Точення можна вести з механічною подачею, так як утворює конуса, що обробляється, паралельна напрямку поздовжньої подачі різця.

Копіювальний технологічний цикл застосовується для обробки ступінчастих, конусних та криволінійних поверхонь, що вимагають поздовжньої подачі різця. Після закінчення обробки поверхні різець відводиться від деталі, і супорт повертається у вихідне положення.

Загальний інд токарно-внторізного верстата.

Поздовжній супорт 7, встановлений на напрямних станини, переміщається по них і забезпечує подовжню подачу різця. Поперечна каретка забезпечує поперечну подачу різцю. Верхній поворотний супорт можна встановлювати під будь-яким кутом до осі обертання заготовки, що необхідно для обробки конічних поверхонь заготовок.

Схема точення фасонної заготівлі.

Після поперечного зміщення корпусу задньої бабки на величину h до 15 - 20 мм) утворює оброблюваного конуса паралельна напрямку поздовжньої подачі різця, тому точення можна вести з механічною подачею.

Схема точення приготування.

Після поперечного зміщення корпусу задньої бабки на величину h (до 15 - 20 мм) утворює оброблюваного конуса паралельна напрямку поздовжньої подачі різця, тому точення можна вести з механічною подачею.

Для нарізання різьблення на токарному верстаті необхідно, щоб швидкість обертання шпинделя була суворо пов'язана зі швидкістю переміщення супорта, так як поздовжня подача різця за один оборот шпинделя повинна точно відповідати кроку різьби, що нарізається.

Товщина шару металу, що зрізається, дуже сильно впливає на величину нерівностей. Товщина шару, що зрізається визначається поздовжньою подачею різця. Якби в процесі різання не було пружно-пластичних деформацій, висоту нерівностей легко було б вирахувати за геометричній формівершини різця.

Через 1 хв від початку роботи вимкнути поздовжню подачу різця, відвести різець від заготовки та швидко повернути різцетримач на 90 або 180 до торкання вершини різця з наконечником індикатора.

Для алмазів в оправі величини поздовжніх подач повинні бути меншими, ніж для олівців, а для огранених алмазів - ще менше. Наприклад, при правці алмазними різцями багатониткових різьболь-фувальних кіл поздовжня подача різця повинна бути не більше 0 05 м/хв. По закінченні процесу редагування рекомендується зробити один-два проходи без поперечної подачі, зменшивши величину поздовжньої подачі.

Пристрій призначений для розточування конічних отворів з постійним кутом. Пристосування закріплюється на радіальному супорті планшайби верстата. Обертанням гвинта 3 здійснюється поздовжня подача різця. На другому кінці гвинта встановлена ​​зірочка 1, яка, наскакуючи своїм зубом при кожному обороті супорта на встановлений упор, здійснює автоматичну подовжню подачу.

Для того щоб обробляти заготівлю різанням і отримувати в результаті цього оброблені поверхні тієї чи іншої деталі, заготівля та застосовується ріжучий інструментповинні здійснювати певні рухи. Ці рухи поділяються на основні (службовці для здійснення процесу різання) та допоміжні (службовці для підготовки до процесу різання та для завершення операції). Основних рухів два:

• рух різання (або головне рух);
• рух подачі.

При обробці на токарному верстаті рух різання - обертальний - здійснює заготівля, тим чи іншим способом скріплена зі шпинделем верстата, а рух подачі - поступальний - отримує ріжучий інструмент (різець), що жорстко закріплений у різцетримачі. Рух дозволяє здійснювати процес різання (утворення стружки), А рух подачі дає можливість вести цей процес (обробку) по всій довжині заготівлі (рис. ч.16).

Глибина різання (t)-величина зрізуваного шару за один прохід, виміряна в напрямку, перпендикулярному обробленої поверхні. Глибина різання завжди перпендикулярна до напрямку руху подачі (див. також рис. 11 -14). При зовнішньому поздовжньому точенні (рис. 16) вона є напіврізністю між діаметром заготовки і діаметром обробленої поверхні, отриманої після одного проходу:

Швидкість різанняυ - Величина переміщення точки ріжучої кромкищодо поверхні в одиницю часу у процесі здійснення руху різання*.

При токарній обробці, коли оброблювана заготівля обертається з частотою n об/хв, швидкості різання в точках МК ріжучої кромки буде змінною величиною. Максимальна швидкість:

де D - найбільший діаметр поверхні мм.

* Швидкість різання є функцією частоти обертання заготовки та швидкості переміщення різця (подачі).

Якщо швидкість буде відома, то легко визначити частоту обертання:

При поздовжньому точенні швидкість різання має постійну величину протягом усього часу різання (якщо діаметр заготовки вздовж її довжини однаковий, а частота обертання незмінна). При підрізанні торця, коли різець переміщається від периферії заготовки до центру, швидкість різання при постійній частоті обертання змінна.Вона має найбільше значенняу периферії і дорівнює нулю у центрі (рис. 17). Змінною вздовж обробленої поверхні швидкість різання буде при відрізку (див. рис. 14). Однак у цих випадках враховують максимальну швидкістьрізання.

Подання s(точніше швидкість подачі) - величина переміщення ріжучої кромки щодо обробленої поверхні в одиницю часу в напрямку руху подачі. При токарній обробці може бути поздовжнє подання, коли різець переміщається у напрямку, паралельному осі заготовки (див. рис. 16); поперечна подача, коли різець переміщається в напрямку, перпендикулярному осі заготовки (див. рис. 17), та похила подача- під кутом до осі заготовки (наприклад, при точенні конічної поверхні).

Розрізняють подачу за один оборотзаготівлі, тобто величину відносного переміщення різця за час одного обороту заготівлі (із положення I різець перемістився в положення II, рис. 16), та хвилинне подання, Т. е. величину відносного переміщення різця за 1 хв. Хвилинна подача позначається S м (мм/хв), а подача за оборот - s (мм/об). Між ними існує така залежність.

На головну

розділ третій

Основи теорії різання металів.
Вибір режимів різання

Глава VI

Основи теорії різання металів

Основоположниками теорії різання металів були видатні російські вчені І. А. Тіме (1838-1920), К. А. Зворикін (1861-1928), Я. Г. Усачов (1873-1941) та ін. Роботи цих учених, які отримали світове визнання , до цього часу не втратили своєї цінності. Однак за умов відсталої царської Росії всі ці роботи не знаходили практичного застосування, Оскільки промисловість була слабо розвинена.

Широкий розмах наука про різання металів отримала лише після Великої Жовтневої соціалістичної революції, особливо у період радянських п'ятирічок, коли науку було поставлено службу соціалістичної промисловості.

Радянські вчені В. Д. Кузнєцов, В. А. Кривоухов, І. М. Безпрозванний, А. М. Розенберг, М. М. Ларін, П. П. Трудов, М. І. Клушин та ін. створили вітчизняну школу різання металів, відмінною особливістюякою є тісна співдружність науки з виробництвом, вчених із новаторами виробництва.

Велику роль розвитку науки про різанні металів зіграв рух новаторів виробництва. У прагненні підвищити продуктивність праці передовики виробництва стали шукати нові шляхи покращення умов різання: вони створювали нову геометрію ріжучого інструменту, змінювали режими різання, освоювали нові ріжучі матеріали. кожне робоче місцетокаря-новатора стало невеликою лабораторією з вивчення процесу різання.

