В другом случае, когда положения тех же исходных плоскос­ тей различаются при рассмотрении их в торцовом сечении заготов­ ки или инструмента, производственный размер сечения срезаемо­ го слоя может быть глубиной резания, а может быть и подачей. Тогда

Лпр = Г COS О),

где /-др — проекция глубины резания или подачи на плоскость, перпендикулярную направлению резания, мм или мм/об;

г — глубина резания или подача, мм или мм/об\ со — угол между плоскостью, перпендикулярной направлению

резания, и плоскостью подач. Дальше определяем

2h

Sin со = — ,

где h — расстояние лезвия от осевой плоскости, параллельной плоскости подач, мм;

d — диаметр заготовки или инструмента, мм.

В некоторых случаях, как при фрезеровании удобнее пользо­ ваться известной величиной припуска, срезаемой за данный про­ ход и измеряемой перпендикулярно плоскости подач. Тогда

где с — величина припуска, срезанного за данный проход, изме­ ренная перпендикулярно плоскости подач, лш, что после подстановки дает

sin со = 11 2с

— j

Полученные проекции глубины <резания и подачи на плоскость, перпендикулярную направлению резания, служат для определе­

ния поперечного сечения, т. е. сечения в плоскости, перпендику­ лярной направлению резания. Размерами поперечного сечения срезаемого слоя, характеризующими его с физической стороны, являются ширина и толщина срезаемого слоя (рис. 254).

а

6

Рис. 254. Поперечное сечение срезаемого слоя:

а _ прямолинейное; б-— криволинейное

Ширину срезаемого слоя, имеющего в поперечном сечении форму параллелограмма, измеряют по поверхности резания, об­ разованной главным лезвием. При ограничивающих поперечное сечение срезаемого слоя криволинейных контурах, ширину сре­ заемого слоя измеряют по одному из этих контуров. Ширину сре­ заемого слоя обозначают через Ь и измеряют в миллиметрах. Ширина срезаемого слоя b связана с проекцией глубины реза­ ния /Пр через главный угол в плане ср

sin ср

Проекция глубины резания отличается от величины самой глубины резания только в одном случае, а именно, когда положе­ ния исходных плоскостей различаются при рассмотрении их в торцовом сечении заготовки, а подача производится параллельно оси этой заготовки (см. рис. 253, б). Это происходит при продоль­ ном точении инструментом, лезвие которого находится ниже или