Zasada wyboru kąta narzędzia skrawającego tokarki

Podczas skrawania metalu narzędzie wcina się w obrabiany przedmiot, a kąt narzędzia jest ważnym parametrem służącym do określenia geometrii części skrawającej narzędzia.

1. Skład części tnącej narzędzia tokarskiego

Część tnąca narzędzia tokarskiego, powszechnie stosowana w procesach obróbki, takich jak operacje tokarskie, zazwyczaj składa się z kilku kluczowych elementów:

●Materiał narzędzia: Materiał części tnącej może się różnić w zależności od zastosowania.Stal szybkotnąca (HSS), węglik, ceramika i sześcienny azotek boru (CBN) są powszechnymi materiałami.Każdy materiał ma swoje właściwości, dzięki którym nadaje się do określonych zadań cięcia.

●Płytka: W wielu nowoczesnych narzędziach tokarskich krawędź skrawająca nie jest bezpośrednio częścią korpusu narzędzia, ale stanowi oddzielną płytkę, którą można wymienić, gdy stanie się stępiona lub uszkodzona.Płytki są zwykle wykonane z węglika lub innych twardych materiałów i są dostępne w różnych kształtach i rozmiarach, aby dostosować się do różnych operacji skrawania.

●Geometria krawędzi skrawającej: Geometria krawędzi skrawającej, w tym jej kształt, kąt i relief, ma kluczowe znaczenie dla uzyskania pożądanego działania skrawania i wykończenia powierzchni.Typowe kształty krawędzi skrawających obejmują kwadrat, okrągły, romb i trójkąt, każdy odpowiedni do różnych rodzajów cięć.

● Powierzchnia natarcia Powierzchnia, po której wióry spływają po narzędziu.

● Główne zbocze Powierzchnia narzędzia, która przeciwstawia się i współdziała z obrobioną powierzchnią przedmiotu obrabianego, nazywana jest głównym zboczem.

● Powierzchnia pomocnicza Powierzchnia narzędzia, która przeciwstawia się powierzchni obrabianej przedmiotu obrabianego i współdziała z nią, nazywana jest powierzchnią pomocniczą.

● Główna krawędź skrawająca Przecięcie powierzchni natarcia narzędzia i głównej powierzchni bocznej nazywane jest główną krawędzią skrawającą.

● Mniejsza krawędź skrawająca Przecięcie powierzchni natarcia i mniejszego boku narzędzia nazywa się mniejszą krawędzią skrawającą.

●Nosek narzędzia Przecięcie głównej krawędzi skrawającej i pomocniczej krawędzi skrawającej nazywane jest wierzchołkiem narzędzia.Końcówka narzędzia jest w rzeczywistości małą krzywizną lub linią prostą, zwaną końcówką zaokrąglającą i końcówką fazującą.

2. Płaszczyzna pomocnicza do pomiaru kąta skrawania narzędzia tokarskiego

Płaszczyzna odniesienia: Płaszczyzna odniesienia służy jako linia bazowa do pomiaru kątów cięcia.Jest to zazwyczaj płaska powierzchnia prostopadła do osi wrzeciona tokarki lub centrum obróbczego.

Ustawianie narzędzia: Narzędzie tnące jest ustawione na płaszczyźnie odniesienia, a końcówka narzędzia dotyka powierzchni.Zapewnia to ustawienie narzędzia prostopadle do osi wrzeciona i zapewnia stały punkt początkowy pomiarów kąta.

Pomiar kąta: Do pomiaru kąta cięcia względem płaszczyzny odniesienia można zastosować różne narzędzia.Mogą to być mierniki kąta, kątomierze lub specjalistyczne przyrządy do pomiaru kąta.

Wyrównanie krawędzi tnącej: Podczas pomiaru krawędź tnąca narzędzia jest wyrównana z płaszczyzną odniesienia.Pozwala to na dokładne określenie kąta natarcia, kąta przyłożenia i innych kątów krawędzi skrawającej.

Regulacja: W razie potrzeby można dokonać regulacji położenia lub orientacji narzędzia, aby uzyskać pożądany kąt cięcia.Może to obejmować wymianę płytek narzędziowych, regulację oprawek narzędziowych lub zmianę położenia narzędzia względem przedmiotu obrabianego.

W celu wyznaczenia i zmierzenia kąta geometrycznego narzędzia tokarskiego należy wybrać jako odniesienie trzy płaszczyzny pomocnicze.Te trzy płaszczyzny pomocnicze to płaszczyzna cięcia, płaszczyzna bazowa i płaszczyzna ortogonalna.

● Płaszczyzna cięcia - Płaszczyzna wycięta do wybranego punktu na głównej krawędzi skrawającej i prostopadła do dolnej płaszczyzny trzpienia.