Широкий обмін досвідом, можливий лише за умов соціалістичної економіки, і тісне співдружність передовиків виробництва з наукою забезпечили бурхливий розвиток науки про різання металів.

1. Робота різця

Клин та його робота. Робоча частина будь-якого ріжучого інструменту є клин(Рис. 44). Під дією прикладеної сили вістря клину врізається в метал.

Чим гостріший клин, тобто чим менше кут, утворений його сторонами, тим менше зусилля потрібне для його врізання в метал. Кут, утворений сторонами клина, називається кутом загостренняі позначається грецькою літерою β ( бета). Отже, що менше кут загострення β, то легше клин проникає у метал, і, навпаки, що більше кут загострення β, то більшу силу треба докласти для різання металу. При призначенні кута загострення необхідно враховувати механічні властивості металу, що обробляється. Якщо різати твердий метал різцем, що має малий кут загострення, то тонке лезо не витримає і викришиться або зламається. Тому залежно від твердості оброблюваного металу призначають відповідний кут загострення клина.

Шар оброблюваного металу, що знаходиться безпосередньо перед різцем, безперервно стискається його передньою поверхнею. Коли зусилля різця перевищує сили зчеплення частинок металу, стислий елемент сколюється і зсувається передньою поверхнею клину вгору. Різець, просуваючись вперед під дією прикладеної сили, продовжуватиме стискати, сколювати і зрушувати окремі елементи, у тому числі утворюється стружка.

Основні рухи при точенні. При обробці на токарних верстатах оброблювана деталь обертається, а різець отримує переміщення в поздовжньому або поперечному напрямку. Обертання оброблюваної деталі називається головним рухом, а переміщення різця щодо деталі - рухом подачі(Рис. 45).

2. Основні частини та елементи токарного різця

Різець складається з двох основних частин: головки та тіла (стрижня) (рис. 46). Головкає робочою (ріжучою) частиною різця; тілослужить для закріплення різця у різцетримачі.

Головка складається з наступних елементів: передній поверхні, по якій сходить стружка, та задніх поверхонь, звернені до оброблюваної деталі. Одна із задніх поверхонь, звернена до поверхні різання, називається головною; інша, звернена до обробленої поверхні, - допоміжною.

Ріжучі кромки виходять від перетину передньої та задньої поверхні. Розрізняють головнуі допоміжну ріжучі кромки. Основну роботу різання виконує головна ріжуча кромка.

Перетин головної та допоміжної ріжучих кромок називається вершиною різця.

3. Поверхні обробки

На оброблюваної деталі розрізняють три види поверхні (рис. 47): оброблювану, оброблену поверхню різання.

оброблюваноїповерхнею називається поверхня заготовки, з якої знімається стружка.

Обробленою поверхнеюназивається поверхня деталі, отримана після зняття стружки.

Поверхня різанняназивається поверхня, що утворюється на оброблюваної деталі головною ріжучою кромкою різця.

Необхідно також розрізняти площину різання та основну площину.

Площиною різанняназивається площина, що стосується поверхні різання і проходить через ріжучу кромку різця.

Основною площиноюназивається площина, паралельна поздовжній та поперечній подачам різця. У токарних верстатів вона збігається з горизонтальною опорною поверхнею різцетримача.

4. Кути різця та їх призначення

Кути робочої частини різця сильно впливають на перебіг процесу різання.

Правильно обравши кути різця, можна значно збільшити тривалість його безперервної роботи до затуплення (стійкість) та обробити в одиницю часу (у хвилину чи годину) більша кількістьдеталей.

Від вибору кутів різця залежить також сила різання, що діє на різець, потрібна потужність, якість обробленої поверхні та ін. Ось чому кожен токар повинен добре вивчити призначення кожного з кутів заточування різця та вміти правильно підбирати їх найвигіднішу величину.

Кути різця (мал. 48) можна розділити на головні кути, кути різця в плані та кут нахилу головної ріжучої кромки.

До головних кутів відносяться: задній кут, передній кут та кут загострення; кути різця у плані включають головний та допоміжний.

Головні кути різця слід вимірювати у головній січній площині, яка перпендикулярна до площини різання та основної площини.

Робоча частина різця представляє клин (на рис. 48 заштрихований), форма якого характеризується кутом між передньою та головною задньою поверхнями різця. Цей кут називається кутом загостренняі позначається грецькою літерою (бета).

Заднім кутом α ( альфа) називається кут між головною задньою поверхнею та площиною різання.

Задній кут α служить для зменшення тертя між задньою поверхнею різця та оброблюваною деталлю. Зменшуючи тертя, тим самим зменшуємо нагрівання різця, яке завдяки цьому менше зношується. Однак якщо задній кут сильно збільшений, різець виходить ослабленим і швидко руйнується.

Переднім кутом γ ( гама) називається кут між передньою поверхнею різця та площиною, перпендикулярною до площини різання, проведеної через головну ріжучу кромку.

Передній кут γ відіграє важливу роль у процесі утворення стружки. Зі збільшенням переднього кута полегшується врізання різця в метал, зменшується деформація шару, що зрізається, поліпшується сход стружки, зменшується сила різання і витрата потужності, покращується якість обробленої поверхні. З іншого боку, надмірне збільшення переднього кута призводить до ослаблення ріжучої кромки і зниження її міцності, збільшення зносу різця внаслідок викрашування ріжучої кромки, до погіршення відведення тепла. Тому при обробці твердих та крихких металів для підвищення міцності інструменту, а також його стійкості слід застосовувати різці з меншим переднім кутом; при обробці м'яких та в'язких металів для полегшення відведення стружки слід застосовувати різці з великим переднім кутом. Практично вибір переднього кута залежить, крім механічних властивостейоброблюваного матеріалу, від матеріалу різця та форми передньої поверхні. Рекомендовані величини переднього кута для твердосплавних різців наведено у табл. 1.

Кути в плані. Головним кутом у плані φ ( фі) називається кут між головною ріжучою кромкою та напрямком подачі.

Кут φ зазвичай вибирають у межах 30-90° залежно від виду обробки, типу різця, жорсткості оброблюваної деталі та різця та способу їх кріплення. При обробці більшості металів прохідними обдирними різцями можна брати кут ф = 45 °; при обробці тонких довгих деталейу центрах необхідно застосовувати різці з кутом у плані 60, 75 або навіть 90°, щоб деталі не прогиналися і не тремтіли.

Допоміжним кутом у планіφ 1 називається кут між допоміжною ріжучою кромкою та напрямком подачі.

Кутом λ ( Ламбда) нахилу головної ріжучої кромки(Рис. 49) називається кут між головною ріжучою кромкою і лінією, проведеної через вершину різця паралельно основний площині.

Таблиця 1

Рекомендовані величини переднього та заднього кутів для твердосплавних різців

Примітка. Механічні властивості металів визначають на спеціальних машинах та приладах, причому кожній властивості дається своє позначення. Наведене в цій та наступних таблицях позначення σ b виражає межу міцності металу при розтягуванні; величина цієї межі вимірюється кг/мм2. Літерами НВ позначають твердість металу, яку визначають на приладі Брінелля втисканням сталевої загартованої кульки в поверхню металу. Величина твердості вимірюється кг/мм 2 .

