1.2.      Координатные плоскости, поверхности и углы режущего лезвия

Рабочая часть любого режущего инструмента состоит из одного или многих режущих лезвий. На лезвии (рис. 1.4) затачиваются передняя поверхность 1, контактирующая в процессе резания со срезаемым слоем и стружкой; главная задняя поверх ность 3, контактирующая с поверхностью резания; вспомогательная задняя поверхность 5, обращенная к обработанной поверхности. При пересечении передней и главной задней поверхностей образуется главная режущая кромка 2, а при пересечении передней и вспомогательной задней – вспомогательная режущая кромка 6.

Главной режущей кромкой формируется большая сторона сечения срезаемого слоя, а вспомогательной – меньшая. Вспомогательных кромок может быть две. Режущие кромки никогда не бывают абсолютно острыми; образующие их поверхности сопрягаются по радиусу округления.

Место сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок называется вершиной режущего лезвия 4.

Расположение режущих кромок в пространстве определяет особенности режущего лезвия и оценивается относительно так называемых координатных плоскостей. Рассмотрим их на примере токарного резца.

Для определения положения режущих кромок резца (рис. 1.5) принимают следующие координатные плоскости: 1 – основная; 2 – резания; 3 – рабочая; 4 – главная секущая, а также вспомогательная секущая плоскость (на рисунке не показана). Координатные плоскости рассматривают в различных системах координат:

· статическая система имеет начало в рассматриваемой точке режущей кромки и ориентирована относительно направления скорости главного движения резания;

· кинематическая – ориентирована относительно направления скорости результирующего движения резания;

· инструментальная – ориентирована относительно элементов режущего инструмента, принятых за базу.

Основной плоскостью (рис. 1.5) (в статической системе координат) называется плоскость, проведенная перпендикулярно направлению скорости главного движения. У токарных резцов эта плоскость совпадает с их нижней опорной поверхностью.

Плоскостью резания называется плоскость, касательная к режущей кромке в рассматриваемой точке и перпендикулярная к основной плоскости. При установке токарного резца по линии центров станка и отсутствии подачи плоскость резания расположена перпендикулярно к нижней опорной поверхности резца.

Рабочая плоскость  – это плоскость, в которой расположены направления скоростей главного движения и движения подачи.

Так как углы резца двугранные, определяются они в секущих плоскостях. Эти плоскости должны быть перпендикулярны к ребру угла, которым является режущая кромка.

Главной секущей плоскостью  называется координатная плоскость, перпендикулярная к линии пересечения основной плоскости 1 и плоскости резания 2 (см. рис. 1.5). В связи с тем, что плоскость резания касательная к главной режущей кромке в рассматриваемой точке, главная секущая плоскость всегда нормальна к ее проекции на основную плоскость.

Вспомогательной секущей плоскостью называется плоскость, перпендикулярная (в рассматриваемой точке) к проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

По расположению режущих кромок относительно координатных плоскостей определяют геометрию режущего лезвия (углы его заточки).

Углы в главной секущей плоскости называются главными (они определяют режущий клин, отделяющий от припуска слой металла, превращаемый в стружку), во вспомогательной секущей плоскостивспомогательными.В главной секущей плоскости N – N   (рис.



1.6) рассматривают главные задний и передний углы, углы заострения и резания.

Главным передним углом (g) называется угол между передней поверхностью резца (или касательной к ней) и основной плоскостью в рассматриваемой точке главной режущей кромки. Он имеет положительное значение, если передняя поверхность направлена вниз от режущей кромки; отрицательное – если передняя поверхность направлена вверх от нее; равен нулю – если передняя поверхность параллельна основной плоскости.

Вспомогательный передний угол g1это угол между передней поверхностью и плоскостью, параллельной основной плоскости, проходящей через вспомогательную режущую кромку.

Главным задним углом (a) называется угол между главной задней поверхностью резца (или касательной к ней) и плоскостью резания.

Вспомогательный задний угол (a1) – это угол между касательной к вспомогательной задней поверхности резца и плоскостью, проведенной через точку вспомогательной режущей кромки перпендикулярно к основной плоскости.

Углом заострения (b) называется угол между главной задней и передней поверхностями резца (или касательными к ним).

Углом, резания (d) называется угол между плоскостью резания и передней поверхностью резца (или касательной к ней).

При положительном значении угла g между углами существуют следующие зависимости:

a + b + g = 90о;         a + b = d;

  d + g = 90о;               d = 90о — g

При отрицательном значении угла g угол d > 90о.

В основной плоскости измеряются углы в плане.

Главным углом в плане (j) называется угол между плоскостью резания и рабочей плоскостью. Для резца он определяется проекцией главной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Вспомогательным углом в плане (j1) называется угол между проекцией вспомогательной режущей кромки на основную плоскость и направлением подачи.

Углом в плане при вершине (e) называется угол между проекциями главной и вспомогательной режущих кромок на основную плоскость. Между этими углами существует соотношение:

j + j1 + e = 180о

Задний угол и углы в плане всегда положительны.

В плоскости резания (рис. 1.7) измеряется угол наклона главной режущей кромки (l). Это угол между главной режущей кромкой и основной плоскостью. Если вершина резца – низшая точка кромки, то угол l – положительный, если высшая, то l – отрицательный

Все определения углов резца даны для случая, если вершина резца установлена на уровне оси вращения обрабатываемой детали и геометрическая ось стержня резца расположена перпендикулярно к оси вращения обрабатываемой детали. Нарушение этих условий приводит к изменению углов.

Углы токарных резцов и других видов режущих инструментов измеряются в одних и тех же координатных плоскостях. Исключение составляет угол a. Для сверл, зенкеров, разверток и фрез задний угол рассматривают в плоскости, параллельной подаче.

Геометрические параметры резца a, g, a1, g1, измеряются в сечениях, перпендикулярных к проекциям режущих кромок на основную плоскость. Однако обеспечить на заточных станках положение затачиваемого инструмента относительно шлифовального круга, при котором получают требуемые геометрические параметры в таких сечениях, в большинстве случаев невозможно. Заточные станки позволяют воспроизвести геометрию резания только в продольном и поперечном сечениях резца, перпендикулярных к основной плоскости.