L'angolo tra le superfici anteriore e posteriore. Elementi e geometria della taglierina

L'angolo di attacco φ determina il rapporto tra larghezza e spessore del taglio a valori costanti di avanzamento e profondità di taglio. Al diminuire dell'angolo principale φ, lo spessore del taglio diminuisce e la sua larghezza aumenta. Ciò porta ad un aumento della lunghezza attiva del tagliente, cioè della lunghezza a contatto con il pezzo. La forza di taglio e la temperatura per unità di lunghezza del tagliente vengono ridotte e, allo stesso tempo, si riduce l'usura della taglierina. Quando l'angolo φ diminuisce, la componente radiale della forza di taglio Ru aumenta notevolmente, il che può portare alla deflessione del pezzo e persino allo strappo dal centro in caso di fissaggio insufficiente. Allo stesso tempo, durante il funzionamento potrebbero verificarsi delle vibrazioni.

Il lavoro sperimentale mostra che con una diminuzione dell'angolo φ ad un avanzamento costante, la durata dell'utensile aumenta notevolmente, mentre con uno spessore di taglio costante la durata dell'utensile rimane quasi costante indipendentemente dalla variazione dell'angolo φ. Ne consegue che la durata della fresa è influenzata principalmente dallo spessore del taglio, approssimativamente uguale all'angolo φ. Con l'aumentare dello spessore del taglio, aumenta il grado della sua influenza sulla durabilità. Pertanto, per aumentare la produttività, si consiglia di utilizzare piccoli angoli φ con uno spessore di taglio costante, il massimo consentito in relazione alla resistenza del tagliente e con un corrispondente (possibile) aumento dell'avanzamento secondo la formula s = a/ sin φ Tale scelta della modalità di taglio è possibile solo in condizioni di rigidità e resistenza alle vibrazioni del sistema AIDS e con una piccola tolleranza per la lavorazione. Si consiglia di utilizzare gli angoli del piano φ (in gradi):

Per finiture in condizioni gravose... 10-20

Durante la lavorazione in condizioni difficili, se l/d<6 ... 30-45

Quando si lavora in condizioni miti l/d=6-12 ... 60-75

Durante la lavorazione di pezzi lunghi di piccolo diametro l/d>12 ... 90

Riso. 7 - Angolo principale φ

Quindi, ad esempio, quando si lavorano pezzi grandi e massicci su macchine grandi e molto rigide, è vantaggioso dal punto di vista della massima durata utilizzare frese con un angolo di attacco di 10-20°. Al contrario, quando si lavorano pezzi non rigidi, come rulli, boccole, maschiatori, trapani, alesatori, ecc., è consigliabile lavorare con angoli ampi φ = 60-75°. Se queste parti presentano spalle e gradini è consigliabile utilizzare frese con φ = 90°. Permettono, oltre alla lavorazione in passata, anche la tornitura trasversale e quindi non è necessario cambiare la fresa. Per parti come i rulli a gradini, questa lavorazione comporta un notevole risparmio di tempo associato alla riorganizzazione delle frese. Esiste un numero significativo di tali parti nel settore delle macchine utensili; Per questo motivo i costruttori di macchine utensili utilizzano spesso frese con φ - 90°.

Al principale

sezione tre

Fondamenti della teoria del taglio dei metalli.
Selezione delle modalità di taglio

Capitolo VI

Fondamenti di teoria del taglio dei metalli

I fondatori della teoria del taglio dei metalli furono eccezionali scienziati russi I. A. Time (1838-1920), K. A. Zvorykin (1861-1928), Ya. G. Usachev (1873-1941), ecc. Il lavoro di questi scienziati ha ricevuto riconoscimenti in tutto il mondo, non hanno ancora perso il loro valore. Tuttavia, nelle condizioni della Russia zarista arretrata, tutto questo lavoro non ha trovato applicazione pratica, poiché l'industria era poco sviluppata.

La scienza del taglio dei metalli acquistò ampia portata solo dopo la Grande Rivoluzione Socialista d’Ottobre, soprattutto durante il periodo dei piani quinquennali sovietici, quando la scienza fu messa al servizio dell’industria socialista.