Різці, у яких вершина є нижчою точкою ріжучої кромки, тобто кут λ позитивний(рис. 49, в), виходять більш міцними та стійкими; такими різцями добре обробляти тверді метали, а також уривчасті поверхні, що створюють ударне навантаження. При обробці таких поверхонь твердосплавними різцямикут нахилу головної ріжучої кромки доводять до 20-30 °. Різці, у яких вершина - найвища точка ріжучої кромки, тобто кут λ негативний(Рис. 49, а), рекомендується застосовувати для обробки деталей з м'яких металів.

5. Матеріали, що застосовуються для виготовлення різців

Під час роботи на ріжучих кромках різця виникає високий тиск, і навіть висока температура (600-800° і від). Тертя задньої поверхні різця про поверхню різання і стружки про передню поверхню різця викликає більш-менш швидке зношування його робочих поверхонь. Внаслідок зносу форма ріжучої частини змінюється і різець через деякий час стає непридатним для подальшої роботи; такий різець повинен бути знятий зі верстата та переточений. Для збільшення терміну служби різця без переточування необхідно, щоб його матеріал добре чинив опір зносу при високій температурі. Крім того, матеріал різця повинен бути достатньо міцним, щоб витримувати без руйнування високі тиски, що виникають при різанні. Тому до матеріалу різців пред'являються такі основні вимоги - твердість за високої температури, хороша зносостійкість і міцність.

В даний час існує багато інструментальних сталей і сплавів, що задовольняють цим вимогам. До них відносяться: вуглецеві інструментальні сталі, швидкорізальні сталі, тверді сплави та керамічні матеріали.

Вуглецева інструментальна сталь. Для виготовлення ріжучого інструменту застосовують сталь із вмістом вуглецю від 0,9 до 1,4%. Після загартування та відпустки ріжучий інструмент із цієї сталі набуває високої твердості. Однак, якщо в процесі різання температура ріжучої кромки доходить до 200-250 °, твердість різко падає.

Тому вуглецева інструментальна сталь в даний час має обмежене застосування: з неї виготовляють ріжучі інструменти, що працюють з порівняно низькою швидкістю різання, коли температура в зоні різання досягає невеликої величини. До таких інструментів відносяться: плашки, розгортки, мітчики, напилки, шабери та ін. Різці з вуглецевої інструментальної сталі нині не виготовляють.

Швидкорізальні сталі. Швидкорізальні сталі містять велика кількістьспеціальних, так званих легуючих елементів - вольфраму, хрому, ванадію та кобальту, які надають стали високі ріжучі властивості - здатність зберігати твердість та зносостійкість при нагріванні в процесі різання до 600-700°. Різці зі швидкорізальної сталі допускають у 2-3 рази більші швидкості різання, ніж вуглецеві різці.

В даний час в СРСР випускають такі марки швидкорізальної сталі (ГОСТ 9373-60): Р18, Р9, Р9Ф5, Р14Ф14, Р18Ф2, Р9К5, Р9КЮ, Р10К5Ф5 та Р18К5Ф2.

Різці, виготовлені цілком із швидкорізальної сталі, дороги, тому з метою економії швидкої сталі користуються переважно різцями з наварними пластинками.

Тверді сплави. Тверді сплави характеризуються дуже високою твердістю та гарною зносостійкістю.

Тверді сплави виготовляються у вигляді пластин із порошків вольфраму та титану, з'єднаних з вуглецем. З'єднання вуглецю з вольфрамом називається карбідом вольфраму, а з титаном - карбідом титану . Як сполучна речовина до них додають кобальт. Цю порошкоподібну суміш пресують під великим тиском, одержуючи невеликі пластини, які потім спікають за температури близько 1500°. Остаточно приготовлені пластини не вимагають жодної термічної обробки. Пластину припаюють міддю до державки різця. вуглецевої сталіабо прикріплюють до неї за допомогою налагодок та гвинтів (механічне кріплення пластин).

Основна перевага твердих сплавів полягає в тому, що вони добре опираються стирання стружкою, що сходить, і оброблюваної деталлю і не втрачають ріжучих властивостей навіть при нагріванні до 900-1000°. Завдяки цим властивостям різці, оснащені пластинами твердих сплавів, придатні для обробки самих твердих металів(тверді сталі, у тому числі і загартовані) і неметалевих матеріалів (скло, фарфор, пластмаси) при швидкостях різання, що перевищують у 4-6 разів і більше швидкості різання, що допускаються різцями, що швидко різають.

Нестача твердих сплавів – підвищена крихкість.

Нині у СРСР випускають дві групи твердих сплавів. Основні з них - вольфрамові(ВК2, ВКЗ, ВК4, ВК6М, ВК6, ВК8 та ВК8М) та титано-вольфрамові(Т30К4, Т15К6, Т14К8, Т5К10). Кожна з цих груп має певну сферу застосування (табл. 2).

Всі вольфрамові сплави призначаються для обробки чавуну, кольорових металів та їх сплавів, загартованих сталей, нержавіючих сталей та неметалічних матеріалів (ебоніт, фарфор, скло тощо). Для обробки сталей застосовують тверді сплави титановольфрамової групи.

Керамічні матеріали. Останнім часом радянські металурги створили дешеві матеріали з високими ріжучими властивостями, які в багатьох випадках замінюють тверді сплави. Це - керамічні матеріали ( термокорунд), що випускаються у вигляді пластин білого кольору, що нагадують мармур, які, подібно до твердих сплавів, або припаюються до державок різців, або кріпляться до них механічно. Ці пластини не містять у собі таких дорогих і дефіцитних елементів, як вольфрам, титан та ін високими швидкостямирізання.

Недоліком керамічних пластин є їх недостатня в'язкість. Різці, оснащені керамічними пластинками, можна застосовувати при чистовій або напівчистовій обробці чавуну, бронзи, алюмінієвих сплавів та м'яких сталей.

6. Заточення та доведення різців

На заводах заточування різців зазвичай проводиться у централізованому порядку на заточних верстатахспеціальними робітниками. Але токар і сам повинен уміти заточувати та доводити різці.

Таблиця 2

Властивості та призначення деяких марок твердого сплаву

Заточування та доведення швидкорізальних різців проводиться з дотриманням наступних правил:
1. Шліфувальний круг не повинен бити, його поверхня має бути рівною; якщо робоча поверхня кола виробилася, її слід редагувати.
2. Під час заточування потрібно користуватися підручником, а не тримати різець на вазі. Підручник повинен бути встановлений якомога ближче до шліфувального круга, під необхідним кутом і давати надійну опору різцю (рис. 50, а-г).
3. Заточуваний різець потрібно переміщати вздовж робочої поверхні кола, інакше він нерівномірно зношуватиметься.
4. Щоб не перегрівати різець і цим уникнути появи в ньому тріщин, не слід сильно притискати різець до кола.
5. Заточення потрібно вести при безперервному та рясному охолодженні різця водою. Крапельне охолодження, а також періодичне занурення сильно нагрітого різця у воду не допускається. Якщо безперервне охолодження забезпечити неможливо, краще перейти на сухе заточення.
6. Заточення різців із швидкорізальної сталі слід проводити за допомогою електрокорундових кіл середньої твердості та зернистістю 25-16.
Порядок заточування різців встановлюється наступним. Спочатку заточують головну задню поверхню (рис. 50 а). Потім допоміжну задню поверхню (рис. 50 б), після чого передню поверхню (рис. 50 в) і, нарешті, радіус закруглення вершини (рис. 50, г).
7. Категорично забороняється заточувати різці на верстатах, у яких знятий захисний кожух.
8. Під час заточування треба обов'язково одягати запобіжні окуляри.

