Мета роботи. Вивчення елементів і геометрії токарного різця

Лабораторна робота №1

Вивчення елементів і геометрії токарного різця

Вивчити елементи, координатні площини і кути токарного різця; засвоїти будову настільного кутоміру, а також методику вимірювання кутів різця; виміряти розміри і кути різця та подати у звіті отримані результати.

1.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота проводиться в лабораторіях кафедри зносостійкості та відновлення деталей. Тривалість роботи-2 години

1.2 Теоретичні відомості

1.2.1 Загальні положення

Токарний різець - це клиноподібний різальний інструмент, який під час обробки заглиблюється в тіло заготовки і поступово зрізує стружку. Схема обробки заготовки токарним різцем і рухи при цьому показані на рисунку 1.1. На оброблювальній заготовці розрізняють оброблювану поверхню 3. яка підлягає обробці, поверхню різання 4, що утворюється різальним вістрям різця і оброблену поверхню 5, отриману в результаті зрізування стружки.

1.2.2 Елементи та геометрія токарного різця

Токарний різець складається з двох частин: робочої I (рисунок 1.2), яка зрізує стружку, і держака II, призначеного для закріплювання інструменту на верстаті. До елементів робочої частини належать передня поверхня 3, по якій сходить стружка, головна 5 і допоміжна 6 задня поверхні, головне 4 і домоміжне 1 різальні ребра та вершина різця 2. Головна задня поверхня А_α (рисунок 1.3) повернена до поверхні різання, а допоміжна задня поверхня А_α’ (на рисунку не показана) - до оброблюваної поверхні заготовки.

1 - основна площина (Pv); 2 - площина різання (Pn); 3 -оброблювана поверхня; 4 - поверхня різання; 5 - оброблювана поверхня; 6 - головна січна площина (Pr); Dr - головний рух різання; Ds_пд - рух поздовжньої подачі; Ds_пп - рух поперечної подачі.   Рисунок 1.1- Схема обробки заготовки токарним різцем і координатні площини  

Головне різальне ребро К - це лінія, утворена перетином передньої та головної задньої поверхонь; воно виконує основну роботу різання. Допоміжне різальне ребро К’ - лінія, утворена перетином передної і допоміжної задньоїх поверхонь; воно відіграє незначну роль в процесі різання. Вершина різця - точка перетину (місце спряження) різальних ребер.

Взаємне розташування у просторі елементів різця визначається кутами, які складають геометрію різця. Слід розрізняти геометрію різця у статиці та в процесі різання. Кути, що відповідають статичному положенню різця (при відсутності подачі), називають статичними або кутами загострення.

Для вимірювання кутів різця необхідно мати координатні площини, до яких належать основна площина 1 (рисунок 1.1), площина різання 2 та головна січна площина 6. Основна площина P_v паралельна векторам поздовжньої D_sпд і поперечної D_sпп подач. Площина різання проходить через головне різальне ребро дотично до поверхні різання. Головна січна площина P_r проводиться перпендикулярно до проекції головного різального ребра на основну площину.

I ­- ­ро­бо­ч­а час­ти­на; II -­ дер­жак; 1­ -­ ­допоміжне­ р­і­зальне­ р­е­бр­о (К’­)­; 2 - верш­ина р­із­ця; 3 - передня­ по­верхня­ (­A­_r); 4 ­- ­го­ло­в­не різ­ал­ьне реб­ро (К­);­ ­5 ­- гол­о­вна за­дня­ ­повер­хн­я (A_α­); ­6 ­-­допом­іж­на­ задня п­оверхн­я ­(А­_α’)   Рисунок 1.2 - Частини й елементи токарного різця  

Кути різця поділяють на головні (їх виміряють в головній січній площині), кути в плані (вимірюють в основній площині) і кут нахилу головного різального ребра (вимірюють в площині різання). До головних кутів різця належать: головний задній кут, головний кут загострення і головний передній кут.

Головний задній кут α (рисунок 1.3) утворюється між площиною різання і головною задньою поверхнею. Цей кут завжди більший від 0. Із його зростанням зменшується тертя між головною задньою поверхнею і поверхнею різання.

