Составные части и элементы инструментов
В практике встречаются разнообразные виды режущих инструментов. Несмотря на индивидуальные и специфические особенности, режущие инструменты имеют большое количество общих геометрических и конструктивных элементов. Единство геометрии режущих инструментов обусловлено в основном единством законов резания металлов. Выделение общих геометрических и конструктивных элементов для каждого режущего инструмента, анализ их с учетом законов резания позволяет при проектировании правильно выбрать их величины и тем самым обеспечить требования, предъявляемые к режущему инструменту.
Каждый режущий инструмент обладает двумя функциями:
- срезанием излишнего металла с заготовки, предписанного припуском на обработку;
- оформлением обрабатываемой поверхности, т. е. соблюдение правильной формы, точности размеров и качества поверхности.
Таким образом, инструмент состоит как бы из двух отдельных частей: одна для предварительной обработки, другая - для окончательной, т. е. калибрования.
Основные части режущего инструмента
В соответствии с этим, основными частями режущего инструмента являются: 1) режущая и 2) калибрующая. У одних инструментов эти части ярко выражены, например у всех инструментов для обработки отверстий или резьбы (за исключением резьбовых фрез). У других же калибрующая часть почти незаметна, например вершина и вспомогательная режущая кромка резцов. У некоторых инструментов, например напильников или зубообрабатывающих инструментов, режущая и калибрующая части представляют одно целое. С точки зрения условий резания такие инструменты менее совершенны, так как они могут работать или только как черновые, или как чистовые. Требуемый характер обработки обеспечивается или изменениями в конструкции инструмента, или соответствующим выбором режимов резания.
Каждая составная часть обычно включает ряд конструктивных элементов, предназначенных для выполнения одной или нескольких определенных функций в процессе обработки резанием.
К основным конструктивным элементам инструмента относятся:
- зубья, несущие на себе режущие элементы;
- канавки, предназначенные для помещения и отвода стружки;
- стружколоматели и стружкозавиватели, предназначенные для облегчения отвода стружки;
- каналы для охлаждения, подводящие смазочно-охлаждающую жидкость к режущим элементам;
- элементы крепления инструмента и элементы баз при изготовлении, контроле и переточках инструмента.
Геометрические элементы инструмента
Геометрическая форма инструмента образуется непосредственно геометрическими элементами, не изменяющимися при перемещении инструмента. Некоторые конструктивные элементы, например зубья инструмента, представляют собой совокупность геометрических элементов.
Каждый режущий инструмент независимо от вида и размера заключает в себе почти все перечисленные геометрические элементы. Основную роль в процессе резания играет клин с режущими кромками. Он образован двумя важными поверхностями: передней, по которой сходит стружка, и задней, обращенной в процессе резания к обрабатываемой поверхности. Из поверхностей, применяемых для оформления режущих инструментов, основными являются:
- плоскости;
- поверхности вращения;
- винтовые поверхности.
Плоскости предназначаются для оформления стержневых резцов, зуборезных гребенок, зуборезных резцов для конических прямозубых колес.
Поверхности вращения встречаются в трех основных видах:
- с образующей в виде прямой, параллельной оси вращения (цилиндрические фрезы, развертки);
- с образующей в виде прямой, наклонной под некоторым углом к оси вращения (угловые фрезы, конические развертки);
- с криволинейной образующей (фасонные фрезы, фасонные резцы).
Винтовые поверхности инструмента
Винтовые поверхности занимают одно из важных мест в конструировании режущего инструмента. Для многих инструментов винтовая поверхность использована в качестве основы для образования профиля (например, резьбонарезные инструменты, червячные зуборезные фрезы).
В некоторых случаях винтовая поверхность предназначена для получения более благоприятного переднего угла и сохранения неизменной режущей части после переточек, например спиральные сверла. Расположение зубьев по винтовой линии увеличивает равномерность резания благодаря постепенному входу и выходу их в обрабатываемую поверхность, способствует лучшему образованию и отводу стружки (например, фрезы с винтовыми зубьями, зенкеры). Расположение профиля по винтовой линии, как например, у фасонных круглых резцов, дает возможность получить задний угол на неблагоприятных участках, что исключено при кольцевом расположении профиля.
Особенную роль играют винтовые поверхности при оформлении боковых поверхностей зубьев зуборезных долбяков, червячных фрез, резцов головки для конических колес с криволинейными зубьями.
Для этих инструментов необходимо соблюсти два условия непременных с точки зрения их эксплуатации:
- боковые режущие кромки должны сохранить неизменной свою форму при изменении положения их в пространстве, т. е. после каждой переточки;
- инструмент должен иметь достаточные задние углы на боковых кромках, сохраняющие свою величину в течение всего периода эксплуатации.
Боковые поверхности
Для удовлетворения первого условия боковые поверхности зубьев каждого из этих инструментов оформляются в виде винтовых поверхностей. Любая из винтовых поверхностей дает в различных сечениях режущие кромки, повернутые от своего первоначального положения, но всегда неизменной формы. Тип винтовой поверхности выбирается в зависимости от инструмента и его конструктивных особенностей. Так, для долбяка каждая боковая поверхность зуба оформляется в виде винтовой эвольвентной поверхности с одним и им же углом наклона, но противоположного друг другу направления.
Боковая поверхность резца головки для конических колес с криволинейными зубьями выполняется в виде архимедовой винтовой поверхности. В этом случае боковая режущая кромка резца получается прямолинейной и пересекает ось направляющего цилиндра, которая одновременно является и осью головки. При выборе архимедовой винтовой поверхности сохраняются при переточках угол профиля и задний угол на боковой кромке.
Аналогичные требования предъявляются и к червячным зуборезным фрезам. Поэтому и для них боковые затылованные поверхности зубьев оформляются в виде винтовых поверхностей определен ною вида с конкретными параметрами.
Во всех этих случаях винтовые поверхности оформляются в виде затылованных поверхностей.
