3

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра технической эксплуатации и ремонта автомобилей

Ж.А.ШАХАЕВ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ И ИНСТРУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ «ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЗЦОВ»

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом государст-венного образовательного учреждения высшего профессионального обра-зования «Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2004

4

ББК 34.63-5я7 Ш-31

УДК 621.9.025 (07) Рецензент кандидат технических наук, профессор В.П. Апсин

Шахаев Ж.А.

Ш-31 Металлорежущие станки и инструмент: Методические указа-ния к лабораторной работе «Изучение конструкции резцов». – Оренбург: ГОУОГУ, 2004 – 47с.

Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы по дисциплине: «Металлорежущие станки и инструмент» для сту-дентов специальностей 150200 и 230100.

Ш 04-ЛЛ6

01603110000 ББК 34.63-5я7

© Шахаев Ж.А., 2004 © ГОУОГУ, 2004

5

1 Цель работы Изучение геометрии и конструкции типовых токарных резцов. Освоение методики их заточки и измерения. Приобретение навыков в выборе материала режущей части и геометри-

ческих параметров резца.

6

2 Общие положения

2.1 Точение Точение является наиболее распространенным методом обработки тел

вращения, совершаемым резцами на станках токарной группы. Точение пред-ставляет собой совокупность действий, направленных на измерение форм и размеров заготовок (из металлических и неметаллических материалов) соответ-ственно заданным квалитетам точности и качества поверхности. Методом то-чения производится обработка наружных, внутренних и торцевых поверхно-стей тел вращения цилиндрической, конической и сферической и фасонной по-верхности.

Различают следующие виды точения: 1) черновое – обдирка, обрезка и подрезка торцов заготовок; (14 квали-

тет и чистоту до );

2) получистовое (дает точность от 11 до 12 квалитета и чистоту от до

);

3) чистовое (точность от 8 до 9 квалитета, чистоту от до );

4) тонкое точение и растачивание (точность от 6 до 7 квалитета и чисто-ту от до

).

2.2 Элементы резания при точении Скорость резания v – путь, проходимый режущей кромкой инструмента

относительно обрабатываемой поверхности, м/мин, определяется по формуле:

v =3181000DnDn

=π , (1)

где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; n – число оборотов детали (заготовки) в минуту. Подача (Рисунок 1) – перемещение резца при вспомогательном движе-

нии за один оборот обрабатываемой детали в мм/об. Глубина резания t – толщина слоя материала, срезаемого резцом с обра-

батываемой поверхности за один проход, мм; принимается равной расстоянию ме-жду обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренному по перпендику-ляру к оси детали и определяется по формуле:

2dDt −

= , (2)

где D и d – диаметры детали соответственно до обработки и после снятия

резцом одного слоя в мм.

7

Ширина стружки b – расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхностями, измеренное по поверхности резания.

Толщина стружки а – расстояние между двумя последовательными положе-ниями режущей кромки резца за один оборот детали, измеренное перпендикуляр-но к ширине стружки.

Площадь поперечного сечения стружки f, мм 2, определяется по формуле:

f = ts = ba. (3)

а – точение наружной поверхности; б – растачивание отверстия; в – отрезка, проточка канавки

Рисунок 1 – Поперечное сечение срезаемого слоя материала

Сила резания при точении разлагается на три составляющие: Pz, Рх и Ру. Составляющая Рz – сила резания, направлена по касательной к поверхности реза-ния; Рх – сила подачи, действует в направлении подачи; радиальная сила Ру нор-мальна к обрабатываемой поверхности. Ориентировочно:

Рz ≈ (0,125 ÷ 0,25) Рz и Рy ≈ (0,3 ÷ 0,5) Рz..

2.3 Инструментальные материалы

Одним из главных условий высокопроизводительной работы режущего

инструмента является правильный выбор материала для его изготовления, техно-логии термической обработки и методов заточки и доводки рабочих поверхно-стей. При выборе материала для режущих инструментов исходят из условий дос-тижения высокой производительности, требований точности обработки и каче-ства обрабатываемых поверхностей.

2.3.1 Инструментальные ткани Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-90) в своем составе

содержат от 0,6 до 1,3 % углерода. Для изготовления режущих инструментов обычно применяют инструментальные углеродистые стали марок У10А, У11А и

8

У12А, содержащих углерода более 1 %. Эти стали приобретают высокую твер-дость после термической обработки (HRCэ 60 – 64), однако эта твердость при сравнительно невысокой температуре (200 – 250 °С) резко падает. Из этих сталей изготовляют метчики, плашки, развертки, напильники и другие режущие инстру-менты, работающие с малыми скоростями резания.

Быстрорежущие стали делятся на две группы: 1) обеспечивающие нормальную производительность (марки Р18, Р12, Р9,

Р18М, Р9М и Р18Ф2); 2) обеспечивающие повышенную производительность (марки Р18К5Ф2,

Р9К5, Р9К10, Р9Ф5, Р14Ф4 и Р10К5Ф5). Основным компонентом, входящим в состав всех быстрорежущих сталей,

является вольфрам (9 – 18 %). Кроме вольфрама, все быстрорежущие стали со-держат хром и ванадий. Главные свойства (красностойкость, твердость и др.) бы-строрежущие стали приобретают в результате термической обработки – закалки и многократного отпуска.

Быстрорежущие стали первой группы имеют универсальное приме-нение; стали второй группы, обладающие рядом специфических свойств, имеют более узкое, специальное назначение. Основными из быстрорежущих сталей пер-вой группы являются Р18, Р9, Р12.

Стали первой группы Р18М и Р9М вследствие присутствия 0,6 – 1,0 % Мо более чувствительны к обезуглероживанию, чем стали Р18 и Р9. Сталь Р18Ф2, содержащая 2% Va, имеет большую теплостойкость (до 625 – 630 °С), более высокие режущие свойства и используется главным образом для инструментов, обрабатывающих стали повышенной прочности (σв = 800 – 1000 MПa).

Группа быстрорежущих сталей, обеспечивающих повышенную произво-дительность, характеризуется наличием в их составе кобальта (марки Р18К5Ф2, Р9К5Ф2, Р9К10Ф2 и Р10К5Ф5) и повышенным содержанием ванадия (марки Р9Ф5 и Р14Ф4); применяются эти стали для обработки нержавеющих и жаро-прочных сплавов.

Вольфрамомолибденовые стали. Эти стали (Р6МЗ, Р9М4, Р12МЗ и др.), содержащие 3 – 4 % Мо, равноценны сталям Р9 и Р18 по своей красностойкости, но превосходят их по механическим и режущим свойствам. Кобальтовая быстро-режущая сталь Р18Ф2К8М, содержащая 18 % W; 1 % Мо; 2,1 % Va и 8 % Со, об-ладает повышенными свойствами по теплостойкости (650 – 660 °С) и твердости, достигающей HRCэ 69 – 69,5. При резании труднообрабатываемых сплавов стой-кость инструментов из стали Р18Ф2К8М в 2 – 4 раза выше, чем у инструментов из быстрорежущей стали нормальной и повышенной производительности.

2 3.2 Твердые сплавы Металлокерамические твердые сплавы получают методами порошковой

металлургии. Основными компонентами твердых сплавов являются карбиды вольфрама WC, титана TiC и тантала ТаС. Кобальт Со в составе твердых метал-локерамических сплавов является цементирующей связкой.