Після заточування різця на його ріжучих кромках залишаються дрібні зазубрини, задирки та ризики. Їх усувають доведенням на спеціальних верстатах. Доведення виробляють також і вручну за допомогою дрібнозернистого оселку, що змочується мінеральною олією. Спочатку легкими рухами оселка доводять задні поверхні, а потім передню та радіус закруглення вершини.

Заточування та доведення різців, оснащених пластинками твердих сплавів. Заточення різців із пластинками твердих сплавів виробляють на заточувальних верстатах колами із зеленого карбіду кремнію. Заточення виробляють як вручну (рис. 50, а-г), так і із закріпленням різців у різцетримачах. Порядок заточування цих різців такий же, як і різців зі швидкорізальної сталі, тобто спочатку заточують різець по головній задній (рис. 50 а), потім по допоміжній задній поверхнях (рис. 50 б), після чого по передній поверхні (рис. 50, в) і, нарешті, закруглюють вершину різця (рис. 50 г).

Попереднє заточування виробляють колами із зеленого карбіду кремнію зернистістю 50-40, а остаточне - зернистістю 25-16.

Різець не слід сильно притискати до робочої поверхні кола, щоб уникнути перегріву та розтріскування пластинки твердого сплаву. Крім того, його потрібно постійно пересувати щодо кола; це необхідно для рівномірного зношування кола.

Заточення можна вести як всуху, так і з рясним охолодженням різця водою.

Після заточування твердосплавного різця треба обов'язково доводити його поверхні. Доведення проводять вручну або на верстаті. Вручну доведення проводять за допомогою чавунного або мідного притира, робочу поверхню якого натирають спеціальною пастою або наносять на поверхню рівномірним шаром порошок карбіду бору, змішаний з машинною олією або гасом. Доведення проводять на ширину 2-4 мм від ріжучої кромки.

Більш продуктивне доведення на спеціальному верстаті за допомогою чавунного диска діаметром 250-300 мм, що обертається зі швидкістю 1,5-2 м/сек; на поверхню цього диска наносять пасту або порошок карбіду бору, змішаний з машинним маслом або гасом.

7. Утворення стружки

Види стружки. Стружка, що відокремлюється, під дією тиску різця сильно змінює свою форму або, як кажуть, деформується: вона коротшає по довжині і збільшується по товщині. Зазначене явище вперше було виявлено проф. І. А. Тімі і названо усадкою стружки.

Зовнішній вигляд стружки залежить від механічних властивостей металу та тих умов, за яких відбувається різання. Якщо обробляються в'язкі метали (свинець, олово, мідь, м'яка сталь, алюміній та ін.), то окремі елементи стружки, щільно зчіпляючись один з одним, утворюють безперервну стружку, що завивається в стрічку (рис. 51 а). Така стружка називається зливний. При обробці менш в'язких металів, наприклад твердої сталі, стружка утворюється з окремих елементів (рис. 51 б), слабо пов'язаних один з одним. Така стружка називається стружкою сколювання.

Якщо оброблений метал крихкий, як, наприклад, чавун або бронза, то окремі елементи стружки надламуються і відокремлюються від оброблюваної деталі та один від одного (рис. 51, в). Така стружка, що складається з окремих лусочок неправильної форми, називається стружкою надлому.

Розглянуті види стружки не залишаються постійними, можуть змінюватися із зміною умов різання. Чим м'якший оброблюваний метал і що менше товщина стружки і кут різання, то більше вписувалося форма стружки наближається до зливної. Це ж спостерігатиметься при збільшенні швидкості різання та застосуванні охолодження. Зі зменшенням швидкості різання замість зливної стружки виходить стружка сколювання.

Наріст. Якщо оглянути передню поверхню різця, яким проводилося різання, то у кромки іноді можна виявити невеликий грудочок металу, що приварився до різця під дією високої температури і тиску. Це – так званий наріст(Рис. 52). Він утворюється за певних умов різання в'язких металів, але з спостерігається під час обробки крихких металів. Твердість наросту в 2,5-3 рази вище за твердість оброблюваного металу; завдяки цьому наріст сам має здатність різати той метал, з якого він утворився.

Позитивна роль наросту в тому, що він прикриває різальне лезо, захищаючи його від зносу стружкою, що сходить, і дії тепла, і цим трохи підвищує стійкість різця. Наявність наросту корисна при обдирці, так як ріжуче лезо менше нагрівається і зношування його зменшується. Однак з утворенням наросту погіршуються точність та чистота обробленої поверхні, оскільки наріст спотворює форму леза. Отже, утворення наросту невигідне при чистових роботах.

8. Поняття про елементи режиму різання

Щоб у кожному окремому випадку продуктивніше виконувати обробку, токар повинен знати основні елементи режиму різання; цими елементами є глибина різання, подача та швидкість різання.

Глибиною різанняназивається відстань між оброблюваною та обробленою поверхнями, виміряне перпендикулярно останньої. Глибина різання позначається буквою t та вимірюється в міліметрах (рис. 53).

При обточуванні заготівлі на верстаті токарний припуск на обробку зрізається за один або кілька проходів.

Щоб визначити глибину різання t, треба виміряти діаметр оброблюваної деталі до і після проходу різця, половина різниці діаметрів дасть глибину різання, інакше кажучи,

де D - діаметр деталі мм до проходу різця; d - діаметр деталі мм після проходу різця. Переміщення різця за один оберт оброблюваної деталі (рис. 53) називається подачею. Подача позначається літерою s і має намір у міліметрах за один оборот деталі; для стислості прийнято писати мм/об. Залежно від напрямку, яким переміщається різець щодо напрямних станини, розрізняють:
а) поздовжнє подання- вздовж напрямних станини;
б) поперечну подачу- перпендикулярно до напрямних станини;
в) похилу подачу- під кутом до напрямних станини (наприклад, при обточуванні конічної поверхні).

Площа поперечного перерізу зрізупозначають буквою f (еф) і визначають як добуток глибини різання на подачу (див. рис. 53):

Крім глибини різання і подачі, розрізняють ще ширину і товщину шару, що зрізається (рис. 53).

Ширина зрізуваного шару, або ширина стружки, - Відстань між оброблюваної та обробленої поверхнями, виміряне по поверхні різання. Вимірюється вона в міліметрах та позначається буквою b (бе).

Товщина шару, що зрізається., або товщина стружки- відстань між двома послідовними положеннями ріжучої кромки за один оборот деталі, що вимірюється перпендикулярно до ширини стружки. Товщина стружки вимірюється в міліметрах та позначається буквою а.

