Режущий инструмент

Режущий инструмент — инструмент для обработки резанием,^[1] то есть инструмент для формирования новых поверхностей отделением поверхностных слоёв материала с образованием стружки.

Виды режущих  инструментов

Лезвийный инструмент

Резец — однолезвийный инструмент для обработки с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в нескольких направлениях.

Фреза — лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания без изменения радиуса траектории этого движения и хотя бы с одним движением подачи, направление которого не совпадает с осью вращения.

Осевой режущий  инструмент — лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания и движением подачи вдоль оси главного движения резания.

Сверло — осевой режущий инструмент для образования отверстия в сплошном материале и (или) увеличения диаметра имеющегося отверстия.

Зенкер — осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра.

Развёртка — осевой режущий инструмент для повышения точности формы и размеров отверстия и уменьшения шероховатости поверхности.

Зенковка — осевой режущий инструмент для повышения точности формы отверстия и увеличения его диаметра.

Цековка — осевой режущий инструмент для обработки цилиндрического и (или) торцового участка отверстия заготовки.

Метчик

Плашка

Протяжка

Ножовочное полотно — многолезвийный инструмент в виде полосы с рядом зубьев, не выступающих один над другим, предназначенный для отрезания или прорезания пазов при поступательном главном движении резания.

Напильник

Шевер (англ. shaver) — зуборезный инструмент для шевингования — точно изготовленное зубчатое колесо с канавками на боковых поверхностях зубьев, образующих режущие кромки. Применяются также реечные и червячные шеверы.

Абразивный инструмент

По обрабатываемому материалу

Металлорежущий инструмент

Дереворежущий инструмент

По обрабатываемым элементам

Зуборезный инструмент

Резьбонарезной инструмент

По форме

Дисковый режущий инструмент

Цилиндрический режущий  инструмент

Конический режущий инструмент

Пластинчатый режущий  инструмент

 

По изготовлению

Цельный режущий инструмент

Разжимной режущий инструмент — режущий инструмент, в котором предусмотрена регулировка размера рабочей части путём её деформирования

Составной режущий инструмент — режущий инструмент с неразъёмным соединением его частей и элементов.

Сборный режущий инструмент — режущий инструмент с разъёмным соединением его частей и элементов.

Инструментальная головка

По применению

Ручной режущий инструмент

Машинный режущий инструмент

Машинно-ручной режущий инструмент

]По способу крепления

Насадной режущий инструмент

Хвостовой режущий инструмент

 

Резец

Резец (англ. tool bit) — режущий инструмент, предназначен для обработки деталей различных размеров, форм, точности и материалов. Является основным инструментом, применяемым при токарных, строгальных и долбёжных работах (и на соответствующих станках).

Для достижения требуемых  размеров, формы и точности изделия  с заготовки снимаются (последовательно  срезаются) слои материала при помощи резца. Жёстко закреплённые в станке резец и заготовка в результате относительного перемещения контактируют друг с другом, происходит врезание рабочего элемента резца в слой материала и последующее его срезание в виде стружки. Рабочий элемент резца представляет собой острую кромку (клин), который врезается в слой материала и деформирует его, после чего сжатый элемент материала скалывается и сдвигается передней поверхностью резца (поверхностью схода стружки). При дальнейшем продвижении резца процесс скалывания повторяется и из отдельных элементов образуется стружка. Вид стружки зависит от подачи станка, скорости вращения заготовки, материала заготовки, относительного расположения резца и заготовки, использования СОЖ и других причин.

В процессе работы резцы  подвержены износу (режущие кромки притупляются, а у резцов с твердосплавными пластинками наблюдается выкрашивание режущей части), поэтому осуществляют их переточку.^[⇨]

Основные типы резцов в  настоящее время стандартизованы.

 Резец с механическим  креплением сменной пластинки

Элементы токарного  резца

Элементы токарного прямого  проходного резца

Ниже приведены элементы резца на примере токарного прямого  проходного резца.

Токарный проходной резец  состоит из следующих основных элементов:

Рабочая часть (головка);

Стержень (державка) — служит для закрепления резца на станке.

Рабочую часть резца образуют:

Передняя поверхность — поверхность, по которой сходит стружка в процессе резания.

Главная задняя поверхность — поверхность, обращенная к поверхности резания заготовки.

Вспомогательная задняя поверхность — поверхность, обращенная к обработанной поверхности заготовки.

Главная режущая кромка — линия пересечения передней и главной задней поверхностей.

Вспомогательная режущая  кромка — линия пересечения передней и вспомогательной задней поверхностей.

Вершина резца — точка пересечения главной и вспомогательной режущих кромок.

Углы резца  и их назначения

На рисунке показана главная секущая плоскость. Передняя поверхность направлена вниз от главной режущей кромки, передний угол γ в этом случае считается положительным.

Для определения углов  резца установлены следующие  плоскости:

Плоскость резания — плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главную режущую кромку.

Основная плоскость — плоскость, параллельная направлениям подач (продольной и поперечной).

Главная секущая плоскость — плоскость, перпендикулярная проекции главной режущей кромки на основную плоскость.

Вспомогательная секущая  плоскость — плоскость, перпендикулярная проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Главные углы измеряются в  главной секущей плоскости. Сумма  углов α+β+γ=90°.

Главный задний угол α — угол между главной задней поверхностью резца и плоскостью резания. Служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и деталью. С увеличением заднего угла шероховатость обработанной поверхности уменьшается, но при большом заднем угле резец может сломаться. Следовательно чем мягче металл, тем больше должен быть угол.

