 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
| ПРИ ОБРОБЦІ МЕТАЛІВ РІЗЦЯМИ 12
1. Геометрична форма різця. Одним з найбільш поширених способів обробки металів різанням на металорізальних верстатах є точіння. Цим способом обробляють деталі, які мають форму тіл обертання на токарних верстатах, токарними різцями різними за конструкцією. Різець (рис.1) є найпростішим металорізальним інструментом. Він складається з двох частин: головки – робочої частини і стержня, необхідного для закріплення різця у різтримачі верстата. Головка різця має форму клина, вона утворена взаємним розміщенням граней і різальних кромок.
Рис.1. Будова різця За ОСТ 6897 і 6898 головка різця має такі елементи: передню грань, головну задню грань, допоміжну задню грань, головну різальну кромку, допоміжну різальну кромку і вершину різця. Передньою гранню називається поверхня різця, по якій сходить стружка. Задніми гранями називаються поверхні різця, які в процесі різання звернені до оброблюваної деталі.Їх дві – головна і допоміжна. При перетині передньої грані з задньою головною гранню утворюється головна різальна кромка. При перетині передньої грані з задньою допоміжною гранню утворюється допоміжна різальна кромка. Місце спряження головної і допоміжної різальних кромок називається вершиною різця. Вершина різця закругляється радіусом від 0,1 до 5 мм. В конструкції головки різця найбільш цікавим є взаємне розміщення передньої і задньої граней, яке визначається геометричними кутами. Від величини цих кутів залежить у великій мірі працездатність різця. Кути різця розглядаються відносно встановлених ОСТом поверхонь оброблюваної деталі і координатних площин. 2. Поверхні і координати площин для визначення кутів різця. На оброблюваній деталі (рис.2) при обробці металів різанням на металорізальних верстатах розрізняють такі поверхні:
Рис.2. Поверхні і координати площин для визначення кутів різця
Оброблювана поверхня – поверхня, яка підлягає обробці. 1. Оброблена поверхня – поверхня, яку дістають після зрізання стружки. 2. Поверхня різання – поверхня, яка утворюється на оброблюваній деталі різальною кромкою різця. Це поверхня, по якій відділяється стружка від оброблюваної деталі. Для визначення кутів різця установлені такі координатні площини: 1) площина різання, 2) основна площина, 3) головна січна площина, 4) допоміжна січна площина. Площина різання – площина,яка дотична до поверхні різання і проходить через головну різальну кромку різця. Основна площина – площина паралельна напрямам поздовжньої і поперечної подач. У токарних різців призматичної форми вона збігається з опорною поверхнею різця. Головна січна площина – площина перпендикулярна до проекції різальної кромки на основну площину. Допоміжна січна площина – площина перпендикулярна до проекції допоміжної різальної кромки на основну площину. 3.Кути різця. Геометричні кути різця необхідно знати при конструюванні і виготовленні різця. Геометричні кути розглядають при таких умовах: 1. Вісь прямого різця повинна бути перпендикулярною до подачі або паралельною їй; 2. Різальна кромка різця повинна лежати на лінії центрів верстата, заготовка має обертовий рух, а рух подачі зустрічний. У всякого різця розрізняють головні кути, допоміжні і кути у плані. Головними кутами є: задній кут a, кут загострення b, передній кут g і кут різання d. Вони вимірюються у головній січній площині. Допоміжними кутами є: задній допоміжний кут a1, і передній допоміжний кут g1. Вони вимірюються в допоміжній січний площині. Кутами в плані є: головний кут у плані j, допоміжний кут у плані j1 і кут при вершині різця e. Вони вимірюються в основній площині (рис.3).
Рис.3. Кути різця З рис.3 видно, що між кутами існує певна математична залежність a+b+g = 900; a+b = d; d = 900 - g; d + g = 900. Очевидно також, що сума кутів у плані дорівнює 1800, це значить: j + j1 + e = 1800; e = 1800 – (j + j1). Головним заднім кутом a називається кут між головною задньою гранью і площиною різання. Кут a зменшує тертя між оброблюваною поверхнею деталі і задньою гранью різця, і тим охороняє від несвоєчасного притуплення. Задній кут a рекомендується вибирати в межах від 30 до 120. Кутом загострення b називається кут між передньою і головною задньою гранями різця. Він характеризує міцність різальної кромки. Із збільшенням кута a зменшується кут загострення b і тим самим зменшується міцність різальної частини різця. Кутом різання d називається кут між передньою гранню різця і площиною різання. Кут d у великій мірі впливає на деформацію стружки, опір металу різанню і на стійкість інструмента. Переднім кутом g називається кут між передньою гранню і площиною перпендикулярною до площини різання, проведеною через головну різальну кромку. Кут g характеризує нахил передньої грані, полегшує збіг стружки при різанні металів різцем, зменшує тертя і спрацьовуваність передньої грані різця. Однак із збільшенням кута g різець стає недостатньо міцним, тому що зменшується кут b. Виходячи з цього, при обробці твердих металів, коли в процесі різання діють великі сили на передню грань різця, кут g вибирають меншим, а при обробці м’яких металів, коли на різець діють менші сили, кут g вибирають більшим, тоді полегшується збігання стружки по передній грані різця і зменшується спрацьовуваність різця. Передній кут g може бути додатним, від’ємним і може дорівнювати 0. Якщо кут різання d < 900, то передній кут g називається додатним (+g, рис. 4а). Якщо кут різання d > 900, то передній кут g називається відємним (-g, рис. 4а). Якщо кут різання d = 900, то передній кут g=0. Кут g вибирається також в залежності від матеріалу самого різця. Найбільш поширеними матеріалами для виготовлення різців є: 1) швидкорізальні сталі марок Р9; Р18; 2) тверді сплави типу ВК і ТК. Ці матеріали мають різні механічні властивості. Відомо, що швидкорізальна сталь має високу границю міцності при згині (370 КГс/мм2). Тому різці із швидкорізальних сталей виконують з додатним переднім кутом (+g) і тоді різальна кромка різця буде працювати на згин (рис.4а).