● Płaszczyzna bazowa - Płaszczyzna przechodząca przez wybrany punkt głównej krawędzi skrawającej i równoległa do spodniej strony trzpienia.

● Płaszczyzna ortogonalna - płaszczyzna prostopadła do płaszczyzny cięcia i prostopadła do płaszczyzny bazowej.

Można zauważyć, że te trzy płaszczyzny współrzędnych są do siebie prostopadłe, tworząc przestrzenny prostokątny układ współrzędnych.

3. Główne kąty geometryczne i dobór narzędzi tokarskich

● Zasada doboru kąta czołowego (γ0 )

Wielkość kąta natarcia rozwiązuje głównie sprzeczność pomiędzy sztywnością i ostrością głowicy tnącej.Dlatego w pierwszej kolejności należy dobrać kąt natarcia w zależności od twardości obrabianego materiału.Twardość obrabianego materiału jest duża, a kąt natarcia przyjmuje niewielką wartość i odwrotnie.Po drugie, wielkość kąta natarcia należy uwzględnić w zależności od właściwości obróbki.Kąt natarcia powinien przyjmować małą wartość podczas obróbki zgrubnej i dużą wartość podczas obróbki wykańczającej.Kąt natarcia jest zwykle wybierany w zakresie od -5° do 25°.

Zwykle kąt natarcia (γ0) nie jest ustalany wstępnie podczas wykonywania narzędzia tokarskiego, ale kąt natarcia uzyskuje się poprzez ostrzenie rowka wiórowego na narzędziu tokarskim.Rowek wiórowy nazywany jest również łamaczem wióra.Jego funkcja jest świetna do łamania żetonów bez splątania;kontrolować kierunek wypływu wiórów i zachować dokładność obrabianej powierzchni;zmniejszyć opór skrawania i przedłużyć żywotność narzędzia.

● Zasada doboru kąta przyłożenia (α0 )

Rozważmy najpierw właściwości przetwarzania.Podczas obróbki wykańczającej kąt przyłożenia przyjmuje dużą wartość, a podczas obróbki zgrubnej kąt przyłożenia przyjmuje małą wartość.Po drugie, należy wziąć pod uwagę twardość przetwarzanego materiału.Jeżeli twardość obrabianego materiału jest wysoka, główny kąt przyłożenia powinien przyjmować niewielką wartość, aby zwiększyć wytrzymałość głowicy tnącej;w przeciwnym razie kąt przyłożenia powinien przyjąć niewielką wartość.Kąt przyłożenia nie może być zerowy ani ujemny i zazwyczaj jest wybierany w zakresie od 6° do 12°.

● Zasada doboru głównego kąta deklinacji (Kr )

Po pierwsze, należy wziąć pod uwagę sztywność systemu procesu toczenia składającego się z tokarek, osprzętu i narzędzi.Jeśli sztywność układu jest dobra, kąt natarcia należy przyjąć jako małą wartość, co jest korzystne dla poprawy żywotności narzędzia tokarskiego, poprawy warunków odprowadzania ciepła i chropowatości powierzchni.Po drugie, należy wziąć pod uwagę geometrię przedmiotu obrabianego.Podczas obróbki stopniowej główny kąt deklinacji powinien wynosić 90°, a główny kąt deklinacji powinien wynosić 60° dla detali ciętych w środku.Główny kąt deklinacji wynosi zazwyczaj od 30° do 90°, a najczęściej stosowane to 45°, 75° i 90°.

● Zasada wyboru deklinacji wtórnej (Kr' )

Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę wystarczającą sztywność narzędzia tokarskiego, przedmiotu obrabianego i zacisku, aby zmniejszyć wtórny kąt deklinacji;w przeciwnym razie należy przyjąć większą wartość;po drugie, biorąc pod uwagę właściwości obróbki, wtórny kąt deklinacji może wynosić od 10° do 15° podczas obróbki wykańczającej i od 10° do 15° podczas obróbki zgrubnej.wtórny kąt deklinacji może wynosić około 5°.

● Zasada doboru kąta nachylenia krawędzi (λS)

Zależy to głównie od właściwości przetwórczych.Podczas obróbki zgrubnej przedmiot obrabiany ma duży wpływ na narzędzie tokarskie i λS ≤ 0°.Podczas wykańczania siła uderzenia przedmiotu obrabianego w narzędzie tokarskie jest niewielka i λS ≥ 0°;zwykle λS = 0°.Kąt nachylenia ostrza jest zwykle wybierany w zakresie od -10° do 5°.

Materiał przedmiotu obrabianego: Różne materiały wymagają różnych kątów narzędzia tnącego.Na przykład bardziej miękkie materiały, takie jak aluminium, mogą wymagać ostrzejszych kątów cięcia, podczas gdy twardsze materiały, takie jak stal, mogą wymagać bardziej rozwartych kątów.