Gli scienziati sovietici V. D. Kuznetsov, V. A. Krivoukhov, I. M. Besprozvanny, A. M. Rosenberg, M. N. Larin, P. P. Trudov, M. I. Klushin e altri hanno creato una scuola domestica di taglio dei metalli, la cui caratteristica distintiva è la stretta collaborazione della scienza con la produzione, degli scienziati con gli innovatori della produzione .

Il movimento degli innovatori della produzione ha svolto un ruolo importante nello sviluppo della scienza del taglio dei metalli. Nel tentativo di aumentare la produttività della manodopera, i leader della produzione iniziarono a cercare nuovi modi per migliorare le condizioni di taglio: crearono una nuova geometria degli utensili da taglio, modificarono le condizioni di taglio e padroneggiarono nuovi materiali da taglio. Ogni posto di lavoro di un tornitore innovativo è diventato come un piccolo laboratorio per la ricerca sul processo di taglio.

Un ampio scambio di esperienze, possibile solo in un’economia socialista, e una stretta collaborazione tra i principali industriali e la scienza hanno assicurato il rapido sviluppo della scienza del taglio dei metalli.

1. Lavoro della taglierina

Klin e il suo lavoro. La parte operativa di qualsiasi utensile da taglio è cuneo(Fig. 44). Sotto l'influenza della forza applicata, la punta del cuneo taglia il metallo.

Più il cuneo è affilato, cioè minore è l'angolo formato dai suoi lati, minore è la forza necessaria per tagliarlo nel metallo. Si chiama l'angolo formato dai lati del cuneo angolo del punto ed è indicato con la lettera greca β ( beta). Di conseguenza, quanto più piccolo è l'angolo di rastremazione β, tanto più facilmente il cuneo penetra nel metallo e, viceversa, quanto maggiore è l'angolo di rastremazione β, maggiore è la forza che deve essere applicata per tagliare il metallo. Quando si assegna un angolo di affilatura, è necessario tenere conto delle proprietà meccaniche del metallo in lavorazione. Se tagli il metallo duro con una taglierina che ha un piccolo angolo di affilatura β, la lama sottile non reggerà e si sgretolerà o si spezzerà. Pertanto, a seconda della durezza del metallo in lavorazione, viene assegnato l'angolo di affilatura appropriato del cuneo.

Lo strato di metallo in lavorazione, situato direttamente davanti alla fresa, viene continuamente compresso dalla sua superficie anteriore. Quando la forza della taglierina supera la forza di adesione delle particelle metalliche, l'elemento compresso si rompe e si sposta verso l'alto con la superficie anteriore del cuneo. La taglierina, avanzando sotto l'azione della forza applicata, continuerà a comprimere, scheggiare e spostare i singoli elementi da cui si formano i trucioli.

Movimenti di base durante la svolta. Durante la lavorazione su torni, il pezzo ruota e la fresa riceve movimento nella direzione longitudinale o trasversale. Viene chiamata la rotazione del pezzo movimento principale, e il movimento della taglierina rispetto alla parte è movimento di avanzamento(Fig. 45).

2. Parti ed elementi principali di un utensile da tornio

La taglierina è composta da due parti principali: la testa e il corpo (asta) (Fig. 46). Testaè la parte lavorante (tagliante) della taglierina; corpo serve per fissare la fresa nel portautensile.

La testa è composta dai seguenti elementi: superficie anteriore, lungo il quale scorrono i trucioli, e superfici posteriori, rivolto verso il pezzo. Viene chiamata una delle superfici posteriori rivolte verso la superficie di taglio principale; l'altro, rivolto verso la superficie trattata - ausiliario.

I taglienti sono ottenuti dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore. Distinguere casa E taglienti ausiliari. Il tagliente principale viene eseguito dal tagliente principale.

Viene chiamata l'intersezione dei taglienti principali e ausiliari punta dell'incisivo.

3. Trattamento superficiale

Esistono tre tipi di superficie sul pezzo (Fig. 47): superficie lavorata, lavorata e di taglio.

Elaborato la superficie è la superficie del pezzo da cui vengono rimossi i trucioli.

Superficie trattataè la superficie del pezzo ottenuta dopo l'asportazione dei trucioli.