ГОСТ 3882-74. предусматривает три группы металлокерамических твер-

9

дых сплавов: 1) однокарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC (марки ВК2, ВКЗ,

ВК4, ВК6, ВК6М, ВК8, ВК8В; 2) двухкарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC и карбиды титана

TiC (марки Т5К10, Т14К8, Т15К6, ТЗОК4; 3) трехкарбидные, содержащие карбиды вольфрама WC, карбиды титана

TiC и карбиды тантала ТаС (марки ТТ7К12 и ТТ7К15). Твердые сплавы обычно изготовляют в виде пластинок путем спекания

при температуре около 1500 °С в электрических печах. Основная особенность инструмента, оснащенного пластинкой из твердого сплава, заключается в том, что его режущие свойства не снижаются при температуре нагрева в зоне резания до 800 – 9000 °С. Поэтому такие инструменты пригодны для обработки высо-копрочных металлов (включая закаленные стали) и неметаллических материалов (стекла, фарфора, пластмасс и др.). Недостаток твердых сплавов – их хрупкость. Пластинки из твердых сплавов припаивают или прикрепляют механически к стальному корпусу инструмента. Вязкость отдельных металлокерамических твердых сплавов (а следовательно, и их хрупкость) зависит от содержания в них кобальта. Сплавы, содержащие наименьшее количество кобальта (ВК2, ВКЗ, ТЗ0К4), обладают меньшей вязкостью; их применяют для инструментов, сре-зающих тонкие стружки на чистовых операциях. Сплавы, содержащие наиболь-шее количество кобальта (ВК8, Т5К10, Т14К8), обладают наибольшей вязкостью; их применяют при снятии стружек большого сечения, на черновых операциях. Однокарбидные сплавы группы ВК (ВК2, ВКЗ, ВК4, ВК6, ВК8 и др.), как менее хрупкие, применяют при резании чугунов и других хрупких материалов. Для об-работки сталей применяют инструменты, оснащенные двух карбидными сплава-ми группы ТК (Т5К10, Т15К6, Т14К8 и др.).

Режущие свойства твердых сплавов в значительной степени зависят от их структуры. Так, сплавы BK3M с мелкозернистой структурой по своим режущим и физико-механическим свойствам превосходит все другие сплавы этой группы. Этот сплав применяют при чистовой обработке чугунных деталей (в том числе закаленных). Группа трехкарбидных сплавов ТТК, содержащих карбиды вольф-рама, титана и тантала, отличается повышенной износостойкостью, прочностью и вязкостью. Их применяют при обработке труднообрабатываемых сталей аусте-нитного класса.

Металлокерамические твердые сплавы имеют следующие физико-механические свойства: коэффициент теплопроводности 0,065 – 0,169 кал/см·с·°С (27,2 – 70,7 Вт/м·К), твердость HRA 86,5 – 91; предел прочности при сжатии 3300 – 4000 МПа и предел прочности при изгибе 900 – 1550 МПа.

Минералокерамические сплавы. Синтетический материал – минералоке-рамика ЦМ332, основу которой составляет глинозем (Аl2O3). Минералокерамика ЦМ332 обладает высокими твердостью (HRA 91 – 93) и теплостойкостью (1190 – 1200 °С), но уступает металлокерамическим сплавам по пределу прочности на из-гиб (300 – 400 МПа) и поэтому имеет ограниченное применение на операциях по-лучистового и чистового точения чугунов и сталей.

Эльбор Р – это высокотвердый материал, получаемый на основе кубиче-

10

ского нитрида бора в виде крупных поликристаллов (диаметром 3 – 6 мм и дли-ной 4 – 5 мм). По твердости элъбор Р приближается к твердости алмаза (8,4 ГПа), а его теплостойкость в 2 раза выше теплостойкости алмаза (~ 1600 °С). Инстру-мент из эльбора Р используется при обработке закаленных и цементированных сталей, высокопрочных чугунов, твердых сплавов, стеклопластиков. Инструмен-ты, оснащенные модификациями эльбора Р, позволяют производить с высокой стойкостью прерывистое точение и фрезерование. При растачивании отверстий в закаленных сталях резцы из эльбора Р обеспечивают точность по 6,7 квалитету и шероховатость от до .

2.3.3 Алмазы Алмазы применяют для оснащения лезвийных и абразивных режущих ин-

струментов. Алмазы отличаются исключительно высокой твердостью (порядка 98,1 ГПа), намного превосходящей твердость других абразивных материалов. Модуль упругости алмаза составляет 9 – 101 кгс/мм2 (0,88 ТПа), а предел прочно-сти на изгиб 210 – 490 МПа. Наряду с высокой твердостью алмазы обладают вы-сокой износостойкостью, что позволяет производить обработку цветных метал-лов и пластмасс на высоких скоростях резания. Вследствие высокой теплопро-водности (0,35 кал/см·С° или 46,54 Вт/м·К) алмазы хорошо отводят тепло, выде-ляемое при резании, что способствует повышению стойкости инструмента. Обла-дая высокой твердостью, алмазы отличаются повышенной хрупкостью, это силь-но ограничивает область их применения.

2.4 Резцы для точения По форме головки резцы бывают: прямые, отогнутые, оттянутые и изо-

гнутые; по направлению подачи: правые, левые; по способу изготовления: цель-ные, составные и сборные. Цельные применяют для работы на малых скоростях резания. В составных к стержню приваривают пластики из быстрорежущей стали или припаивают металлокерамические пластинки. Сборные резцы бывают четы-рех типов: с механическим креплением пластин из, твердого сплава; с механиче-ским креплением сменной вставки с напаянной металлокерамической пластиной; с механическим креплением неперетачиваемых многогранных твердосплавных или минералокерамических пластин.

Основные типы стандартных резцов из быстрорежущей стали и резцов с пластинками из твердых сплавов регламентированы ГОСТ 10044-62 и ГОСТ 10046-62, ГОСТ 9795-84, а технические требования на резцы – ГОСТ 10047-62 и ГОСТ 5688-61. Формы и размеры пластинок для резцов стандартизированы ГОСТ 2209-90. Выбор марок твердого сплава для различных условий обработки приведен в таблице А.1, приложение А.

Размеры сечения стержней токарных резцов приведены в таблице Б.1, приложение Б, а рекомендации по выбору сечения резцов в зависимости от сече-ния снимаемой стружки – в таблице Б.2, приложение Б, которой указана также

11

рекомендуемая длина стержня резца в зависимости от его сечения. При выборе сечения стержня резца следуете учитывать высоту центров станка, руководству-ясь данными таблицы Б.3 приложения Б. Помимо стандартных применяют и нормализованные резцы, например резцы для автоматов продольного точения и других станков.

Наряду с обычными твердосплавными резцами широкое применение имеют резцы с неперетачиваемыми многогранными пластинками из твердого сплава. Размеры резцов и пластинок регламентированы нормалями машино-строения.

На рисунке 2 приведены конструкции типовых токарных резцов.

а – проходной прямой; б – проходной отогнутый; в – проходной упорный; г – подрезной; д – расточной; е – отрезной; ж – резьбонарезной; з – проходной упор-ный с неперетачиваемой пластиной; и – фасонный

Рисунок 2 – Токарные резцы

12

3 Основные элементы и геометрические параметры резцов

3.1 Части и элементы токарного резца Одним из наиболее простых и распространенных режущих инструмен-

тов является резец, состоящий из двух частей головки А – рабочей части, имеющей режущие кромки, и стержня (тела, корпуса) Б, служащего для закреп-ления резца (Рисунок 3). Различают следующие элементы головки резца: пе-редняя поверхность 4, главная 6 и вспомогательная 1 задние поверхности; глав-ная режущая кромка 5; одна или две вспомогательные режущие кромки 3; в не-которых случаям резцы могут иметь переходную режущую кромку 7 и примы-кающую к ней переходную заднюю поверхность 5; вершина резца 2 представ-ляет собой место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина резца может быть острой, закругленной или в виде прямой линии.

а – проходной резец; б – проходной резец с переходной режущей кромкой

Рисунок 3 – Части и элементы токарного резца Форма режущей части резца определяется конфигурацией и расположе-

нием его передней и задних поверхностей (главной и вспомогательной) и ре-жущих кромок. Взаимное расположение указанных поверхностей и кромок в пространстве определяется при помощи углов, называемых углами резца. В за-висимости от условий работы резцов применяют несколько форм передней по-верхности: плоскую без фаски (Рисунок 4а), плоскую с фаской (Рисунок 4б) и ра-диусную с фаской (Рисунок 4в).