При одній і тій же подачі та глибині різання зі зменшенням головного кута у плані φ товщина стружки зменшується, а ширина її збільшується. Це покращує відведення тепла від ріжучої кромки і підвищує стійкість різця, що дозволяє значно підвищити швидкість різання і обробити в одиницю часу більшу кількість деталей. Однак зменшення головного кута в плані φ призводить до збільшення радіальної (відштовхуючої) сили, що при обробці недостатньо жорстких деталей може викликати прогинання їх, втрату точності, а також сильні вібрації. Поява вібрацій у свою чергу призводить до погіршення чистоти обробленої поверхні і часто викликає фарбування різальної кромки різця.

Швидкість різання. При обробці на токарному верстаті точка А, що знаходиться на колі діаметра D (рис. 54), за один оборот деталі проходить шлях, що дорівнює довжині цього кола.

Довжина будь-якого кола приблизно в 3,14 рази більша за її діаметр, отже, вона дорівнює 3,14 D.
Число 3,14, що показує, у скільки разів тривало кола більше її діаметра, прийнято позначати грецькою буквою π (пі).

Точка А за один оборот здійснить шлях, що дорівнює πD. Діаметр D деталі, як і довжину її кола πD, вимірюють у міліметрах.

Припустимо, що оброблювана деталь зробить кілька обертів за хвилину. Позначимо число їх літерою n оборотів за хвилину або скорочено про/хв. Шлях, який пройде при цьому точка А, дорівнюватиме добутку довжини кола на число обертів на хвилину, тобто πDn міліметрів на хвилину або скорочено мм/хв, і називається окружною швидкістю.

Шлях, прохідний точкоюоброблюваної поверхні при обточуванні щодо ріжучої кромки різця в одну хвилину називається швидкістю різання.

Так як діаметр деталі зазвичай виражений у міліметрах, то для визначення швидкості різання в метрах за хвилину потрібно твір πDn розділити на 1000. Це можна записати у вигляді наступної формули:

де v - швидкість різання м/хв;
D - діаметр оброблюваної деталі мм;
n - число оборотів деталі за хвилину.

Приклад 3.Оброблюваний валик діаметром D = 100 = 150 об/хв. Визначити швидкість різання.
Рішення: Підрахунок числа оборотів шпинделя. Токарю при обробці деталі відомого діаметра буває необхідно налаштувати верстат на таку кількість обертів шпинделя, щоб отримати необхідну швидкість різання. І тому служить така формула: де D - діаметр оброблюваної деталі мм;

Приклад 4.Яке число обертів а хвилину повинен мати валик діаметром D = 50 мм за швидкості різання v = 25 м/хв?
Рішення:

9. Основні відомості про сили, що діють на різець, та про потужність різання

Сили, що діють на різець. При знятті стружки з деталі, що обробляється, різцю необхідно подолати силу зчеплення частинок металу між собою. Коли ріжуча кромка різця врізається в оброблюваний матеріал і відбувається відділення стружки, різець відчуває тиск з боку металу, що відокремлюється (рис. 55).

Зверху вниз на різець тисне сила Р z, яка прагне віджати різець вниз і вигнути деталь вгору. Ця сила називається силою різання.

У горизонтальній площині в напрямку, протилежному до руху подачі, на різець тисне сила Р х, звана осьовий силою, або силою подачі. Ця сила при поздовжньому точенні прагне віджати різець у бік задньої бабки.

У горизонтальній площині перпендикулярно напрямку подачі на різець тисне сила Р y , яка називається радіальною силою. Ця сила прагне відштовхнути різець від оброблюваної деталі та вигнути його в горизонтальному напрямку.

Усі перелічені сили вимірюються у кілограмах.

Найбільшою з трьох сил є вертикальна сила різання: вона приблизно в 4 рази більша за силу подачі і в 2,5 рази більша за радіальну силу. Сила різання навантажує деталі механізму передньої бабки; вона навантажує також різець, деталь, викликаючи в них часто велику напругу.

Досвідами встановлено, що сила різання залежить від властивостей оброблюваного матеріалу, розміру та форми перерізу стружки, що знімається, форми різця, швидкості різання та охолодження.

Для характеристики опірності різних матеріаліврізання встановлено поняття коефіцієнта різання. Коефіцієнтом різання К називається тиск різання в кілограмах, що припадає на квадратний міліметр перерізу зрізу, виміряний за певних умов різання:

Глибина різання t.............5 мм
Подача s.........1 мм/об
Передній кут γ..................15°
Головний кут у плані φ.......45°
Ріжуча кромка різця – прямолінійна, горизонтальна
Вершина різця закруглена радіусом r = 1 мм
Робота проводиться без охолодження

У табл. 3 наведено середні значення коефіцієнта різання для деяких металів.

Таблиця 3

Середні значення коефіцієнта різання До при точенні

Якщо відомий коефіцієнт різання К, то, помноживши його на площу поперечного перерізу зрізу f мм 2 можна знайти приблизну величину сили різання за формулою

Pz = Kf кг. (8)

Приклад 5.На токарному верстаті обточується вал з машиноробної сталі з b = 60 кг/мм 2 . Визначити силу різання якщо глибина різання t = 5 мм, а подача s = 0,5 мм/об.
Рішення. За формулою (8) сила різання Pz = Kf кг. (8)Визначаємо величину f: f = ts = 5x0,5 = 2,5 мм2. За табл. 3 знаходимо значення До для машиноробної сталі з b = 60 кг/мм 2 : K = 160 кг/мм 2 . Отже, z=Kf=160x2,5=400 кг. Потужність різання. Знаючи силу різання та швидкість різання, можна дізнатися, яка потрібна потужність для зрізання стружки цього перерізу.
Потужність різання визначається за формулою (9) де N peз - потужність різання в к.с.;
Р z - сила різання кг;
v - швидкість різання м/хв.

Потужність електродвигуна верстата повинна бути дещо більшою за потужність різання, так як частина потужності електродвигуна витрачається на подолання тертя в механізмах, що передають рух від електродвигуна до шпинделя верстата.

Приклад 6.Визначити потужність різання для обточування валу, розглянутого в попередньому прикладі, якщо обробка ведеться зі швидкістю різання, = 60 м/хв. Рішення . За формулою (9) потужність різання

Потужність різання зазвичай виявляється над кінських силах, а кіловатах (квт). Килават у 1,36 рази більше кінської сили, тому для того, щоб висловити потужність у кіловатах, потрібно розділити потужність у кінських силах на 1,36:

і навпаки,

10. Теплота різання та стійкість різця

Зі збільшенням сили різання зростає сила тертя, внаслідок чого збільшується кількість тепла, що виділяється у процесі різання. Тепло різання зростає ще більшою мірою зі збільшенням швидкості різання, тому що при цьому прискорюється весь процес утворення стружки.

Тепло різання, що виділяється, при недостатньому відведенні його розм'якшує різець, внаслідок чого знос його різальної частини відбувається інтенсивніше. Це викликає необхідність міняти різець або заточувати його та знову встановлювати.

Час безперервної роботи різця до затуплення зветься стійкості різця (вимірюється в хвилинах). Часта зміна різця (мала стійкість) викликає додаткові витратина заточування та встановлення різця, а також на заповнення зношених різців.

Отже, стійкість різця є важливим факторомпри виборі режимів різання, особливо у виборі швидкості різання.