Рис.4. Передній кут
Різці з напаянними пластинками твердих сплавів мають дуже високу твердість і одночасно низьку границю міцності при згинанні (90 - 130 КГс/мм2), тому погано працюють на згин. Якщо при заточці твердосплавним різцям задати відємний передній кут (-g), то різальна кромка буде працювати на стиснення, а не на згин (див.рис.4б). Ці матеріали мають високу границю міцності при стисненні Допоміжним заднім кутом різця a1 називається кут між допоміжною задньою гранню і площиною, що проходить через допоміжну різальну кромку перпендикулярно до основної площини. Кут a1 беруть рівним задньому куту a у всіх різців, крім відрізних. У відрізних різців a = 1-20. Він зменшує тертя допоміжної задньої грані об оброблену поверхню деталі. Головним кутом у плані j називається кут між проекцією головної різальної кромки на основну площину і напрямом подачі.
Рис.5. Головний кут в плані j Кут j впливає на стійкість різального інструмента, на чистоту обробленої поверхні, а також на величину зусиль і вібрацій, що виникають при обробці деталі. Кут j вибирають головним чином в залежності від міцності матеріалу деталі. При обробці тонких і довгих деталей застосовують різці з кутом j = 60 – 900. При обробці деталей великих діаметрів кут j = 20 – 450. Кут j також впливає на зміну форми стружки (рис.5). Допоміжним кутом у плані j1 називається кут між проекцією допоміжної різальної кромки на основну площину і напрямом подачі. Кут j1 зменшує тертя допоміжної кромки об оброблену поверхню деталі і вибирається з таких же міркувань, як і кут j. У прохідних різцях кут j вибирається в межах від 50 до 450. Кутом при вершині e називається кут між проекціями головної і допоміжної різальних кромок на основну площину. Величина кута визначає міцність і стійкість різця. Різці для трикутної різі мають кут e = 550, 600. У всіх інших різцях кут e > 600. Кутом нахилу різальної кромки l називається кут між головною різальною кромкою і лінією, проведеною через вершину різця паралельно основній площині. Кут l вимірюється в площині, яка проходить через головну різальну кромку перпендикулярно до основної площини (рис.6). Кут l може бути додатним, відємним і може дорівнювати нулю. Він вважається додатним, якщо вершина різця є найнижча точка головної різальної кромки. Кут l вважається від’ємним, якщо вершина різця є найвища точка різальної кромки. Коли головна різальна кромка паралельна до основної площини, то кут l = 0 (рис.6).
Рис.6. Кут нахилу різальної кромки l Кут l впливає на напрям збігання стружки при точінні. Коли різець має додатний кут l, стружка сходить по передній грані у напрямі обробленої поверхні деталі, і вершина різця є більш міцна, ніж у різця з від’ємним кутом l. Коли різець має відємний кут l, стружка сходить у напрямі оброблюваної поверхні деталі. Якщо кут l = 0, тоді стружка сходить перпендикулярно від різальної кромки і закручується у архімедову спіраль. У прохідних різцях кут l вибирають ±40, лише у різцях для обробки деталей з переривними поверхнями кут l вибирають від +10 до 300. 4. Зміна кутів a і g при установленні різця вище або нижче осі заготовки. Кути заточки різця у процесі його роботи не завжди залишаються постійними по величині. Зміна кутів залежить від встановлення різця на верстаті відносно осі оброблюваної деталі. При звичайному установленні різця, коли його вершина є на лінії центрів верстата, а основа різця розміщена горизонтально, зміни кутів різця немає (рис.7а). Однак при установленні різця вище осі обертання оброблюваної деталі кут a зменшується, а кут g збільшується (див. рис.7в).
