1.2.2 Елементи та геометрія токарного різця

Токарний різець складається з двох частин: робочої I (рисунок 1.2), яка зрізує стружку, і держака II, призначеного для закріплювання інструменту на верстаті. До елементів робочої частини належать передня поверхня 3, по якій сходить стружка, головна 5 і допоміжна 6 задня поверхні, головне 4 і домоміжне 1 різальні ребра та вершина різця 2. Головна задня поверхня А_α (рисунок 1.3) повернена до поверхні різання, а допоміжна задня поверхня А_α’ (на рисунку не показана) - до оброблюваної поверхні заготовки.

1 - основна площина (Pv); 2 - площина різання (Pn); 3 -оброблювана поверхня; 4 - поверхня різання; 5 - оброблювана поверхня; 6 - головна січна площина (Pr); Dr - головний рух різання; Ds_пд - рух поздовжньої подачі; Ds_пп - рух поперечної подачі.

Рисунок 1.1- Схема обробки заготовки токарним різцем і координатні площини

Головне різальне ребро К - це лінія, утворена перетином передньої та головної задньої поверхонь; воно виконує основну роботу різання. Допоміжне різальне ребро К’ - лінія, утворена перетином передної і допоміжної задньоїх поверхонь; воно відіграє незначну роль в процесі різання. Вершина різця - точка перетину (місце спряження) різальних ребер.

Взаємне розташування у просторі елементів різця визначається кутами, які складають геометрію різця. Слід розрізняти геометрію різця у статиці та в процесі різання. Кути, що відповідають статичному положенню різця (при відсутності подачі), називають статичними або кутами загострення.

Для вимірювання кутів різця необхідно мати координатні площини, до яких належать основна площина 1 (рисунок 1.1), площина різання 2 та головна січна площина 6. Основна площина P_v паралельна векторам поздовжньої D_sпд і поперечної D_sпп подач. Площина різання проходить через головне різальне ребро дотично до поверхні різання. Головна січна площина P_r проводиться перпендикулярно до проекції головного різального ребра на основну площину.

I ­- ­ро­бо­ч­а час­ти­на; II -­ дер­жак; 1­ -­ ­допоміжне­ р­і­зальне­ р­е­бр­о (К’­)­; 2 - верш­ина р­із­ця; 3 - передня­ по­верхня­ (­A­_r); 4 ­- ­го­ло­в­не різ­ал­ьне реб­ро (К­);­ ­5 ­- гол­о­вна за­дня­ ­повер­хн­я (A_α­); ­6 ­-­допом­іж­на­ задня п­оверхн­я ­(А­_α’)

Рисунок 1.2 - Частини й елементи токарного різця

Кути різця поділяють на головні (їх виміряють в головній січній площині), кути в плані (вимірюють в основній площині) і кут нахилу головного різального ребра (вимірюють в площині різання). До головних кутів різця належать: головний задній кут, головний кут загострення і головний передній кут.

Головний задній кут α (рисунок 1.3) утворюється між площиною різання і головною задньою поверхнею. Цей кут завжди більший від 0. Із його зростанням зменшується тертя між головною задньою поверхнею і поверхнею різання.

Головний кут загострення β утворюється головною задньою і передньою поверхнями.

Головний передній кут γ утворюється передньою поверхнею і площиною, перпендикулярною до площини різання. При збільшенні цього кута зменшується робота пластичних деформацій, а отже і потужність різання. Однак надмірне зростання кута γ приводить до зменшення міцності робочої частини різця. Остаточно величину переднього кута вибирають, виходячи із механічних властивостей оброблюваного матеріалу і матеріалу різця. Щоб не допустити руйнування різця у важких умовах обробки, часто вибирають негативне значенняголовного переднього кута, коли

α + β + γ > 90° .

Між головними кутами існує таке співвідношення

α + β + γ = 90 °. (1.1)

З формули (1.1) маємо

β = 90° - (α + γ). (1.2)

Подача змінює положення площини різання в порівнянні з її положенням в статиці, що призводить до збільшення кута γ і зменшення кута α. У випадку малих подач такою зміною кутів можна знехтувати.

Розрізняють такі кути різця в плані: головний кут в плані; допоміжний кут в плані та кут при вершині різця.

Головний кут при вершині в плані φ - це кут між проекцією головного різального ребра на основну площину і напрямком подачі. Із його зменшенням покращується якість обробленої поверхні, зменшується товщина стружки і зростає радіальна складова сили різання, яка нерідко є причиною вібрацій.

Допоміжний кут в плані φ’ утворюється проекцією допоміжного різального ребра на основну площину і напрямком, протилежним до напрямку подачі. Зі зменшунням величини цього кута покращується якість оброблюваної поверхні й збільшується міцність різця.

Кут при вершині ε - це кут, утворений проекціями головного і допоміжного різальних ребер на основну площину.

Із рисунку 1.3 видно, що

φ + ε + φ’ = 180°, (1.3)

ε = 180° - (φ +φ’). (1.4)

Кут нахилу головного різального ребра λ (рисунок 1.4) утворюється головним різальним ребром і лінією, що знаходиться в площині різання і проходить через вершину різця паралельно до основної площини. Якщо вершина різця є найнижчою точкою на різальному ребрі, то кут λ вважається позитивним і стружка спрямовується до обробленої поверхні заготовки. При негативному куті λ стружка спрямовується до оброблюваної поверхні.

P_v - основна площина; P_r - головна січна площина; P_n - площина різан у статиці; К - головне і К’ - -допоміжне різальні ребра; A_γ - передня і A_α - головна задня поверхні; α -головний задній кут; β - головний кут загострення; γ - головний передній кут; φ - головний кут в плані;  - кут при вершині різця; φ’ - допоміжний кут в плані.

Рисунок 1.3 - Кути, елементи і координатні площини токарного різця

Рисунок 1.4 - Кут нахилу головного різального ребра (λ )