Стійкість різця залежить насамперед від властивостей матеріалу, з якого він виготовлений. Найбільш стійким буде різець, виготовлений з матеріалу, що допускає найвищу температуру нагрівання без значної втрати твердості. Найбільшу стійкість мають різці, оснащені пластинками твердого сплаву, мінералокерамічними пластинками; значно меншою стійкістю - різці зі швидкорізальної сталі, найменшою - різці з вуглецевої інструментальної сталі.

Стійкість різця залежить також від властивостей оброблюваного матеріалу, перерізу зрізу, кутів заточування різця, швидкості різання. Підвищення жорсткості оброблюваного матеріалу знижує стійкість різця.

Змінюючи кути заточування і форму передньої поверхні, можна досягти значного підвищення стійкості різців та їхньої продуктивності.

Особливо сильно впливає на стійкість різця швидкість різання. Іноді навіть найменше збільшення швидкості призводить до швидкого затуплення різця. Наприклад, якщо при обробці стали швидкорізальним різцем підвищити швидкість різання всього на 10%, тобто в 1,1 рази, різець затупиться вдвічі швидше і навпаки.

Із збільшенням площі поперечного перерізу зрізу стійкість різця знижується, але не так сильно, як при такому збільшенні швидкості різання.

Стійкість різця залежить також від розмірів різця, форми перерізу зрізу та охолодження. Чим масивніший різець, тим краще відводить він тепло від ріжучої кромки і, отже, тим більша його стійкість.

Досліди показують, що при тому самому перерізі зрізу велика глибина різання і менша подача забезпечують більшу стійкість різця, ніж менша глибина різання при відповідно більшій подачі. Пояснюється це тим, що при більшій глибині різання стружка стикається з більшою довжиною кромки, тому краще відводиться тепло різання. Ось чому при тому самому перерізі зрізу вигідніше працювати з більшою глибиною, ніж з більшою подачею.

Стійкість різця значно збільшується при його охолодженні.

Охолодна рідина повинна подаватися рясно (емульсія 10-12 л/хв, олія та сульфофрезол 3-4 л/хв); невелика кількість рідини не тільки не приносить користі, але навіть псує різець, викликаючи появу на поверхні дрібних тріщин, що ведуть до вифарбовування.

11. Вибір швидкості різання

Від вибору швидкості різання залежить продуктивність праці: що з більшою швидкістю різання проводиться обробка, то менший час, що витрачається на обробку. Однак зі збільшенням швидкості різання зменшується стійкість різця, тому на вибір із швидкістю різання впливають стійкість різця і всі фактори, від яких залежить стійкість різця. З них найбільш важливими є властивості матеріалу, що обробляється, якість матеріалу різця, глибина різання, подача, розміри різця і кути заточування, охолодження.

1. Чим більше має бути стійкість різця, тим менше має бути обрана швидкість різання та навпаки.

2. Чим твердіше оброблюваний матеріал, тим менша стійкість різця, отже, забезпечення необхідної стійкості під час обробки твердих матеріалів швидкість різання доводиться зменшувати. При обробці литих та кованих заготовок, на поверхні яких є тверда кірка, раковини або окалина, необхідно зменшувати швидкість різання проти тієї, яка можлива при обробці матеріалів без кірки.

3. Від властивостей матеріалу різця залежить його стійкість, отже, від цих властивостей залежить і вибір швидкості різання. За інших рівних умов різці з швидкорізальної сталі допускають значно більшу швидкість різання, ніж різці з вуглецевої сталі; Ще більшу швидкість різання допускають різці, оснащені жорсткими металами.

4. З метою підвищення стійкості різця при обробці в'язких металів вигідно застосовувати охолодження різців. У цьому випадку за однієї і тієї ж стійкості інструменту вдається підвищити швидкість різання на 15-25% порівняно з обробкою без охолодження.

5. Розміри різця і кути його заточування також впливають на допустиму швидкість різання: чим масивніший різець, особливо його голівка, тим краще він відводить тепло, що утворюється при різанні. Неправильно вибрані кути різця, що не відповідають оброблюваному матеріалу, збільшують зусилля різання і сприяють більш швидкому зносу різця.

6. Зі збільшенням перерізу зрізу стійкість різця знижується, отже, при більшому перерізі потрібно вибирати швидкість різання меншу, ніж при меншому перерізі.

Так як при чистовій обробці знімається стружка невеликого перерізу, швидкість різання при чистовій обробці може бути значно більшою, ніж при чорновій обробці.

Оскільки збільшення перерізу зрізу менше впливає стійкість різця, ніж збільшення швидкості різання, то вигідно збільшувати переріз зрізу з допомогою деякого зниження швидкості різання. На цьому принципі засновано метод обробки токаря-новатора Куйбишевського верстатобудівного заводу В. Колесова. Працюючи на швидкості різання 150 м/хв, т. Колесов проводить чистову обробку сталевих деталей з подачею до 3 мм/об замість 0,3 мм/об, а це призводить до зменшення машинного часу в 8-10 разів.

Виникає питання: чому ж передові токарі часто підвищують продуктивність праці за рахунок збільшення швидкості різання? Чи не суперечить це основним законам різання? Ні, не суперечить. Вони підвищують швидкість різання лише у випадках, коли повністю використані можливості збільшити переріз зрізу.

Коли проводиться напівчистова чи чистова обробка, де глибина різання обмежена малим припуском на обробку, а подача обмежується вимогами високої чистоти обробки, збільшення режиму різання можливе за рахунок збільшення швидкості різання. Це і роблять передові токарі, що працюють на напівчистовій та чистовій обробці. Якщо ж є можливість працювати з великими перерізамизрізу (при великих припусках), то в першу чергу слід вибрати можливу велику глибину різання, потім - можливо велику технологічно допустиму подачу і, нарешті, - відповідну їм швидкість різання.

У тих випадках, коли припуск на обробку малий і немає особливих вимог до чистоти поверхні, підвищувати режим різання слід за рахунок застосування якомога більшої подачі.

12. Чистота обробленої поверхні

При обробці різцем на обробленій поверхні деталі завжди залишаються нерівності у вигляді западин і гребінців, навіть при ретельній обробці. Висота нерівностей залежить від способу обробки.

Практикою встановлено, що чим чистіше оброблена поверхня деталі, тим менше вона піддається зносу та корозії, а деталь виходить міцніше.

Ретельне оздоблення поверхні при обробці деталі завжди дорожче, ніж груба обробка поверхні. Тому чистота обробленої поверхні має призначатися залежно та умовами роботи деталі.

Позначення чистоти поверхні на кресленнях. За ГОСТ 2789-59 передбачено 14 класів чистоти поверхні. Для позначення всіх класів чистоти встановлюється один знак - рівносторонній трикутник, поруч із яким вказується номер класу (наприклад, 7; 8; 14). Найчистіші поверхні оцінюються за 14-м класом, а найгрубіші - за 1-м.

Шорсткість поверхні за ГОСТ 2789-59 визначається одним з двох параметрів: а) середнім арифметичним відхиленням профілю R a і б) висотою нерівностей R z .

Для вимірювання шорсткості та віднесення обробленої поверхні до того чи іншого класу застосовуються спеціальні вимірювальні прилади, засновані на методі обмацування профілю поверхні тонкою алмазною голкою Такі прилади називаються профілактометрами та профілактографами.