Рисунок 4 – Формы передней поверхности

13

3.2 Поверхности и координатные плоскости при резании токарными резцами

При точении различают следующие поверхности (Рисунок 5); обрабаты-

ваемую поверхность 1, представляющую собой поверхность срезаемого слоя за-готовка; обработанную поверхность 3, т. е, новую поверхность, полученную по-сле снятия стружки; поверхность резания 2, образуемую непосредственно рабо-чей частью главной режущей кромки резца.

Рисунок 5 – Поверхности и плоскости при работе токарным резцом Для определения углов резца установлены в качестве исходных сле-

дующие координатные плоскости: плоскость резания 5 – плоскость, ка-сательная к поверхности резания 2 и проходящая через главную режущую кромку резца; основная плоскость 4 – плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам и перпендикулярная к плоскости резания (у токарных стержневых резцов с призматическим телом за основную плоскость может быть принята нижняя опорная поверхность резца); главная секущая плоскость – плоскость, перпендикулярная к проекции главной режущей кромки на основ-ную плоскость (N - N – след этой плоскости, (Рисунок 6); вспомогательная секущая плоскость - плоскость, перпендикулярная к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость (N1 - N2 – след этой плоскости).

3.3 Геометрические элементы режущей части резца Следует различать углы резца, рассматриваемого как геометрическое

тело, т. е. в статическом состоянии, и углы, получаемые в процессе резания. Вначале рассмотрим углы резца в статическом состоянии.

У всякого резца различают главные и вспомогательные углы. Главные углы измеряют в главной секущей плоскости N - N (Рисунок 6), к ним относят-ся: главный задний угол α – угол между главной задней поверхностью и плос-костью резания; угол заострения β – угол между передней и главной задней по-верхностями резца; передний угол γ – угол между передней поверхностью рез-

14

ца и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания, угол резания δ – угол между передней поверхностью и плоскостью резания.

Рисунок 6 – Углы резца в статическом состоянии Между четырьмя главными углами (Рисунок 6) существуют следующие

зависимости:

α + β + γ = 900; δ + γ = 900 δ = α + β = 900 – γ. Если угол резания δ меньше 90º (Рисунок 6,I) передний угол резца счи-

тается положительным; когда угол резания больше 90º, передний угол – отри-цательный (Рисунок 6.III)

Вспомогательные углы измеряются во вспомогательной секущей плос-кости N1 - N1; к ним относятся: вспомогательный задний угол α1 – угол между вспомогательной задней поверхностью и плоскостью, проходящей через вспо-могательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости, вспомо-гательный передний угол γ1 – угол между следом передней поверхности резца и следом плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку па-раллельно основной плоскости.

Кроме рассмотренных углов, резец имеет углы в плане и угол наклона главной режущей кромки (Рисунки 6 и 7). Углы в плане измеряют в основной плоскости.

Главный угол в плане φ – угол между проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи. Вспомогательный угол в плане φ1 – угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на ос-новную плоскость и направлением подачи. Угол при вершине в плане ε – угол

15

между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. φ + φ1 + ε = 1800 (Рисунок 6). Угол наклона главной режущей кром-ки λ – угол, заключенный между главной режущей кромкой и плоскостью, про-веденной через вершину резца параллельно основной плоскости (Рисунок 7). Этот угол измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую кром-ку, перпендикулярно основной плоскости. Угол наклона главной режущей кромки считается положительным, когда вершина резца является наивысшей точкой режущей кромки (Рисунок 7а), отрицательным, когда вершина резца яв-ляется наивысшей точкой режущей кромки (Рисунок 7в), и равным нулю, ко-гда, главная режущая кромка параллельна основной плоскости (Рисунок 7б).

Углы режущей части резца, как и любого другого инструмента, играют большую роль в процессе резания. Правильно назначив углы резца, можно зна-чительно уменьшить интенсивность износа его режущей части (увеличить стойкость) и обработать в единицу времени большее количество деталей. От величины углов резца зависят также величины сил, действующих при резании на систему станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД), необхо-димая мощность станка и качество обработанной поверхности.

а – положительный; б – равен нулю; в – отрицательный

Рисунок 7 – Углы наклона главной режущей кромки резца

3адний угол α служит для уменьшения трения между задней поверхно-

стно резца и поверхностью резания. Однако при значительном увеличении зад-него угла прочность резца снижается. При выборе величины угла α необходимо учитывать свойства обрабатываемого материала и материала резца, а также ус-ловия резания. При обработке вязких материалов и снятии тонких стружек применяют резцы с большими углами α. При резании твердых и хрупких мате-риалов, а также при снятии толстых стружек выбирают меньшие углы α. Для различных условий токарной обработки величина заднего угла лежит в пре-делах 6 – 12º.

Передний угол γ оказывает большое влияние на процесс образования стружки. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается деформация срезаемого слоя, облегчается сход стружки, умень-шаются силы резания и расход мощности. Вместе с тем увеличение переднего угла приводит к уменьшению угла β т. е. к ослаблению режущего клина и сни-жению его прочности, что вызывает увеличение износа резца как вследствие выкрашивания режущей кромки, так и вследствие менее интенсивного отвода

16

тепла от. поверхностей нагрева резца. Поэтому при обработке твердых и хруп-ких материалов для повышения прочности и стойкости инструмента следует применять небольшие передние углы, а при обработке мягких и вязких метал-лов – большие. Вследствие повышенной хрупкости твердых сплавов и минера-локерамики для инструмента, оснащенного такими материалами, величину пе-реднего угла необходимо назначать меньшей, чем для инструмента с режущей частью из инструментальных сталей.

При обработке закаленных сталей инструментами, оснащенными пла-стинками из твердого сплава, а также при ударной нагрузке (прерывистое реза-ние) следует для увеличения прочности режущей кромки применять даже отри-цательные передние углы (Рисунок 6.III). Величину переднего угла выбирают в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, материала резца и формы передней поверхности. Рекомендуемые величины переднего и заднего углов резца приведены в справочнике по режимам резания.

Угол наклона главной режущей кромки λ служит для отвода стружки в определенном направлении: при +λ – к обработанной, поверхности; при -λ – к обрабатываемой поверхности (Рисунок 8). При положительном угле наклона режущей кромки +λ (Рисунок 8а) для любой ее точки М вектор скорости среза-ния стружки ν, нормальный к радиусу ОМ, может быть разложен на вектор νx, нормальный к режущей кромке, и вектор νs, направленный вдоль режущей кромки к вершине резца. Под действием вектора νs стружка отклоняется в сто-рону обработанной поверхности. При отрицательном угле наклона режущей кромки – λ (Рисунок 8б), вектор νs направлен вдоль режущей кромки к обраба-тываемой поверхности и отклоняет стружку в ту же сторону.

Рисунок 8 – Влияние угла λ на направление схода стружки Положительный угол +λ. служит также для упрочнения режущей кром-

ки, поэтому при ударных работах (прерывистом резании) резцами с твердо-сплавными пластинками, а также при обработке закаленных материалов необ-ходимо угол λ делать положительным в пределах 5 – 20º. При положительном значении угла λ (Рисунок 9а), ударная сила в момент врезания резца приходит-ся не на вершину резца, а на более прочное место режущей кромки, удаленное от вершины.

17

Рисунок 9 – Соприкосновение заготовки с резцом

18

4 Приборы и измерение геометрических параметров резца Длины рабочей части, державки и размеры сечения державки измеряют

штангенциркулем или измерительной линейкой, геометрические параметры резцов – универсальным, настольным или маятниковым угломерами.