Угол заострения β — угол между передней и главной задней поверхностью резца. Влияет на прочность резца, которая повышается с увеличением угла.

Главный передний угол γ — угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через главную режущую кромку. Служит для уменьшения деформации срезаемого слоя. С увеличением переднего угла облегчается врезание резца в металл, уменьшается сила резания и расход мощности. Резцы с отрицательным γ применяют для обдирочных работ с ударной нагрузкой. Преимущество таких резцов на обдирочных работах заключается в том, что удары воспринимаются не режущей кромкой, а всей передней поверхностью.

Угол резания δ=α+β.

Вспомогательные углы измеряются во вспомогательной секущей плоскости.

Вспомогательный задний угол α₁ — угол между вспомогательной задней поверхностью резца и плоскостью, проходящей через его вспомогательную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.

Вспомогательный передний угол γ₁ - угол между передней поверхностью резца и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания, проведённой через вспомогательную режущую кромку

Вспомогательный угол заострения β₁ - угол между передней и вспомогательной задней плоскостью резца.

Вспомогательный угол резания  δ₁=α₁+β₁.

Углы в плане измеряются в основной плоскости. Сумма углов  φ+φ₁+ε=180°.

Главный угол в плане φ — угол между проекцией главной режущей кромки резца на основную плоскость и направлением его подачи. Влияет на стойкость резца и скорость резания. Чем меньше φ, тем выше его стойкость и допускаемая скорость резания. Однако при этом возрастает радиальная сила резания, что может привести к нежелательным вибрациям.

Вспомогательный угол в плане  φ₁ — угол между проекцией вспомогательной режущей кромки резца на основную плоскость и направлением его подачи. Влияет на чистоту обработанной поверхности. С уменьшением φ₁ улучшается чистота поверхности, но возрастает сила трения.

Угол при вершине в  плане ε — угол между проекциями главной и вспомогательной режущей кромкой резца на основную плоскость. Влияет на прочность резца, которая повышается с увеличением угла.

Угол наклона главной  режущей кромки измеряется в плоскости, проходящей через главную режущую  кромку перпендикулярно к основной плоскости.

Угол наклона главной  режущей кромки λ — угол между главной режущей кромкой и плоскостью, проведенной через вершину резца параллельно основной плоскости. Влияет на направление схода стружки.

Углы резца  в процессе резания

При смещении резца относительно оси детали, а также при наличии  движения подачи плоскость резания  поворачивается, в связи с чем значения углов меняются.

Если вершину резца  установить выше или ниже оси детали, то плоскость резания отклонится от вертикального положения на угол τ. При наружном точении с установкой резца выше оси детали действительный передний угол γ_смещ увеличивается, а α_смещ уменьшается на угол τ. При внутреннем точении углы изменяются в обратном направлении.

При продольной подаче в  результате вращательного движения детали и поступательного движения резца стружка срезается по винтовой поверхности. Плоскость резания при этом отклоняется от своего положения в статике на угол μ. Чем больше величина подачи, тем больше отклонение. Передний угол в кинематике γ_кин увеличивается, а α_кин уменьшается на угол μ. При поперечной подаче поверхность резания будет представлять собой спираль, а задний угол будет уменьшаться с приближением резца к оси детали.

Действительную величину углов резца в главной секущей  плоскости с учётом установки  резца и кинематики процесса можно  определить:

γ_д=γ+μ±τ

α_д=α-μ±τ

На действительные углы резца  влияет также износ передней и  задней поверхностей резца.

Классификация резцов

По направлению подачи бывают:

Правые. Правым называется резец, у которого при наложении на него сверху ладони правой руки так, чтобы пальцы были направлены к его вершине, главная режущая кромка будет находиться под большим пальцем. На токарных станках эти резцы работают при подаче справа налево, то есть к передней бабке станка.

Левые. Левым называется резец, у которого при наложении на него левой руки указанным выше способом главная режущая кромка окажется под большим пальцем.

По конструкции бывают:

Прямые — резцы, у которых ось головки резца является продолжением или параллельна оси державки.

Отогнутые — резцы, у которых ось головки резца наклонена вправо или влево от оси державки.

Изогнутые — резцы, у которых ось державки при виде сбоку изогнута.

Оттянутые — резцы, у которых рабочая часть (головка) уже державки.

Конструкции токарей- и конструкторов-новаторов (частные случаи) и прочие.

Конструкции Трутнева — с отрицательным передним углом γ, для обработки весьма твердых материалов.

Конструкции Меркулова — с повышенной стойкостью.

Конструкции Невеженко — с повышенной стойкостью.

Конструкции Шумилина — с радиусной заточкой на передней поверхности, применяются на высоких скоростях обработки.

Конструкции Лакура — с повышенной виброустойчивостью, которая достигается тем, что главная режущая кромка расположена в одной плоскости с нейтральной осью стержня резца.

Конструкции Борткевича — имеет криволинейную переднюю поверхность, что обеспечивает завивание стружки и фаску, упрочняющую режущую кромку. Предназначен для получистовой и чистовой обработки стальных деталей, а также для обточки и подрезки торцов.

Расточный резец  Семинского — высокопроизводительный расточный резец.

Расточный резец "улитка" Павлова — высокопроизводительный расточный резец.

Резьбонарезной  резец Бирюкова.

Круглые чашечные самовращающиеся.

По сечению стержня бывают:

прямоугольные.

квадратные.

круглые.