Расточный резец благодаря своей универсальности получил наиболее широкое распространение при обработке отверстий. Геометрические параметры расточного резца с механическим креплением твердосплавной пластины показана на рис. 1.
Рис. 1. Расточные резцы с механическим креплением твердосплавных пластин: а - сборный проходной; б - сборный подрезной
Основными элементами резца (рис. 2) являются: передняя поверхность 1, по которой сходит стружка; главная режущая кромка 6, которая осуществляет основной процесс резания; задняя главная поверхность 5; вершина резца 4, которая, как правило, закруглена по радиусу (от радиуса закругления зависит шероховатость обработанной поверхности); задняя вспомогательная поверхность 3; вспомогательная режущая кромка 2.
Рис. 2. Расточный резец с напайной твердосплавной пластиной
Углы резца в плане: φ - главный угол в плане, φ1 - вспомогательный угол в плане, ε - угол при вершине.
Углы резания: γ - передний угол, α - задний угол, β - угол заострения.
Геометрические параметры резца принимаются в зависимости от вида обрабатываемого материала и его твердости. Формы передней поверхности резца показаны на рис. 3.
Резцы (рис. 3, а) применяются для обработки хрупких металлов (бронза, чугун), обладающих большой твердостью; угол γ положительный; толщина срезаемого слоя α≤0,2 мм; при обработке сталей с σв=700÷900 МПа резцы оснащаются фаской шириной 0,2-1 мм в целях упрочнения лезвия (α>0,2 мм). Резцы (рис. 3, б) с отрицательным передним углом применяются для обработки закаленных металлов с пределом прочности σв>1000 МПа. Резцы (рис. 3, в) применяются в инструментах из быстрорежущей стали для обработки вязких материалов с σв≤700 МПа; α≤0,2 мм. Резцы (рис. 3, г) применяются при обработке сталей с σв>700÷900 МПа; α>0,2 мм.
Рис. 3. Формы передней поверхности резца: а - плоская без фаски; б - с отрицательным передним углом; в - криволинейная без фаски; г - криволинейная с фаской
Углы резания выбираются в зависимости от свойств обрабатываемого материала и требований к обработанной поверхности.
Передний угол ү: положительный при обработке материала c σв≤800 МПа; отрицательный при обработке материала σв>800 МПа. На обдирочных работах с большими подачами (когда преобладает износ по передней поверхности) применяется двойная заточка переднего угла: инструмент из быстрорежущей стали имеет основной передний угол ү1=30° и вспомогательный передний угол γв≤5°; для твердосплавного инструмента γ1=15°, γв=-(5÷10)°.
Задний угол α: чем тоньше срезаемый слой металла, тем задний угол больше, а чем толще срезаемый слой металла, тем задний угол меньше; как правило, α=3÷15°.
Угол заострения β определяет прочность резца: чем меньше угол β, тем ниже прочность резца и больше возможность скалывания (особенно для твердосплавного инструмента).
Главный угол в плане φ влияет на параметры стружки и составляющие сил резания. Чем меньше угол φ, тем шире и тоньше стружка и больше осевая составляющая сил резания; φ=10÷45°.
Вспомогательный угол в плане φ1 колеблется от 30' до 30°. С уменьшением φ1 увеличивается трение и, как следствие, выделение теплоты.
Переходное режущее лезвие
Для уменьшения износа инструмента выполняют дополнительное режущее лезвие длиной 0,2-3 мм с меньшим главным углом в плане φ0=10÷15° (рис. 4). Иногда вместо этого лезвия делают скругление радиусом 0,5-1,5 мм.
Рис. 4. Резец с двойным углом в плане
Угол наклона режущего лезвия λ=2÷10° и влияет в основном на изменение направления схода стружки (рис. 5). На инструментах с касательным направлением подачи (фасонные резцы, протяжки для обработки тел вращения) угол λ увеличивают до 45° в целях уменьшения вибраций. На торцовых фрезах заточка под углом λ=15° обеспечивает более плавное врезание и выход фрезы из резания, а также снижает ударные нагрузки на режущую часть инструмента.
Рис. 5. Резец с углом наклона режущего лезвия
Торцовые фрезы являются наиболее распространенным инструментом для обработки плоских поверхностей (рис. 6) фреза представляет собой корпус, с отдельно вставленными зубьями, каждый из которых в процессе резания совершает циклоидальное движение.
Рис. 6. Торцовая фреза
Главная режущая кромка, которую имеют зубья фрезы, наклонена к направлению подачи под главным углом φ в плане, который при нормальной жесткости системы СПИД для твердосплавных фрез составляет 45-60°, а при высокой жесткости системы СПИД может быть уменьшен до 20°. При уменьшении угла φ при одинаковых глубине резания и подаче ширина резания увеличивается, а толщина срезаемого слоя уменьшается, что повышает стойкость фрез.
Вспомогательная режущая кромка твердосплавных фрез наклонена под углом φ1=2÷10°. Чем меньше этот угол, тем выше качество обработанной поверхности. Широкое распространение получили фрезы с дополнительной режущей кромкой (см. рис. 6, вариант 1) шириной f0=1,2÷2 мм, имеющей переходный угол в плане φ0-φ/2. Наличие переходной кромки упрочняет главную режущую кромку у вершины зуба и повышает стойкость фрезы.
Передний угол γ выбирается в зависимости от материала обрабатываемой детали и материала режущей части инструмента. При обработке стальных деталей передний угол γ имеет отрицательные значения и колеблется в пределах от -5 до -15°. Чугунные детали обрабатывают фрезами с положительным передним углом, величина которого составляет 5-10°. Наличие переднего угла позволяет уменьшить работу пластической деформации и силы трения на передней грани зуба, что повышает стойкость фрез. Чем выше прочность обрабатываемого материала, тем меньше должен быть угол γ.
Главный задний угол для твердосплавных торцовых фрез α=10÷25°; основное назначение угла α - уменьшение работы трения по задней поверхности.
Угол λ наклона главной режущей кромки влияет на прочность зуба и стойкость фрезы; для твердосплавных торцовых фрез λ=5÷15°. Геометрические параметры режущей части торцовых фрез с пластинами из твердого сплава приведены на рис. 7.
Рис. 7. Геометрические параметры режущей части торцовых фрез