Углы в плане измеряют универсальным угломером. На рисунке 10, пока-зано измерение главного угла в плане φ универсальным угломером (точность измерения 2'). При измерении данного угла планку 1 угломера прикладывают к режущей кромке, а 2 – к боковой стороне 3 резца. Показания на шкале угломера дают значения углов φ. Подобным методом измеряет вспомогательный угол в плане φ1.

Угол при вершине в плане определяют по формуле:

ε = 180º - (φ + φ1). Настольным и маятниковым угломерами измеряют главные и вспомога-

тельные (передние и задние) углы, а также угол наклона главной режущей кромки.

Рисунок 10 – Измерение главного угла

При измерении главного α и вспомогательного α1 задних углов настоль-ным угломером (Рисунок 11а) планку 1 совмещают с соответствующей задней поверхностью (главной и вспомогательной) перпендикулярно, соответственно, главной и вспомогательной режущим кромкам.

При измерении главного γ и вспомогательного γ1 передних углов на-стольным угломером (Рисунок 11б) планку 2 совмещают с передней поверхно-стью перпендикулярно, соответственно, главной и вспомогательной режущим кромкам.

При измерении угла λ наклона главной режущей кромки настольным угломером (Рисунок 11в) планку 2 совмещают с главной режущей кромкой рез-ца.

19

Рисунок 11 – Измерение передних и задних углов Показания по шкале 3 (Рисунок 11) настольного угломера определяют

значения углов α, α1, γ, γ1, λ. После измерения указанных выше углов значения остальных углов под-

считывают по формулам:

при γ > 0 δ = 90 - γ, β = 90 - (α + γ); (4)

при γ < 0 δ = 90 + γ, β = 90 - α + γ; (5)

при γ = 0 δ = 90, β = 90 - α . (6) На основании данных, полученных в результате измерения углов резца,

вычерчивают его эскиз с обозначениями всех углов.

20

5 Оборудование для заточки резцов Резцы затачивают на точилах или на заточных станках. На рисунке 12

показан универсально-заточной станок мод. 3А64, состоящего из: 1 – станина; 2 – маховик вертикальной подачи; 3, 4 – кнопки «Стоп» и «Пуск»; 5 – суппорт; 6 – рукоятка закрепления стола от поворота; 7 – винт поворота стола; 8, 9 – упоры; 10 – передняя бабка; 11 – кран охлаждения; 12 – шлифовальная головка;

13 – задняя бабка; 14 – кнопка включения медленной продольной подачи; 15 – рукоятка медленной продольной подачи; 16 – планетарный редуктор; 17 – ру-коятка поворота шлифовальной головки; 18 – маховик поперечной подачи; 19 – рукоятка быстрой продольной подачи.

21

Рисунок 12 – Универсально-заточной станок мод. 3А64 На рисунке13 показана кинематическая схема станка: 1 – станина; 2 –

гильза; 3 – шлифовальная головка; 4 – патрубок; 5 – поворотный стол; 6 – руко-ятка для поворота поворотного стола на требуемый угол; 7 – верхние продоль-ные салазки суппорта; 8 – рукоятка для перемещения верхних продольных са-лазок; 9 – маховик для перемещения нижних поперечных салазок; 10 – нижние поперечные салазки суппорта; 11 – маховик для вертикального перемещения

22

гильзы; 12 – электродвигатель.

Рисунок 13 – Кинематическая схема универсально-заточного станка мод. 3А64 Для установки шлифовальной головки под требуемым углом колонна

может поворачиваться в гильзе 2 на 175 град. в обоих направлениях. Угол по-ворота отсчитывается по шкале, нанесенной на гильзе.

При заточке резец устанавливают так, чтобы его затачиваемая поверх-ность располагалась параллельно рабочей (торцовой) поверхности круга и что-бы режущая кромка находилась на уровне центра круга или на 3-5 мм выше его (при виде сбоку, рис. 13a и б). Заточку производят при вращении круга в на-правлении от режущей кромки к державке резца. Охлаждают его непрерывной струей жидкости, подаваемой в место соприкосновения резца и круга.

23

5.1 Приспособления для крепления резцов Резцы устанавливают в приспособлении, например, в резцовую головку,

в двухповоротных тисках, на подручнике и др., которое в свою очередь, закре-пляется на суппорте универсально – заточного станка.

Резцовые головки устроены таким образом, что закрепленные в них, резцы можно поворачивать не в главной и вспомогательной секущих плоско-стях, в которых рассматриваются углы α, γ, α1, γ1, a в продольной АА (парал-лельной оси резца) и поперечной ББ (перпендикулярной оси резца) плоскостях (Рисунок 14).

Рисунок 14 – Плоскости заточки резцов В рабочих чертежах обычно указывают углы резца α, γ и α1, лежащие

соответственно в плоскостях NN и N1N1. Однaкo для заточки резцов необходи-мо знать углы αА и γА в продольной плоскости АА и углы αБ и γБ в поперечной плоскости ББ.

На основании геометрических построений выведены следующие форму-лы:

γА = arctg (tgγ · cosφ – tgλ · sinφ), (7)

γБ = arctg (tgγ · sinφ + tgλ · cosφ). (8)

Формулы (7) и (8), выведены для положительного угла наклона режущей кромки (λ>0) для отрицательного угла (λ<0) формулы будут иметь обратные знаки, т е.

γA = arctg (tgγ · cosφ + tgλ · sinφ), (9)

24

γБ = arctg (tgγ · sinφ - tgλ · cosφ). (10)

Аналогично выведены формулы для задних углов

αA = arctg (tgα / cosφ), (11)

αБ = arctg (tgα / sinφ). (12) Поворот резцовой головки на заданные углы производят по лимбам 1, 2

и 3 (Рисунок 15). Лимб 1 служит для настройки заданных углов φ и φ1 в плане при повороте головки вокруг вертикальной оси; лимб 2 – для настройки углов γА и αА при повороте головки вокруг продольной (горизонтальной) оси; лимб 3 – для настройки углов γБ и αБ при повороте головки вокруг горизонтальной поперечной оси.

Рисунок 15 – Схема установки резца в резцовой головке

5.2 Последовательность заточки резцов При заточке резцов выдерживается следующая последовательность:

25

1) заточка а) заточка главной задней поверхности под углом α (Рисунок

16а); б) заточка вспомогательной задней поверхности под углом α1 (Ри-

сунок 16б); в) заточка передней поверхности под углом γ (Рисунок 16в)

2) доводка а) доводка фаски лезвия по главной задней поверхности α; б) доводка фаски лезвия по вспомогательной задней поверхнос-

ти α1; в) доводка фаски лезвия по передней поверхности γ; г) доводка радиуса вершины (Рисунок 16 г).

Установка резца на подручнике показана на рисунке 16.

Рисунок 16 – Схема установки резца на подручнике Технологический процесс заточки и доводки прямого проходного резца

сечением 40×25 мм, оснащенного пластиной из твердого сплава (вариант абра-зивно-алмазной обработки) приведен в таблице 1 с указанием характеристики абразивного инструмента и режимов резания.