Superficie di taglioè la superficie formata sul pezzo dal tagliente principale della fresa.

È inoltre necessario distinguere tra il piano di taglio e il piano principale.

Piano di taglio chiamato piano tangente alla superficie di taglio e passante per il tagliente della fresa.

Piano principale chiamato piano parallelo agli avanzamenti longitudinale e trasversale della taglierina. Nei torni coincide con il piano orizzontale di appoggio del portautensile.

4. Angoli di taglio e loro scopo

Gli angoli della parte operante della taglierina influenzano notevolmente il processo di taglio.

Scegliendo correttamente gli angoli della taglierina, è possibile aumentare significativamente la durata del suo funzionamento continuo prima dell'opacizzazione (durabilità) ed elaborare un numero maggiore di parti per unità di tempo (al minuto o all'ora).

La scelta degli angoli della fresa determina anche la forza di taglio che agisce sulla fresa, la potenza richiesta, la qualità della superficie lavorata, ecc. Ecco perché ogni tornitore deve studiare a fondo lo scopo di ciascuno degli angoli di affilatura della fresa ed essere in grado di eseguire correttamente selezionare il loro valore più vantaggioso.

Gli angoli della fresa (Fig. 48) possono essere suddivisi in angoli principali, angoli di attacco della fresa e angolo di inclinazione del tagliente principale.

Gli angoli principali includono: angolo posteriore, angolo anteriore e angolo di punta; Gli angoli di taglio in pianta comprendono quelli principali e quelli ausiliari.

Gli angoli principali della taglierina devono essere misurati nel piano di taglio principale, che è perpendicolare al piano di taglio e al piano principale.

La parte lavorante della taglierina è un cuneo (ombreggiato in Fig. 48), la cui forma è caratterizzata dall'angolo tra la superficie anteriore e quella posteriore principale della taglierina. Questo angolo si chiama angolo del punto ed è indicato con la lettera greca β (beta).

Angolo della schiena α ( alfa) è l'angolo tra la superficie del fianco principale e il piano di taglio.

L'angolo di spoglia α serve a ridurre l'attrito tra la superficie del fianco della fresa e il pezzo. Riducendo l'attrito, riduciamo così il riscaldamento della taglierina, che per questo si consuma meno. Tuttavia, se l'angolo di spoglia aumenta notevolmente, la fresa si indebolisce e collassa rapidamente.

Angolo anteriore γ ( gamma) è l'angolo tra la superficie anteriore della taglierina e il piano perpendicolare al piano di taglio tracciato attraverso il tagliente principale.

L'angolo di spoglia γ gioca un ruolo importante nel processo di formazione del truciolo. Aumentando l'angolo di spoglia, è più facile per la fresa tagliare il metallo, si riduce la deformazione dello strato tagliato, si migliora il deflusso dei trucioli, si riducono la forza di taglio e il consumo energetico e si migliora la qualità della superficie lavorata. è migliorato. D'altro canto, un aumento eccessivo dell'angolo di spoglia porta ad un indebolimento del tagliente e ad una diminuzione della sua resistenza, ad una maggiore usura del tagliente a causa della scheggiatura del tagliente e ad un deterioramento della dissipazione del calore. Pertanto, durante la lavorazione di metalli duri e fragili, per aumentare la resistenza dell'utensile, nonché la sua durata, è necessario utilizzare frese con un angolo di spoglia inferiore; Durante la lavorazione di metalli teneri e tenaci, è necessario utilizzare frese con un ampio angolo di spoglia per facilitare la rimozione dei trucioli. In pratica la scelta dell'angolo di spoglia dipende, oltre che dalle proprietà meccaniche del materiale in lavorazione, dal materiale della fresa e dalla forma della superficie di spoglia. I valori dell'angolo di spoglia consigliati per le frese in metallo duro sono riportati nella tabella. 1.

Pianificare gli angoli. Angolo del piano principale φ ( fi) è l'angolo tra il tagliente principale e la direzione di avanzamento.