Головний кут загострення β утворюється головною задньою і передньою поверхнями.

Головний передній кут γ утворюється передньою поверхнею і площиною, перпендикулярною до площини різання. При збільшенні цього кута зменшується робота пластичних деформацій, а отже і потужність різання. Однак надмірне зростання кута γ приводить до зменшення міцності робочої частини різця. Остаточно величину переднього кута вибирають, виходячи із механічних властивостей оброблюваного матеріалу і матеріалу різця. Щоб не допустити руйнування різця у важких умовах обробки, часто вибирають негативне значенняголовного переднього кута, коли

α + β + γ > 90°.

Між головними кутами існує таке співвідношення

α + β + γ = 90 °. (1.1)

З формули (1.1) маємо

β = 90° - (α + γ). (1.2)

Подача змінює положення площини різання в порівнянні з її положенням в статиці, що призводить до збільшення кута γ і зменшення кута α. У випадку малих подач такою зміною кутів можна знехтувати.

Розрізняють такі кути різця в плані: головний кут в плані; допоміжний кут в плані та кут при вершині різця.

Головний кут при вершині в плані φ - це кут між проекцією головного різального ребра на основну площину і напрямком подачі. Із його зменшенням покращується якість обробленої поверхні, зменшується товщина стружки і зростає радіальна складова сили різання, яка нерідко є причиною вібрацій.

Допоміжний кут в плані φ’ утворюється проекцією допоміжного різального ребра на основну площину і напрямком, протилежним до напрямку подачі. Зі зменшунням величини цього кута покращується якість оброблюваної поверхні й збільшується міцність різця.

Кут при вершині ε - це кут, утворений проекціями головного і допоміжного різальних ребер на основну площину.

Із рисунку 1.3 видно, що

φ + ε + φ’ = 180°, (1.3)

ε = 180° - (φ +φ’). (1.4)

Кут нахилу головного різального ребра λ (рисунок 1.4) утворюється головним різальним ребром і лінією, що знаходиться в площині різання і проходить через вершину різця паралельно до основної площини. Якщо вершина різця є найнижчою точкою на різальному ребрі, то кут λ вважається позитивним і стружка спрямовується до обробленої поверхні заготовки. При негативному куті λ стружка спрямовується до оброблюваної поверхні.

P_v - основна площина; P_r - головна січна площина; P_n - площина різан у статиці; К - головне і К’ - -допоміжне різальні ребра; A_γ - передня і A_α - головна задня поверхні; α -головний задній кут; β - головний кут загострення; γ - головний передній кут; φ - головний кут в плані; e - кут при вершині різця; φ’ - допоміжний кут в плані.

Рисунок 1.3 - Кути, елементи і координатні площини токарного різця

Рисунок 1.4 - Кут нахилу головного різального ребра (λ)

1.4 Методика визначення основних геометричних параметрів токарного різця

1.4.1 Будова кутомірів

Для вимірювання кутів різця використовують настільний універсальний кутоміри.

Настільний кутомір призначений для вимірювання головних кутів різця (α_с, γ_с) і кута нахилу головного різального ребра (λ). Кутомір складається із плити 5 (рисунок 1.5) стояка 6, сектора 4, фігурної частини 3, гайки 1 і гвинта 2. Сектор можна пересувати вждовж стояка, повертати довкола осі стояка і фіксувати у вибраному положенні за допомогою гвинта. На секторі нанесена шкала з ціною поділки 1°. Фігурна пластина має дві взаємнопенрпендикулярні лінійки а і б й риску, яка показує на шкалі сектора величину вимірювального кута. Положення фігурної пластини фіксують гайкою 1.

1.4.2 Вимірювання кутів різця

Перед вимірюванням головних кутів різця α_с і γ_с його кладують опорною поверхнею на плиту кутоміра. При цьому різець 2 (рисунок 1.7 і рисунок 1.8) і сектор 4 (рисунок 1.5) орієнтується так, щоб площина сектора, на якій нанесена шкала, співпала з головною січною площиною, тобто проходила перпендикулярно до проекції головного різального ребра на основну площину. Нагадаємо, що коли поділка фігурної пластини 3 співпадає з нульовою поділкою шкали сектора, то лінійка а співпадає з площиною різання, лінійка б лежить паралельно до основної площини.