26

Таблица 1 – Технологический процесс заточки и доводки резца

Режим обработки

Операция Эскиз Характери-стики круга νк,

м/с

Sпр, м/с

(м/мин)

S2t, мм/дв. ход

Заточка главной задней поверхности по сталь-ному корпусу (α + 5°)

ЧЦ 15А 50 С1 6 К8А

Заточка вспомогатель-ной задней поверхности по стальному корпусу (α1 + 5°)

ЧЦ 15А 50 С1 6 К8А

25 0,05 (3) 0,05

Предварительная заточка главной задней поверхности по пластине из твердого сплава (α + 3°)

ЧЦ 63С 40 СМ2 5 КЗА

Предварительная за-точка вспомогательной задней поверхности по пластине из твердого сплава (α1 + 3°)

ЧЦ 63С 40 СМ2 5 КЗА

Предварительная заточка передней поверхности (γ = 10°)

ЧЦ 63С 40 СМ2 5 КЗА

10

0,1 (6)

0,05

Доводка фаски лезвия на главной задней поверхности (α = 5°)

12A2 – 45° AC2 80/63 M1-01 100 %

30 0,01 (0,7) 0,01

27

Продолжение таблицы 1

Режим обработки

Операция Эскиз Характери-стики круга νк,

м/с

Sпр, м/с

(м/мин)

S2t, мм/дв. ход

Доводка фаски лезвия на вспомогательной задней поверхности (α1 = 5°)

12A2 – 45° AC2 80/63 М1-01 100 %

Доводка фаски лезвия на передней поверхности (γ = -5°)

12А2 – 45° АС4 63/50 М2-01 100 %

Доводка радиуса вершины

12А2 – 45° АС4 63/50 М2-01 100 %

30 0,01 (0,7) 0,01

28

6 Порядок выполнения работы 6.1 Ознакомиться с элементами резания при точении. 6.2 Ознакомиться с инструментальными материалами. 6.3 Ознакомиться с типовыми конструкциями резцов. 6.4 Ознакомиться с основными элементами и геометрическими парамет-

рами резцов. 6.5 Изучить приборы, используемые для измерения резца. 6.6 Изучить заточной станок мод.3А64. 6.7 Изучить технологический процесс заточки резца. 6.8 Произвести необходимые замеры и расчеты геометрических пара-

метров резца. 6.9 Выполнить эскиз (рабочий чертеж) резца с указанием основных тех-

нических требований. 6.10 Определить для заданного резца: вид обработки, характер и условия

обработки по таблице А, приложения А. 6.11 Определить максимальную нагрузку допускаемую прочностью рез-

ца, величину сечения срезанного слоя резцом и высоту центров станка на кото-ром может использоваться данный резец (Приложение Б).

6.12 Уточнить геометрические параметры и форму заточки режущей части резца (Приложение В).

6.13 Действительные геометрические параметры режущей части резца сравнить с рекомендуемыми (Приложение Г).

6.14 Подобрать характеристику абразивного инструмента и режимы об-работки для заточки и доводки заданного резца (Приложение Д).

29

7 Содержание отчета 7.1 Описать конструкцию, характер и условия обработки заданного то-

карного резца с указанием марки материала режущей части резца. 7.2 Выполнить (рабочий чертеж) эскиз заданного токарного резца с ука-

занием основных технических требований. Примеры оформления эскиза резцов приведены в приложении Е.

7.3 Рассчитать максимальную нагрузку допускаемую прочностью дер-жавки резца. Определить по таблице величину сечения срезаемого слоя резцом и высоту центров станка, на котором используется данный резец (Приложе- ние Б).

7.4 Уточнить геометрические параметры и форму заточки режущей час-ти резца (Приложение В).

7.5 Рекомендуемые геометрические параметры режущей части резца указать на эскизе в скобках, рядом с действительными (Приложение Г).

7.6 Указать характеристику абразивного инструмента и режимы обра-ботки для заточки и доводки заданного резца (Приложение Д).

30

8 Контрольные вопросы 8.1 Виды точения. 8.2 Элементы резания при точении v, t, s, f, Pz. 8.3 Какие знаете инструментальные материалы? 8.4 Типы токарных резцов. 8.5 Части и элементы токарного резца. 8.6 Поверхности и плоскости при работе токарным резцом. 8.7 Углы резца в статическом состоянии: 1) углы в плане; 2) главные уг-

лы резца; 3) вспомогательные углы резца. 8.8 Влияние угла λ на направление схода стружки. 8.9 Основные узлы универсально-заточного станка мод.3А64. 8.10 Кинематическая схема станка мод.3А64. 8.11 Последовательность заточки резца.

31

Список использованных источников 1 Справочник технолога машиностроителя Т. 2 / Под ред.А.Н.Малова.

М.: Машиностроение, 1972. – 568 с. 2 Справочник машиностроителя Т. 5 / Под ред. Э.А.Сатель. М.: Маши-

ностроение, 1964. – 920 с. 3 Справочник металлиста Т. 3 / Под ред. Н.С. Ачеркана. М.: Машино-

строение, 1968. – 811 с. 4 Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и стан-

ки. Под ред. П.Г.Петрухи. М.: Машиностроение, 1974. – 616 с. 5 Н.А.Нефедов, К.А.Осипов. Сборник задач и примеров по резанию ме-

таллов и режущему инструменту. М.: Машиностроение, 1990. – 448 с. 6 И.П.Никитина. Лабораторный практикум часть 1.– Оренбург: ОГУ,

1997. – 100 с.

32

Приложение А (обязательное)

Выбор марок твердого сплава Таблица А.1 – Выбор марок твердого сплава для различных условий

токарной обработки

Рекомендуемые марки твердого сплава для обработки

Вид обра-ботки

Характер и условия

обработки

углеродистой

и

легированной

стали

специальной труднообра

-батываемой

стали

закаленной

стали

чугуна

НВ

< 24

0

чугуна

высокой твердости

ИВ

400-

700

цветны

х металлов

и спла-

вов

неметаллических ма

-териалов

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Черновое точение поковок, штамповок и литья по корке и окалине при нерав-номерном сечении среза и прерывистом резании (с ударами)

Т5К10ВК8 ВК11

BK8 ВК11

-

- - -

ВК6 -

ВК8

- - -

ВК6-

ВК8

- - -

Черновое точение по корке при нерав-номерном сечении среза и непрерыв-ном резании

Т15К6Т14К8Т15К10

Т5К10 ВК8 ВК11

- - -

ВК6

- -

ВК6

- ВК8

ВК6-

ВК8

ВК2ВЛ6ВК8

Черновое точение по корке при отно-сительно равно-мерном сечении среза и непрерыв-ном резании

Т15К6Т Т15КВТ15К8

Т14К8 T5K10ВК8

- - -

ВК6 -

BK8

ВК6 -

ВК8

ВК2ВКЗВК6ВК8

ВК2ВКЗВК6ВК8

Обтачива-ние наруж-ных и тор-цовых по-верхностей и растачи-вание от-верстий

Получистовое и чис-товое точение при прерывистом реза-нии

T15K6Т14К8Т5К10

Т15К10ВК8 ВК11

Т14К8Т5К10ВК8

ВК6 -

ВK8

- - -

ВК6-

ВK8

ВК2ВКЗBK6 ВК8

33

Продолжение таблицы А.1

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Получистовое и чис-товое точение при непрерывном реза-нии

ТЗ0К4T15K6TТ15К6

T15K6TI4K8 T5K10

Т15К6T14K8 Т5К10

ВК2 -

ВК6

ВК2 -

ВК3

ВK2ВК3

- ВК6

BK2 ВК3ВК6

Тонкое точение (типа алмазной об-работки при преры-вистом резании

T30K4Т15К6ТТ15К6Т60К6Т30К4Т15K6Т

- - - - - -

Т15K6-

Т14К8 Т30К4Т15КТ

-

ВК2 ВК3 ВK6

- ВК2 ВК3

- ВK6

- - - - - -

ВК2ВК3ВK6

- ВК2ВК3ВK6

ВК2 ВКЗ

- -

ВК2 ВКЗВК6

Точение фасонных поверхно-стей

Предварительная обработка резцами с фасонным профи-лем режущей части

Т14К8T5K10ВК8

- - -

- - -

ВK6 -

ВК8

- - -

ВK6-

BK8

ВК2 ВК3ВК6BK8

Точение фасонных поверхно-стей

Окончательная об-работка резцами с фасонным профи-лем режущей части

Т15K6T14K8Т5К10

- - -

Т15K6T14K8Т5К10

ВК2 ВК3 ВK6 ВК8

- - -

ВК2ВК3ВK6

-

ВК2ВК3ВK6

-

Отрезание и прореза-ние кана-вок

Обработка резцами токарного типа

Т15K6T14K8Т5К10ВК8

- Т5К10ВК3 ВК11

- - - -

ВК6 -

BK8

ВК6 -

ВK8

ВК6

- ВK8

ВК2ВК3

- BK8

34

Приложение Б (обязательное)

Выбор поперечного сечения и длины державки резца Преобладает прямоугольная форма сечения державки резцов, при кото-

рой врезание пластины меньше «ослабляет» корпус. Корпус с квадратной фор-мой сечения лучше сопротивляется сложному изгибу и применяется для рас-точных и автоматно-револьверных резцов, а также в других случаях, когда рас-стояние от линии центров станка до опорной поверхности резца недостаточно велико. Корпус с круглой формой сечения применяют для расточных резьбо-вых, токарно-затыловочных и других резцов, так как он позволяет осуществ-лять поворот резца и изменять углы его заточки.