Рис.7. Зміна кутів a і g при установленні різця вище або нижче осі заготовки Якщо різець установити нижче лінії центрів верстата, то маємо зворотнє явище (див. рис.7с). При розточуванні, навпаки, кути a і g залежно від установлення різця відносно лінії центрів верстата змінюються в зворотньому напрямі в порівнянні з зовнішнім обточуванням. На величину кутів a і g різця впливає ще рух подачі. Внаслідок обертання деталі і поступального руху різця при обробці круглих деталей напрям площини різання співпадає з дотичною до спіралі (рис. 8). Значить, площина різання відхиляється від вертикального напряму тим більше, чим більше рух подачі різця. При звичайних токарних роботах рух подачі буває невеликим, внаслідок цього і зміна кутів a і g буде невелика, що можна практично не брати до уваги.
Рис.8. Напрям площини різання при обробці круглих деталей
ЗАТОЧУВАННЯ РІЗЦІВ
Щоб надати різцям необхідну форму і необхідні кути, їх заточують. Від якості заточки в великій мірі залежить стійкість різця. Якість заточки визначається величиною кутів заточки, чистотою поверхонь заточки і станом різальної кромки. Якісну і економічну заточку твердосплавних різців досягають тоді, коли правильно вибирають заточні круги, а також застосовують принципи подвійних кутів різця (рис.9).
Рис.9. Подвійні кути різця
Тоді технологічний процес заточки складатиметься з таких операцій: 1) заточка задніх поверхонь стержня різця заточувальним кругом 346 – 60; СМ-СМІ; 2) чорнової заточки по пластинці – кругом К346-60; М3-СМ2; 3) чистової заточки по пластинці – кругом К360-80; М3-М3; 4) доводки по пластинці пастою М20-М28. У цьому випадку скорочується час на заточку, витрати твердого сплаву, заточувальних кругів і пасти. З практики відомо, що застосування доводки різців при заточці підвищує їх стійкість в роботі в два рази. Швидкорізальні різці заточують електрокорундом марки Е 60-80; СМІ; СМ2.
ВИМІРЮВАННЯ КУТІВ РІЗЦЯ
Перевірку кутів різця після заточування можна виконати кутоміром інженера Сімона і універсальним кутоміром. Кутоміром інж. Сімона вимірюють головні кути a і g, допоміжні кути a1 і g1, а також кут l нахилу головної різальної кромки. На рис.10 зображено кутомір інж. Сімона.
Рис.10. Кутомір інж. Сімона
На вертикальній стійці 1, яка закріплена на плиті, пересувається повзун 2, що затискається гвинтом 3. В повзуні 2 закріплена шкала 4, з поділками в градусах, на якій може рухатися плече А важіля. На плечі А є риска, яка співпадає з нулем шкали 4, коли плече В важіля горизонтально, між плечами В і С важіля є кут 900, так що при горизонтальному положенні плеча В плече С буде розміщено вертикально. Для виміру заднього кута a плече С повертається до зіткнення з задньою гранню різця, установленого на плиту кутоміра (рис.10а). Для виміру переднього кута g плече В важіля повертається до зіткнення з передньою гранню різця (рис.10в). При тих вимірах плечі важіля встановлюють в напрямі перпендикулярнім до проекції головної різальної кромки на основну площину, і величини кутів фіксують коли співпадає риска плеча А важіля з цією чи іншою поділкою шкали. Після виміру кутів a і g величини кутів d і b визначають за формулами: d = 900 - g; b = 900 – (a + g). Для виміру кута нахилу головної різальної кромки l плече В важіля встановлюють по різальній кромці. Головний кут у плані j, допоміжний кут у плані j1 можуть бути виміряні універсальним кутоміром (рис.11).
Рис.10. Універсальний кутомір
Кут при вершині в плані e визначається за формулою e = 1800 – (j + j1).
Тема роботи: Вимірювання заточки токарного різця. Завдання роботи: Вивчити конструкцію токарних різців, навчитись вимірювати кути різця. Зміст роботи: 1. Виміряти кутоміром головні кути a і g, допоміжні кути a1 і g1 і визначити кут загострення b і кут різання d за формулами: b = 900 – (a + g); d = a + b. 2. Виміряти універсальним кутоміром головний кут в плані j, допоміжний кут в плані j1, кут при вершині e і перевірити величину кутів за формулою: j + j1 + e = 1800. 3. Виміряти кут нахилу головної різальної кромки l. 4. Виміряти штангенциркулем загальну довжину, висоту головки і розміри державки різця. 5. За даними вимірами накреслити різець, записати марку матеріалу різця, вказати границю теплостійкості і швидкості різання. 6. За даними вимірами накреслити таблицю і привести в ній усі значення кутів різця. Таблиця 2
Звіт по роботі. У звіті по роботі вказати: 1. Завдання. 2. Мету роботи. 3. Накреслити таблицю і привести в ній значення кутів. 4. Креслення різця.
12 |