Для визначення шорсткості та віднесення обробленої поверхні до того чи іншого класу чистоти в цехових умовах застосовують перевірені зразки різних класів чистоти – так звані еталони чистоти, з якими порівнюють оброблену поверхню деталі.

Чинники, що впливають на чистоту обробленої поверхні. Практикою встановлено, що чистота обробленої поверхні залежить від ряду причин: оброблюваного матеріалу, матеріалу різця, кутів заточування та стану ріжучих кромок різця, подачі та швидкості різання, змащувально-охолоджуючих властивостей рідини, жорсткості системи верстат - різець - деталь та ін.

Особливо важливе значеннядля отримання поверхні високої якостіпри точенні має швидкість різання, подача, кути в плані та радіус закруглення вершини різця. Чим менше подача і головний кут у плані і що більше радіус закруглення вершини, то чистіше виходить оброблена поверхня. Швидкість різання дуже впливає на чистоту поверхні. При точенні сталі зі швидкістю різання більше 100 м/хв оброблена поверхня виходить чистіше, ніж зі швидкістю 25-30 м/хв.

Для отримання більш чистої обробленої поверхні слід звертати увагу на ретельне заточування та доведення ріжучих кромок.

Контрольні питання 1. Якої форми утворюється стружка для обробки в'язких металів? При обробці крихких металів?
2. Назвіть головні елементи головки різця.
3. Покажіть на різці передню та задню поверхні; передній та задній кути; кут загострення.
4. Яке призначення мають передній та задній кути різця?
5. Покажіть кути в плані та кут нахилу головної ріжучої кромки.
6. З яких матеріалів виготовляють різці?
7. Які марки твердих сплавів застосовують для обробки сталі? При обробці чавуну?
8. Перерахуйте елементи режиму різання.
9. Які сили діють на різець?
10. Які фактори та як впливають на величину сили різання?
11. Від чого залежить стійкість різця?
12. Які фактори впливають на вибір швидкості різання?

До основних різальних інструментів, що використовуються при , відноситься різець, геометричні параметри якого визначають його технічні можливості, точність та ефективність обробки. Розбиратися в таких параметрах повинен будь-який фахівець, який вирішив присвятити себе токарній справі, оскільки правильний вибіркутів різця збільшує як тривалість експлуатації інструменту, і продуктивність обробки.

Параметри токарних різців

Будь-який токарний різецьутворюють державка, необхідна для фіксації інструменту у тримачі токарного верстата, та робоча головка, що забезпечує різання металу. Для розгляду геометричних параметрів токарного різця за зразок краще взяти прохідний інструмент.

На різальній частині токарного різця даного типувиділяють три поверхні:

• передню (по ній у ході обробки заготівлі здійснюється сходження металевої стружки);
• задні – головну та допоміжну (обидві повернені своєю лицьовою частиною до оброблюваної деталі).

Кромка інструменту, звана ріжучою (і бере участь у обробці), утворена перетином його передньої і головної задньої поверхонь. У геометрії токарного різця виділяють і допоміжну ріжучу кромку. Вона, відповідно, утворена перетином передньої поверхні з допоміжною задньою.

Точку, в якій перетинаються головна та допоміжна ріжучі кромки, прийнято називати вершиною різця. Остання при різанні металу зазнає колосальних навантажень, що призводять до її поломки. Щоб підвищити стійкість вершини різця, її в процесі заточування не загострюють, а трохи заокруглюють. Це вимагає введення такого параметра як радіус при вершині. Є ще один спосіб збільшення стійкості вершини токарного різця - формування перехідної ріжучої кромки, що має прямолінійну форму.

Найважливішими геометричними параметрами різців для токарної обробки є їх кути, які визначають взаємне розташуванняповерхонь інструменту. Параметри кутів варіюються залежно від різновиду токарного різця та від інших факторів:

• матеріалу виготовлення інструменту;
• умов його роботи;
• характеристик матеріалу, який належить обробляти.

Кути різців для токарної обробки

Щоб правильно визначати кути токарного інструменту, їх точні величини, їх розглядають у про вихідних площинах.

• Основна площина паралельна напрямкам подач токарного різця (подовжньої та поперечної) та збігається з його опорною поверхнею.
• Площина різання включає головну ріжучу кромку і проходить по дотичній по відношенню до поверхні обробки. Ця площина перпендикулярна до основної.
• Головна січна площина перетинає головну ріжучу кромку і розташовується перпендикулярно до проекції, яку дана кромка відкладає на основну площину. Є ще й допоміжна площина січного типу, яка, відповідно, перпендикулярна до проекції, що відкладається на основну площину допоміжною ріжучою кромкою.

Як уже говорилося вище, вимірюються саме в даних площинах і ті з них, які вимірюють у площині, яка називається головною січною, позначають як головні. Це, зокрема, головний передній, головний задній кути, а також кути загострення та різання.

Одним з найважливіших вважається головний задній кут токарного різця, який мінімізує тертя, що виникає при взаємодії задньої поверхні інструмента з деталлю, яку в даний момент обробляють (отже, зменшує нагрівання різця і продовжує термін його служби). Утворюється цей кут поверхнею різця (головною задньою) та площиною різання. Вибираючи даний кут під час заточування інструменту, враховують тип обробки та матеріал заготовки. При цьому слід знати, що сильне збільшення розміру заднього кута призводить до швидкого виходу з ладу токарного різця.

Міцність та стійкість ріжучого інструменту, зусилля, що виникають у ході обробки, визначаються параметрами переднього кута. Він знаходиться між передньою поверхнею токарного різця та площиною, в якій розташована головна ріжуча кромка (ця площина перпендикулярна площині різання). При заточенні токарного різця враховують ряд факторів, що впливають на величину даного кута:

• матеріал заготівлі та самого інструменту;
• форму передньої поверхні;
• умови, у яких різець використовуватиметься.

Збільшення значення переднього кута, з одного боку, дозволяє покращити чистоту обробки, а з іншого – провокує зниження міцності та стійкості токарного різця. Такий кут, що отримується в результаті заточування, може мати позитивне і від'ємне значення.

Токарні різці з передніми кутами, які мають негативні значення, відрізняються високою міцністю, але виконувати обробку такими інструментами важко. Зазвичай заточування з переднім кутом, який має позитивне значення, використовують, коли обробка заготовки з в'язкого матеріалу, а також коли матеріал виготовлення інструменту відрізняється високою міцністю.

Різці з передніми кутами, що мають негативне значення, застосовують при обробці матеріалів з високою твердістю і міцністю, при виконанні переривчастого різання, коли матеріал виготовлення інструменту не має достатньої міцності на вигин і погано сприймає ударні навантаження.

Параметрами, що характеризують геометрію різця для токарної обробки, також є кути різання та загострення. Кут різання, величина якого може варіюватися в межах 60-100 0 знаходиться між поверхнею інструменту, званої передньої, і площиною різання.

Величина даного кута безпосередньо залежить від твердості, якою володіє метал, що обробляється: чим вона вище, тим більше його значення. Кут загострення повністю відповідає своїй назві, він вимірюється між головною передньою та головною задньою поверхнями інструменту та характеризує ступінь загострення його вершини.