Размеры поперечного сечения корпуса резца выбирают в зависимости от силы резания, материала корпуса, вылета резца и других факторов. Нормализо-ванные размеры поперечного сечения корпуса резцов выбирают по таблице Б.1

Таблица Б.1 – Размеры сечений стержней (державок) токарных резцов

Сечение Размеры в мм. Прямо-угольное Квадратное Круглое

6×10 6×6

6

8×12 8×8

8

10×16 10×10

10

12×2012×12

12

16×2516×16

16

20×3020×20

20

25×4025×25

25

32×45 30×30

30

40×6040×40

40

50×8050×50

50 Ширину b или диаметр d поперечного сечения корпуса резца можно оп-

ределить по формулам: при квадратном сечении (h = b)

3 ,6

. ДИ

lPb z

σ=

при прямоугольном сечении (h ≈ 1,6b)

3 ,56,26

. ДИ

lPb z

σ=

при круглом сечении

3 ,5,2

10

. ДИ

lPb zσ

=

где Рz – главная составляющая силы резания, H; l – вылет резца, м (мм);

35

σИ.Д – допустимое напряжение при изгибе материала корпуса, МПа, для корпуса из незакаленной углеродистой стали σИ.Д = 200 – 300 МПа, для корпуса из углеродистой стали, подвергнутого термической обработке по режиму быст-рорежущей стали, σИ.Д можно максимально увеличить в 2 раза, при прерывистом процессе снятия стружки и скоростном резании принимают σИ.Д = 100 – 150 МПа.

При расчете отрезных резцов на прочность учитывают, что опасным се-чением отрезного резца является место перехода от рабочей части к корпусу. Для резцов с наиболее часто встречающимся соотношением размеров сечения b/H = 1/6 ширина опасного сечения (Рисунок Б.1)

.636

633

.. ДИДИ

lPlPb zzσσ

==

Рисунок Б.1 – Схема расчета поперечного сечения головки отрезного резца Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца при известных

размерах сечения корпуса резца: для резца прямоугольного сечения

,6

.2

lbh

P ДИ

допzσ

=

для резца круглого сечения

.1032

..22

ld

lbh

P ДИДИ

допzσσ

≈=

36

Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учетом допустимой стрелы прогиба резца

,33l

fEJP жестz =

где f – допускаемая стрела прогиба резца при предварительном точении,

f = 0,1 ⋅ 10 -3 м (≈ 0,1 мм), при окончательном точении f = 0,05 ⋅ 10 -3 м (≈ 0,05мм); Е – модуль упругости материала резца [для углеродистой стали Е =

= (l,9⋅1011…2,15⋅1011 ) Па = (1,9⋅105…2,15⋅105 ) МПа (≈ 19500…21500 кгс/мм2)]; J – момент инерции сечения корпуса (для прямоугольного сечения

12

3BH , для круглого сечения 0,05d 4);

l – расстояние от вершины резца до рассматриваемого (опасного) сече-ния (вылет резца), м (мм).

Необходимо, чтобы сила Рz была меньше максимально допустимых на-грузок Рz доп и Рz жеcт или равна им:

Рz ≤ Рz доп ; Рz ≤ Рz жеcт .

Таблица Б.2 – Выбор поперечного сечения и длины державки резца в за-

висимости от сечения стружки

Резцы прямоугольного сечения

Резцы прямоугольного сечения

Сечение срезаемого слоя в мм 2

1,5 2,5 4,0 6,0 9,0 12 16

Сечение державки резца В×Н в мм × мм

10×10 12×20 16×25 20×30 5×40 32×45 40×60

Тип резца

Общая длина в мм Токарный для оди-нарного резцедержа-теля Токарный для четы-рехрезцового резце-держателя Полуавтоматный

150

125 -

200

125-150125

225

150-175125-150

250

150-200150-175

300

150-250 175-200

400

150-250 -

500 - -

37

Продолжение таблицы Б.1

Резцы квадратного сечения

Сечение срезаемого слоя в мм 2

0,5 0,75 1,0 1,5 2,5 4,0 6,0 9,0 12,0

Сторона квадрата в мм

6 8 10 12 16 20 25 32 40

Тип резца

Общая длина резца в мм

Токарный для оди-нарного резцедержа-теля Токарный для четы-рехрезцового резце-держателя Автоматно-револьверный

- -

25

- -

50

- -

60

- -

70

175

125-150 80

200

125-150 100

250

125-200 125

300

150-250

-

400

200-250

-

Таблица Б.3 – Сечение резца в мм/мм в зависимости от высоты центров станка

Высота центров станка в мм Установка резца 150 180 – 200 260 300 350 – 400

В четырех-гранной го-ловке В суппорте

12×20 12×20

12×20 16×25

16×25 20×30

20×30 20×30

25×40 25×40

38

Приложение В (обязательное)

Геометрические параметры и формы заточки режущей части резцов Таблица В.1 – Геометрические параметры и форма заточки режущей

части резцов из быстрорежущей стали Форма передней поверхности

Название Эскиз

Обрабатываемый материал

Плоская с положитель-ным перед-ним углом

Бронза и другие хрупкие материалы. Серый чугун НВ >220. Сталь σв >800 МПа.

Плоская с положитель-ным перед-ним углом

Сталь σв <800 МПа и серый чугун НВ<220.

Криволи-нейная с фаской

Сталь σв <800 МПа. Вязкие цветные металлы и легкие сплавы.

Примечание – При работе с ударами угол наклона главной режущей кромки λ = 10°, при работе без ударов λ = 0°.

Таблица В.2 – Геометрические параметры и форма заточки режущей

части резцов с пластинками твердого сплава

Форма передней поверхности

Название Эскиз Обрабатываемый материал

Плоская с положи-тельным передним углом

Серый чугун, бронза и другие хрупкие ме-таллы и сплавы.

Плоская с отрица-тельной фаской

Ковкчй чугун, сталь и стальное литье σв<80 кг/мм2, а также при σв >800 МПа при недостаточной жесткости технологичес- кой системы. Для отвода и дробления стружки применять стружколоматель.

39

Продолжение таблицы В.2

Форма передней поверхности

Название Эскиз Обрабатываемый материал

Криволинейная с отрицательной фаской

Сталь σв<800 МПа (при необходимости за-вивания и дробления стружки).

Плоская с отрица-тельным передним углом

Сталь и статьные отливки σв >800 МПа, загрязненные неметаллическими включе-ниями. Работа с ударами в условиях жест-кой технологической системы.

