Как уже было сказано выше, изменение углов резца при установке его на станок рассматривают в статической системе координат.

Рассмотрим случай, когда вершина резца расположена ниже оси центров на величину h (рис.14), а углы l и j равны нулю. При расположении вершины резца по центру заготовки передний и главный задний углы соответственно равны и . Если вершину резца опустить ниже оси заготовки на величину h, то статическая система координат повернется на угол μ и углы будут соответственно равны и .

 

Рис.14 Изменение углов резца при установке его на станок

 

Из рисунка видно, что угол уменьшился, а угол увеличился на величину угла μ. Соответственно углы и будут равны:

Если угол будет отличен от нуля (j¹0), угол можно найти как

Тогда

.

Если вершина резца будет расположена выше оси центров, знаки в формулах для определения углов и меняются на противоположные.

 

Кинематическое изменение углов резца

 

Рассмотрим кинематическое изменение углов проходного упорного резца при токарной обработке с продольной подачей () (рис.15).

При отсутствии движения подачи D_S углы резца рассматриваются в статической системе координат и соответственно равны и . В результате суммирования двух движений главного Dr и подачи Ds статическая система координат поворачивается на угол τ и переходит в кинематическую систему координат, которая уже ориентирована относительно направления вектора скорости результирующего движения (Ve), а углы будут равны и .

Рис.15 Кинематическое изменение углов резца при точении с

продольной подачей

 

Как видно из рисунка, передний угол g увеличился, а главный задний угол a уменьшился на величину угла τ:

 

Величину угла можно найти как

С учетом этого

Если угол j будет отличен от 90^о (j¹90°), то величина угла будет равна

а выражение для определения углов и будут равны:

 

 

Для обычных условий обработки угол τ имеет небольшое значение и им можно пренебречь, но в случае нарезания резьбы или при обработке с большими подачами эти изменения нужно учитывать.

 

 

Токарная обработка с поперечной подачей

 

Рис.16 Кинематическое изменение углов резца при точении с

поперечной подачей(обрезка заготовки)

 

По аналогии с предыдущим случаем имеем (рис.16):

 

Из полученных выражений следует, что главный задний угол надо выбирать таким, чтобы на любом диаметре угол αк был больше нуля.

 

 

Предпосылки, положенные в основу оптимальной геометрии инструмента

 

Для рациональной эксплуатации режущего инструмента он должен быть наделен оптимальной геометрией.

Под оптимальной геометрией понимается такое сочетание формы передней поверхности и значений углов режущей части, которое обеспечивает:

– достаточную прочность режущего клина инструмента;

– заданное качество обработанной поверхности;

– минимальные усилия резания;

– снижение износа инструмента.

 

Назначение и выбор переднего угла

 

 

Передний угол может быть положительным, отрицательным и равным нулю (рис.17).

 

Рис.17 Передний угол резца: положительный(а),

равный нулю(б), отрицательный(в)

 

Передний угол предназначен для облегчения процесса резания. При увеличении положительного переднего угла снижается деформация обрабатываемого материала и силы резания, но с другой стороны снижается прочность режущего клина, т.к. уменьшается угол заострения .

Передний угол оказывает влияние на величину и направление силы резания, прочность режущего клина и период стойкости инструмента. Передний угол для инструмента из быстрорежущей стали всегда положительный или равен нулю. Для инструмента из твердого сплава он может быть как положительным, так и отрицательным. Отрицательные передние углы для твердосплавного инструмента мера вынужденная и связана с низкой прочностью на изгиб твердого сплава. Передний угол выбирается из предпосылок: с одной стороны он должен как можно больше облегчать процесс резания, с другой – обеспечивать достаточную прочность режущего клина инструмента.