ТЕМА:

Геометрия режущего инструмента


Режущий элемент любого резца можно рассматривать как клин, который под действием определенных сил внедряется в древесину и срезает какую-то ее часть, отделяющуюся в виде стружки или опилок.

На рис. 3.1 изображены грани режущего клина и обозначены кромки, образованные пересечением граней. В зависимости от типа и назначения инструмента режущими кромками могут быть: передняя АБ, боковые АГ и БВ, которые используются в любом сочетании.

Режущий клин имеет определенный угол, и под определенным углом он входит в древесину. Положение режущих плоскостей резца образует три угла (рис. 3.2):

угол a - задний угол - между задней гранью резца и плоскостью резания;
угол b - угол заострения (заточки) - между передней и задней гранями резца;
угол g -передний угол - между передней гранью резца и перпендикуляром к плоскости резания.

Сумма углов a и b составляет угол резания. Величина угла заострения - наиболее важный из всех параметров режущего инструмента. При малом угле заострения резание происходит с меньшими усилиями, но прочность резца снижается. Лезвие выкрашивается, затупляется, и его приходится чаще затачивать. При большом угле заострения прочность резца возрастает, но увеличивается угол резания, а с ним и усилия. Угол резания можно уменьшить за счет заднего угла, но при этом возрастет трение между резцом и обрабатываемой поверхностью, резец излишне нагревается и отпускается. Таким образом, значения всех углов взаимосвязаны и оптимальные их величины таковы: угол заострения b = 254:35 , задний угол a = 10:5 , угол резания a+b = 35:45 . Резцы и фрезы имеют сложный профиль, содержащий не одну, а две и более режущие кромки. Наличие у резца нескольких режущих кромок позволяет при неизменной его установке снимать стружку в разных направлениях. Поэтому значения углов a,b,g должны соблюдаться для всех режущих граней (и передних и боковых).


Устройство резца и построение основных его углов





Угловые параметры резцов в плане определяются типом и назначением инструмента. В качестве примера рассмотрим два основных вида резцов: подрезной и чистовой (лопаточный). Продольная и поперечная подачи суппорта взаимно перпендикулярны. Резец, поочередно перемещаемый по этим направлениям, формирует цилиндрическую и торцевую поверхности детали, которые в плане образуют прямой угол. Обе эти поверхности образуются съемом стружки передней или боковой режущей кромкой, но формирование прямого угла осуществляется смещением вершины резца по линии резания. Поэтому режущие кромки подрезных резцов должны иметь в плане угол меньше 90 (рис. 3.3). Чистовой резец с передней режущей кромкой, установленной параллельно оси точения, углубляется в деталь и образует две торцевые поверхности своими вершинами. Углы между передней и обеими боковыми режущими кромками также меньше 90 (рис. 3.4).

Для ручного инструмента важен только один параметр - угол заострения, равный 25-35 гр. Все остальные углы при работе ручным инструментом широко варьируются.

Ширина лезвия резца (для сложного резца - периметр всех режущих кромок) обусловливает меньшую или большую силу резания.

Этот показатель следует принимать во внимание при выборе коэффициента передач от двигателя на шпиндель.

Резание древесины может осуществляться в трех направлениях: в торец, вдоль волокон и поперек волокон (рис. 3.5). При станочной обработке древесины резание ведется в любом из этих направлений, но чаще всего носит смешанный характер. Например, вращающийся инструмент за один оборот срезает волокна вдоль и в торец. Резание древесины в разных направлениях требует разных усилий, что особенно ощутимо при работе ручным инструментом.

В зависимости от положения резца или стамески относительно оси вращения заготовки различают радиальное и тангенциальное точение (рис. 3.6). Механическая обработка ведется в радиальном направлении (подача резца по радиусу), ручная - в тангенциальном (подача стамески по касательной к годичным кольцам).

В последнем случае обеспечивается меньшее усилие и лучшее качество поверхности.

Типы, устройство и некоторые методы изготовления резцов, стамесок, фрез, пил и другого режущего инструмента применительно к определенным видам обработки дерева подробно рассмотрены в соответствующих разделах форума.