Примечание – См. примечание к таблице В.1. Таблица В.3 – Геометрические параметры и форма заточки резцов с ми-

нерало-керамическими пластинами

Форма передней поверхности

Название Эскиз

Обрабатываемый материал

Плоская с фаской

Сталь и чугун. При обработке стали требуется накладной стружкозавиватель

Радиусная с фаской

Сталь; радиусная лунка обеспечивает стружко-завивание

Плоская с порожком

Сталь; порожек обеспечивает стружкозавива-ние

40

Приложение Г (обязательное)

Рекомендуемые геометрические параметры режущей части резцов Таблица Г.1 – Рекомендуемые геометрические параметры режущей час-

ти быстрорежущих и твердосплавных резцов

Точение и растачивание резцами

черновое чистовое Обрабатываемый материал

α γ

Задние α и передние γ углы 1 в град Сталь и стальные отливки σв в МПа: не более 800 св. 800 до1000 более 1000 по корке, загрязненной неметал-лическими включениями, при работе с уда-рами Стали и сплавы жаропрочные Чугун серый Чугун ковкий Медные сплавы

86

- 8

108

8 8 8

12 -

12

108

10 10 12

251225−

1020

-10

1020

5 8 12

Главный угол в плане ϕ в град

ϕ Условия работы 30

45

60-75

90

Точение с малыми глубинами резания при особо жесткой системе СПИД. Точение при жесткой системе СПИД. Точение и растачивание при недостаточно жесткой системе СПИД. Подрезка, прорезка, отрезка. Обтачивание и растачивание ступенчатых поверхностей в упор. Обработка в условиях нежесткой системы СПИД.

41

Продолжение таблицы Г.1

Вспомогательный угол ϕ1 в град

ϕ1 Условия работы

0

1-3 5-10

10-15 30

Черновое и чистовое точение резцами с дополнительной режущей кромкой, обработка широкими резцами Прорезка пазов и отрезка Чистовая обработка Черновая обработка Обработка с подачей в обе стороны без перестановки резца с радиальным врезанием

Угол наклона главной режущей кромки λ в град

λ Условия работы

- 2…- 4 0

0 – 5 10

12 – 15

Чистовое точение и растачивание Точение и растачивание стали и чугуна резцами с ϕ = 90°; Черновое точение и растачивание стали Черновое точение и растачивание чугуна Точение прерывистых поверхностей (с ударами)

Радиус при вершине резца в мм2

Сечение резца в мм × мм

Резцы

Материал

резцов

Вид

обра-

ботки

12×2

0

16×2

5 20×2

0

20×3

0 25×2

5

25×4

0 30×3

0

30×4

5 40×4

0

40×6

0

Твер-дый сплав

Чер-новая, чисто-вая

0,5 – 1

1,0

1,0

1,5

1,5

2 – 2,5 Проходые, под-

резные и расточ-ные

Сталь

Р18

Чер-новая, чисто-вая

1,5-2,0 1,5-2,0 2,0-3,0 2,0-3,0 - -

- -

Отрезные и прорезные - - 0,2 – 0,5 - - -

42

Продолжение таблицы Г.1

Ширина фаски в мм

Размеры сечения резца в мм × мм

Резцы

Материал

резцов

Вид

обработ

-ки

12×20 16×2520×20

20×3025×25

25×40 30×30

30×45 40×40 40×60

Твер-дый сплав

Черно-вая 0,4 0,4 0,6 0,6 0,9 1,2

Всех типов

Р18

Черно-вая

Чисто-вая

- -

- -

1,0 0,2-0,3

1,0 -

- -

- -

Угол фаски γф = -5 …- 10°.

Размеры радиусной (стружкоотводящей) лунки в мм Рззмеры сечения резца в мм × мм

Материал резца

Эле-менты лунки 12×20 16×25

20×2020×30 25×25

25×40 30×30

30×45 40×40 40×60

Радиус 21-25 26-30 31-40 41-50 - -

Р18

Шири-на 5,5-7 7,5- 8,5 9-10 11-13 -

-

Радиус 4-6

Шири-на 2-2,5 Твердый сплав

Глуби-на 0,1-0,15

1 В числителе – для резцов из стали Р18, в знаменателе – для резцов с пластинками твердого сплава.

2 При чистовом точении нежестких деталей величины радиуса при вер-шине резца следует брать меньше указанных в таблице.

43

Таблица Г.2 – Геометрические параметры резцов для точения закален-ной стали

Геометрические параметры (углы в град) Марка твердого сплава

α γ ϕ ϕ1 λ r в мм

T15K6 ВК8; T5K10

ВК4 Т30К4 ЦМ-332 ВК3М

15 12 - 14

12 10 - 12 8 - 10

10

- 15 -10…+25

- 15 -10…+15-5…+10

-6

45 25-20

30 30-35 60-90

55

15 10 10 10

15-30 10

0 менее 45

-20 + 5-10

+ 5 + 6

1,0 1-1,5

- 0,5-1,0 1,5-2,0

0,5 Таблица Г.3 – Рекомендуемые геометрические параметры режущей час-

ти минерало-керамических резцов

Параметры

Наименование Зна-чение

Условия работы или обрабатываемый материал

30 Точение с малыми глубинами резания в условиях особо жесткой системы СПИД

45 Точение в условиях жесткой системы СПИД (наиболее распространенное значение угла)

60 –75 Точение и растачивание при недостаточно жесткой системе СПИД

Главный угол в плане ϕ в град

90 Обтачивание и растачивание ступенчатых поверхно-стей в упор. Подрезка

10 Чистовое точение резцами с дополнительной режущей кромкой

5 – 10 Чистовая обработка

Вспомога-тельный угол в плане ϕ1 в град

10 – 15 Черновая обработка

10 –15 Обработка стали σв < 700 МПа

10 Обработка стали σв > 70 МПа и чугуна НВ<220

0-5 Обработка чугуна HB >220

44

Продолжение таблицы Г.3

Параметры

Наименование Зна-чение

Условия работы или обрабатываемый материал

-5 Обработка чугуна

- 5 … -10

Обработка стали с глубиной резания <2 мм и подачей <0,3 мм /об

Угол фаски γф в рад

-25 Обработка стали с глубиной резания ≥2 мм и подачей 0,1- 0,7 мм/об

Ширина фас-ки

0,2 - 0,3 Обработка стали и чугуна

Задний угол α в град

5 - 8

Обработка стали и чугуна

0 - 5 Обработка с неравномерным припуском Угол наклона режущей кромки λ в град

10 - 18 Обработка с неравномерным припуском

Ра-диус 4 - 6

Ши-рина 2 - 2,5

Струж-коотво-дящая лунка в мм

Глу-бина

0,1-0,5

Обработка стали с обеспечением стружкозавивания

45

Приложение Д (обязательное)

Характеристики шлифовальных кругов и режимы резания при заточке инструмента

Таблица Д.1 – Характеристики круга и режимы резания при заточке ин-

струмента из быстрорежущей стали

Характеристики абразивного инструмента Режимы обработки

Bид технологиче-ской опера-ции и инст-румента

Форма круга

Мате-риал

Зерни-стость

Твер-дость (концен-

трация)

Связка

Ско-рость круга

vк , м/с

Подача про-

дольная (стола) Sпр м/с

(м/мин)

Подача на глу-бину St , мм/дв. ход

Заточка рез-цов, задних поверхно-стей многолез-вийного инструмента (Rа = 0,16… 0,63 мкм)

ЧЦ,ЧК 12А2-

45° (ЛЧК)

ЧЦ

Элек-троко-рунд 23А

Эльбор-ЛО

Моноко-рунд-43А

25-16

ЛО 100/80–ЛО

50/40

25/16

М –3СМ1

100 %

М3 – СМ1

Кера-миче-ская К1,К5 Баке-ли-товая БИ1 (Б1) Б56 Кера-миче-ская К5

0,03-0,05 (2-3)

0 017-0,03 (1-2)

0,03-0,05 (2-3)

0,08-0,12

0,01-0,02

0,08-0,12

12А2-45°

(ЛЧК)

Эльбор-ЛО

ЛО 63/50 –ЛО

50/40

100 % Баке-ли-товая БИ1 (Б1) Кера-миче-ская К1,К5

0 017-0,02 (1-2)