Отже, щоб виміряти кут α_с, необхідно повернути лінійку а до співпадання з головною задньою поверхнею різця (рисунок 1.7), а для вимірювання кута γ_с - лінійку б повертають до співпадання з передньою поверхнею різця (рисунок 1.8).

Для вимірювання кута λ настільним кутоміром 1 (рисунок 1.8) різець опорною поверхнею кладуть на поверхню плити 5 (рисунок 1.5) кутоміра. Далі сектор 3 повертають і пересувають по стояку 6 доти, поки лінійка б фігурної пластини не співпадає з головним різальним ребром різця та площиною різання. При цьому стрілка пластини покаже на шкалі сектора 4 величину кута λ. Якщо числове значення λ відрізняється від нуля, то слід звернути увагу, в який бік від нульової відмітки шкали (в правий чи лівий) відхилена стрілка пластини. У випадку відхилення стрілки вліво кут λ є позитивний.

1 - гайка; 2 - гвинт; 3 - пластина фігурна; 4 - сектор; 5 - плита; 6 - стояк; а, б лінійка.

Рисунок 1.5 - Настільний кутомір

Рисунок 1.7 - Схема вимірювання головного переднього кута γ_с  

1 - настільний кутомір; 2- різець Рисунок 1.8 - Схема вимірювання кута нахилу головного різального ребра λ  

1.5 Обладнання, матеріали та інструменти

Кутомір настільний, масштабна лінійка, штангенциркуль, токарні різці.

1.6 Послідовність виконання роботи

1.6.1 Виміряйте за допомогою масштабної лінійки або штангенциркуля розміри різця: загальну довжину L (рисунок 1.9), довжина його робочої частини l1 i l2 ширину B, висоту H і висоту h. Результати вимірювань занесіть до таблиці 1.1.

1.6.2 Виміряйте за допомогою настільного кутоміра головні кути різця (α_с, γ_с), кути в плані (φ і φ’) і кут нахилу головного різального ребра λ. Величини виміряних кутів запишіть до таблиці 1.2.

1.6.3 За формулами (1.2) і (1.4) вирахуйте величини кутів β і є відповідно і занесіть їх до таблиці 1.2.

1.6.4 Замалюйте ескіз різця із зазначенням координатних площин, розмірів та всіх рутів різця.

1.6.5 Проаналізуйте зміну головних кутів у плані на:

-точність та якість обробки;

-стійкість інструменту.

1.6.6 Запропонуйте методи підвищення зносостійкості різця.

Рисунок 1.9 - Токарний різець і його розміри (L, l₁, l₂, B, H, h)

Таблиця 1.1- Розміри токарного різця, мм

L	l1	l2	B	H	h

Таблиця 1.2 -Кути токарного різця

Головні кути	Кути в плані	Кут нахилу головного різального ребра
αс	βс	γс	φ	ε	φ'	λ

1.7 Контрольні запитання

1.7.1 Назвіть поверхні оброблюваної заготовки.

1.7.2 Перелічіть частини і елементи токарного різця і дайте їх визначення.

1.7.3 Які координатні площини Вам відомі?

1.7.4 Виконайте переріз різця в головній січній площині.

1.7.5 Проставте головні кути різцяу плані, зробіть визначення для цих кутів.

1.7.6 Які кути можна вимірювати за дополмогою настільного кутоміра?

1.7.7 Розкажіть про будову настільного кутоміра.

1.7.8 Як виміряти за допомогою настільного кутоміру головний задній кут різця?

1.7.9 Як виміряти головний передній кут?

1.7.10 Як виміряти кут нахилу головного різального ребра.

1.7.11 Які кути можна виміряти за допомогою універсального кутоміра?

1.7.12 З яких головних частин складається універсальний кутомір?

1.7.13 Як вимірюють кути різця в плані?

1.7.14 Як вимірюють головні кути різця?

1.7.15 Як виміряти кут λ?

Дата добавления: 2014-10-23