Характеризують токарний різець та кути у плані. Це головний, що вимірюється між напрямком поздовжньої подачі та проекцією, яку відкладає головна ріжуча кромка на основну площину, і допоміжний, утворений проекцією допоміжної ріжучої кромки на основну площину та напрямком поздовжньої подачі.

При заточенні зазначені кути вибираються не довільно, а залежно від типу токарної обробки та жорсткості, якою володіє система «верстат – інструмент – заготівля». Так, обробку більшої частини металів можна проводити інструментами з головним кутом у плані, рівним 450, але тонкі і довгі заготовки слід обробляти різцями, у яких величина цього кута знаходиться в проміжку 60-900. Це необхідно для того, щоб виключити прогин та тремтіння деталі.

Допоміжний кут у плані одночасно корелює з чистотою обробки та зі стійкістю різця. З його зменшенням зростає чистота обробки та збільшується стійкість інструменту.

Крім розглянутих вище геометрії токарних різців розрізняють кути.

Поздовжнім називають точення, при якому напрямок руху подачі паралельно осі заготовки. На токарних верстатах рух різання – обертання – надано заготівлі, а рух подачі – поступальне переміщення – різцю. На круглопалочних верстатах обертається різальний інструмент, а рух подачі надано заготовці. Справжня траєкторія різання - гвинтова лінія.

Розрізняють чистове та чорнове точення.

Чистове точення (рис.2, а) виконують різцем з плоскими робочими поверхнями та прямолінійними ріжучими кромками - головною та допоміжною. Положення ріжучих кромок щодо осі обертання заготовки характеризується головним кутом у плані та допоміжним кутом у плані. Величина допоміжного кута у плані визначає глибину кінематичних нерівностей, тому може бути більше. Положення граней, що утворюють головну ріжучу кромку, характеризують заднім кутом, кутом заточування та переднім кутом.

Головна ріжуча кромка виготовляє поперечно-торцеве різання, що характеризується кутом нахилу волокон деревини.

Рис. 2. Поздовжнє точення чистове (а) та чорнове (б)

Кут нахилу заміряють між напрямком волокон та нормаллю.

Чорнове точення (рис. 2 б) виробляють жолобчастими різцями з напівкруглою ріжучою кромкою. Поперечний перерізстружки серповидне, товщина стружки на периферії заготовки максимальна, а поблизу поверхні деталі незначна навіть за великої подачі на різець. Це дозволяє застосовувати подачу на різець до 2 мм, тоді як при чистовому точенні не більше 0,8 мм.

> Налагодження токарних верстатів

При налагодженні токарних верстатів необхідно: вибрати різець та закріпити його в різцетримачі (для верстатів з механічною подачею); встановити планшайбу або затискний патрон; вибрати та закріпити підручник (для верстатів з ручною подачею) або копірну лінійку (для верстатів з механічною подачею); встановити та закріпити оброблювану заготовку у верстаті; випробувати верстат на неодруженому ходу; встановити частоту обертання шпинделя та швидкість подачі; обробити та проконтролювати пробні деталі.

Необхідний різець вибирають залежно від характеру роботи, що виконується. Для початкової чорнової обробки використовують обдирний різець, для остаточної - чистовий різець з прямою ріжучою кромкою. При механічній подачі різець кріплять у різцетримачі гвинтами. Для зменшення часу на переналагодження застосовують спеціальні поворотні головки, де одночасно зміцнюють кілька різців різного призначення.

При ручних роботахнеобхідно перевірити надійність кріплення різця до дерев'яної ручки. Забороняється використовувати несправний ріжучий інструмент.

Засоби кріплення заготовки підбирають залежно від її форми та розмірів. Для кріплення довгих заготовок (рис. 3 а) використовують передній і задній центри. Передній центр 2 виконаний у вигляді тризубого повідця з конічним хвостовиком, яким він вставляється в конусний отвір шпинделя 1. Задній центр 4 має конусну і загострену частини і закріплюється в пінолі 5 задньої бабки 6. Для зменшення тертя і підвищення надійності кріплення заготовки підшипник, що забезпечує його обертання із заготівлею 3.

Рис. 3. Кріплення заготовки в токарних верстатах: а - в центрах, б - у патроні, - на планшайбі; 1 - шпиндель, 2 - передній центр, 3 - заготівля, 4 - задній центр, 5 - піноль, 6 - задня бабка, 7 - патрон, 8 - план

Залежно від довжини оброблюваної заготівлі задню бабку переміщують по напрямних станини і фіксують у заданому положенні. Закріплюють заготовку, висуваючи піноль з бабки доти, доки центри впровадяться в торці заготовки і надійно утримуватимуть її при обертанні. Для точення конусних деталей корпус задньої бабки слід перемістити в поперечному напрямку регулювальним гвинтом та зафіксувати стопорним пристроєм. Патрони призначені для кріплення коротких заготовок (рис. 3 б). Патрон 7 має різьблення, за допомогою якої він накручується на шпиндель. Заготівлю зміцнюють у патроні шляхом щільної посадки її кінця в отвір патрона. Використовують також цангові патрони та патрони з розсувними кулачками.

Для закріплення заготовок малої довжини та великого діаметраслужать планшайби 8 (рис. 3, в), що нагвинчуються на шпиндель. Заготівлю кріплять до планшайби гвинтами або болтами 9.

Підручник встановлюють на станині так, щоб його робоча кромка була на рівні центрів і знаходилася поблизу утворює заготовки, що обробляється, але не торкалася її. У міру зменшення діаметра та при обробці довгих заготовок підручник послідовно переставляють у нове положення по напрямних станини. При обробці фасонних виробів на задній стороні станини на кронштейнах зміцнюють копірну лінійку, форма якої подібна до форми готової деталі. При включенні подачі суппорт переміщається криволінійною траєкторією і різець відтворює задану форму деталі.

Частоту обертання шпинделя вибирають залежно від діаметра заготовки та її міцності. За великих діаметрів слід встановлювати мінімальну частоту обертання шпинделя. При установці планшайби діаметром 400 мм частота обертання шпинделя не повинна перевищувати 800 об/хв. Частоту обертання зменшують рукояткою перемикання пари зубчастих коліс або зміною частоти обертання багатошвидкісного електродвигуна. Швидкість різання для деревини м'яких порідмає становити 10...12 м/с, твердих - 0,5...3 м/с.

Поздовжня подача однією оборот шпинделя повинна становити: для чорнової обробки 1,6...2 мм, для чистової -- трохи більше 0,8 мм. Чим вище вимоги до шорсткості поверхні, тим менше має бути поздовжня подача. Поперечна подача на один оберт шпинделя не повинна перевищувати 1,2 мм. Перед пуском верстата необхідно переконатися у надійне кріпленнязаготівлі та встановити огорожу.

Після чорнової обробки деталі різець замінюють та виконують чистове точення з малою подачею. Стружка в цьому випадку має бути по можливості безперервної стрічкової та рівномірної товщини.

У процесі обробки періодично контролюють форму деталі шаблоном або калібром. При використанні калібру або вимірювального інструментузі шкалою верстат вимикають і лише після повної зупинки деталі її вимірюють.

Закінчивши налагодження, виробляють пробну обробку деталі та контролюють її розміри калібром або вимірювальним інструментом зі шкалою.