0,01-0,02

Заточка пе-редних по-верхностей лезвий инст-румента с прямолиней-ным зубом – разверток, метчиков червячных фрез (Rz = 0,8… 1,6 мкм)

ЧК Моноко-рунд 43А

25-16 СМ1-СМ2

Кера-миче-ская К5

20-25

0,03-0,05 (2-3)

0,03-0,05

46

Продолжение таблицы Д.1

Характеристики абразивного инструмента Режимы обработки

Bид технологиче-ской опера-ции и инст-румента

Форма круга

Мате-риал

Зерни-стость

Твер-дость (кон-цен-

трация)

Связка

Ско-рость круга

vк , м/с

Подача про-

дольная (стола) Sпр м/с

(м/мин)

Подача на глу-бину St , мм/дв. ход

ЧК Элек-тро-

корунд 23А

25-16 СМ3-С1

Кера-миче-ская К1,К5

Заточка передних по-верхностей лезвий инст-румента с винтовым зубом – кон-цевых, на-садных фрез, сверл (Rz = = 1,6… 3,2 мкм)

ЧК Моноко-рунд 43А

16-12 СМ3-С1

Кера-миче-ская К5 20-

25

0,03-0,05 (2-3)

0,02-0,04

Доводка фа-сок и ленто-чек на лезви-ях рабочей части инст-румента (Rа = 0,08… 0,32 мкм)

ЧЦ, ЧК

12А2-45°

(ЛЧК)

12А2-45°

(ЛЧК)

Карбид кремния зеленый

63С Эльбор-ЛО

Алмаз АС6

(АСВ)

8-6

ЛО 63/50 ЛО

50/40

100/8063/50

СМ2-С1

100 %

100 %

Баке-лито-вая

Кера-миче-ская К1-01 (К1), БИ1 Орга-ниче-ская В2-01, Б2

20-25

20-25

18-20

0 017-0,02 (1-2)

0,008-0,017

(0,5-1)

Ручная подача с силой 10-20Н0,005-0,01

47

Продолжение таблицы Д.1

Характеристики абразивного инструмента Режимы обработки

Bид технологиче-ской опера-ции и инст-румента

Форма круга

Мате-риал

Зерни-стость

Твер-дость (кон- цен-

трация)

Связка

Ско-рость круга

vк , м/с

Подача про-

дольная (стола) Sпр, м/с (м/мин)

Подачана глу-бину St , мм/дв. ход

Заточка (вышлифо-вывание) стружечных канавок и лунок (Rа = = 0,32… 0,63 мкм)

ПП, 2П

ПП, 2П

Элек-тро-

корунд 23А

Моноко-рунд 43А

12-6

12-6

СТ1- СТ2

СТ1- СТ2

Вулка-нито-вая

Баке-ли-товая

35-60

0,008-0,017

(0,5-1)

0,03-0,05

Круглое шлифование задних по-верхностей рабочей час-ти инстру-мента (Rz = = 1,6… 3,2 мкм)

ПП

Элек-тро-

корунд 23А

40-16 С1-С2

Кера-миче-ская К5

25-30

0,25-0,33

(15-20)

0,02-0,04

48

Таблица Д.2 – Характеристики круга и режимы резания при заточке инструмента с пластиками из твердого сплава

Характеристики абразивного

инструмента Режимы обработки Bид

технологиче-ской опера-ции и инст-румента

Форма круга

Мате-риал

Зерни-стость

Твер-дость (кон- цен-

трация)

Связка

Ско-рость круга

vк , м/с

Подача про-

дольная (стола) Sпр, м/с (м/мин)

Подача на глу-бину St , мм/дв. ход

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Заточка рез-цов и откры-тых задних поверхно-стей рабочей части много-лезвийного инструмента (Rа = 0,63... 1,25 мкм)

ЧЦ, ЧК

12А2– 45°

(АЧК)

Карбид кремния зеленый

63С Алмаз А66

(АСВ)

40–25

200/ 160 –

100/80

МЗ- СМ2

100 %

Кера-миче-ская К5-К8 Метал-ли-

ческая М5,

М1-С2 (МВ1)

10-18

16-22

4-6

1,5-2

0,05-0,10

0,03-0,08

Заточка твердосплав-ных пластин совместно со стальным корпусом инструмента (Rа = 0,63... 2,5 мкм)

ЧЦ, ЧК

12А2– 45°

(АЧК)

Карбид кремния зеленый

63С Алмаз АС4

(АСР)

40-25

250/ 200 –

122/100

МЗ-СМ2

100 %

Кера-миче-ская К5-К8 Кера-миче-ская К1-01 (К1)

12-18

25-30

4 – 6

1 – 2

0,08-0,10

0,03-0,05

Заточка: пе-редних по-верхностей многолез-вийного ин-струмента (Rа = 0,16… 0,32 мкм)

ЧК, Т 12А2-

45° (АЧК)

Карбид кремния зеленый

63С Алмаз АС2

(АСО)

25-16

160/ 125 – 63/50

СМ1-СМ2

100 %

Кера-миче-ская К5

Метал-личе-ская М2-01 (М1), М5, М1-01 (МВ1)

12 –18

25 –30

4-6

1-1,5

0,02 -0,05

0,03 - 0,05

49

Продолжение таблицы Д.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Доводка твердосплав-ных пластин (Rа =0,08 ... 0,16 мкм)

12А2-45°

(АЧК)

1А1 (АПП);

6А2 (АПВ)

Алмаз АС 4 (АСР)

Алмаз АС2

(АСО)

63/50

50/40

100 %

50 %

Метал-ли-

ческая М2-01 (М1), М5 Баке-лито-вая Б1, Б156

(В2-01, В1-02)

25-30

20-25

0,7-1

0,7-1

Ручная подача с силой 10-20Н 0,005-0,01

Заточка (вы-шлифовыва-ние) струж-коломных лунок мето-дом глубин-ного шлифования с поперечной подачей (Rа = = 0,32 ... 0,03 мкм)

1FFX (А5П), 1ЕЕ1Х (А2П)

Алмаз АС2

(АСО)

80/63- 50/40

100 %

Метал-личе-ская М2-01 (М1), Баке-лито-вая Б1, Б156, Б2-01, В1-02

15 –20

0,5 – 1

0,03 – 0,05

Круглое шлифование рабочей час-ти инстру-мента: пред-варительное (Rz = 3,2 ... 6,3 мкм) окончатель-ное (Rz = 0,8 ...1,0 мкм)

1А1 (АПП)

1А1 (АПП)

Алмаз АС-4 (АСР)

Алмаз АС2

(АСО)

120/ 100 –

100/80

30/60- 50/40

100 %

50 %

Метал-ли-

ческая М1 , М2-01 Баке-лито-вая Б1, В2-01

20 –25

25 –30

1 – 1,5

0,5 – 1,5

0,02 –0,05

0,002 –0,005

Заточка кор-пуса и кон-струкцион-ной стали (Rа =1,25 ... 2,5 мкм)

ЧК, ЧЦ

Элек-троко-рунд 15А

40 – 50С1 – С2

Кера-миче-ская К8

20 –25 3 – 5 0,05 –

0,1

50

Приложение Е (обязательное)

Примеры эскизов (чертежей) токарных резцов

Рисунок Е.1 – Чертеж токарного составного проходного резца, оснащенного пластиной из твердого сплава

51

а – резец в сборе;

б –

расточная

оправка

; в –

вставка

с эльбором

Рисунок Е.

2 – Расточной резец с механическим

креплением вставки с эльбором

-Р

52

а

– резец в сборе;

б –

корпус;

в –

накладка;

г –

вставка

с алм

азом

Рисунок Е.

3 – Чертеж

токарного

проходного сборного

резца

с механическим креплением

алм

аза

53

а

– резец в сборе;

б –

корпус;

в –

пластина;

г –

клин

Рисунок Е.

4 – Чертеж

токарного

проходного сборного

резца

со сменной мн

огогранной

пластиной