L'angolo φ viene solitamente scelto nell'intervallo 30-90° a seconda del tipo di lavorazione, del tipo di fresa, della rigidità del pezzo e della fresa e del metodo di fissaggio. Quando si lavora la maggior parte dei metalli con frese per sgrossatura continue, è possibile assumere un angolo φ = 45°; Quando si lavorano pezzi sottili e lunghi al centro, è necessario utilizzare frese con un angolo di attacco di 60, 75 o anche 90° in modo che i pezzi non si pieghino o tremino.

Angolo del piano ausiliarioφ 1 è l'angolo tra il tagliente secondario e la direzione di avanzamento.

Angolo λ ( lambda) inclinazione del tagliente principale(Fig. 49) è l'angolo tra il tagliente principale e una linea tracciata attraverso la parte superiore della taglierina parallela al piano principale.

Tabella 1

Valori di spoglia e angolo di arretramento consigliati per frese in metallo duro
Nota: Le proprietà meccaniche dei metalli vengono determinate utilizzando macchine e strumenti speciali e ad ogni proprietà viene assegnata una propria designazione. La designazione σ b riportata in questa tabella e nelle successive esprime la resistenza a trazione del metallo; il valore di tale limite si misura in kg/mm2. Le lettere HB indicano la durezza del metallo, che viene determinata su uno strumento Brinell premendo una sfera di acciaio temprato sulla superficie del metallo. Il valore della durezza si misura in kg/mm2.

Frese in cui l'apice è il punto più basso del tagliente, cioè l'angolo λ positivo(Fig. 49, c) sono più durevoli e resistenti; Queste frese sono adatte per la lavorazione di metalli duri, nonché di superfici discontinue che creano carichi d'urto. Quando si lavorano tali superfici con frese in metallo duro, l'angolo di inclinazione del tagliente principale viene regolato su 20-30°. Frese il cui apice è il punto più alto del tagliente, cioè l'angolo λ negativo(Fig. 49, a), si consiglia di utilizzarlo per la lavorazione di parti in metalli teneri.

5. Materiali utilizzati per la fabbricazione delle frese

Quando si lavora sui taglienti della fresa si verificano alte pressioni e alte temperature (600-800° e oltre). L'attrito della superficie posteriore della fresa sulla superficie di taglio e dei trucioli sulla superficie anteriore della fresa provoca un'usura più o meno rapida delle sue superfici di lavoro. A causa dell'usura, la forma della parte tagliente cambia e dopo qualche tempo la fresa diventa inadatta per ulteriori lavori; tale fresa deve essere rimossa dalla macchina e messa a terra. Per aumentare la durata di una fresa senza riaffilatura, è necessario che il suo materiale resista bene all'usura alle alte temperature. Inoltre, il materiale della taglierina deve essere sufficientemente resistente da resistere alle alte pressioni incontrate durante il taglio senza rompersi. Pertanto, al materiale della fresa vengono imposti i seguenti requisiti di base: durezza alle alte temperature, buona resistenza all'usura e resistenza.

Attualmente esistono molti acciai e leghe per utensili che soddisfano questi requisiti. Questi includono: acciai per utensili al carbonio, acciai rapidi, leghe dure e materiali ceramici.

Acciaio per utensili al carbonio. Per la produzione di utensili da taglio viene utilizzato acciaio con un contenuto di carbonio compreso tra 0,9 e 1,4%. Dopo la tempra e il rinvenimento, gli utensili da taglio realizzati con questo acciaio acquisiscono un'elevata durezza. Tuttavia, se durante il processo di taglio la temperatura del tagliente raggiunge i 200-250°, la durezza dell'acciaio diminuisce bruscamente.

Per questo motivo, l'acciaio per utensili al carbonio ha attualmente un utilizzo limitato: con esso vengono realizzati utensili da taglio che funzionano a velocità di taglio relativamente basse quando la temperatura nella zona di taglio raggiunge un valore basso. Tali strumenti includono: matrici, alesatori, maschi, lime, raschietti, ecc. Le frese non sono attualmente prodotte in acciaio per utensili al carbonio.

Acciai rapidi. Gli acciai ad alta velocità contengono un gran numero di speciali, cosiddetti elementi di lega - tungsteno, cromo, vanadio e cobalto, che conferiscono all'acciaio elevate proprietà di taglio - la capacità di mantenere la durezza e la resistenza all'usura quando riscaldati durante il processo di taglio a 600- 700°. Le frese in acciaio ad alta velocità consentono velocità di taglio 2-3 volte superiori rispetto alle frese in carbonio.

Attualmente, nell'URSS (GOST 9373-60) vengono prodotti i seguenti tipi di acciaio rapido: R18, R9, R9F5, R14F14, R18F2, R9K5, R9KYu, R10K5F5 e R18K5F2.

Le frese realizzate interamente in acciaio rapido sono costose, pertanto, per risparmiare acciaio rapido, vengono utilizzate principalmente frese con piastre saldate.

Leghe dure. Le leghe dure sono caratterizzate da una durezza molto elevata e da una buona resistenza all'usura.

Le leghe di carburo sono realizzate sotto forma di piastre di polveri di tungsteno e titanio combinate con carbonio. Si chiama la combinazione di carbonio e tungsteno carburo di tungsteno e con titanio - carburo di titanio. Il cobalto viene aggiunto a loro come legante. Questa miscela di polveri viene pressata ad alta pressione per produrre piccole piastre, che vengono poi sinterizzate ad una temperatura di circa 1500°. Le piastre finalmente preparate non necessitano di alcun trattamento termico. La piastra è saldata in rame ad un portacoltelli in acciaio al carbonio o fissata ad esso tramite regolatori e viti (fissaggio meccanico dell'inserto).

Il vantaggio principale delle leghe dure è che resistono bene all'abrasione dei trucioli e del pezzo e non perdono le proprietà di taglio anche se riscaldate a 900-1000°. Grazie a queste proprietà, le frese dotate di inserti in metallo duro sono adatte alla lavorazione dei metalli più duri (acciai duri, compresi quelli temprati) e dei materiali non metallici (vetro, porcellana, plastica) con velocità di taglio superiori a 4-6 volte o più la velocità di taglio consentito dalle frese ad alta velocità.

Lo svantaggio delle leghe dure è la maggiore fragilità.

Attualmente nell'URSS vengono prodotti due gruppi di leghe dure. I principali sono tungsteno(VK2, VKZ, VK4, VK6M, VK6, VK8 e VK8M) e titanio-tungsteno(T30K4, T15K6, T14K8, T5K10). Ciascuno di questi gruppi ha un ambito specifico di applicazione (Tabella 2).

Tutte le leghe di tungsteno sono destinate alla lavorazione della ghisa, dei metalli non ferrosi e delle loro leghe, degli acciai temprati, degli acciai inossidabili e dei materiali non metallici (gomma dura, porcellana, vetro, ecc.). Le leghe dure del gruppo titanio-tungsteno vengono utilizzate per la lavorazione degli acciai.

Materiali ceramici. Recentemente, i metallurgisti sovietici hanno creato materiali economici con elevate proprietà di taglio, che in molti casi sostituiscono le leghe dure. Questi sono materiali ceramici ( termocorindone), prodotte sotto forma di lastre bianche, che ricordano il marmo, che, come le leghe dure, vengono saldate ai porta frese o fissate meccanicamente ad essi. Queste piastre non contengono elementi costosi e scarsi come tungsteno, titanio, ecc. Allo stesso tempo, le piastre in ceramica si distinguono per una durezza maggiore rispetto alle leghe dure e mantengono la loro durezza quando riscaldate a 1200°, il che rende possibile tagliare i metalli con elevate velocità di taglio.

Lo svantaggio delle piastre in ceramica è la loro viscosità insufficiente. Le frese dotate di inserti ceramici possono essere utilizzate per la finitura o semifinitura di ghisa, bronzo, leghe di alluminio e acciai dolci.

6. Affilatura e finitura delle frese

Nelle fabbriche, l'affilatura delle frese viene solitamente eseguita centralmente su macchine affilatrici da personale specializzato. Ma il tornitore stesso deve essere in grado di affilare e rifinire le frese.

Tavolo 2

Proprietà e scopo di alcuni gradi di leghe dure

L'affilatura e la finitura delle frese ad alta velocità vengono eseguite nel rispetto delle seguenti regole:
1. La mola non deve urtare, la sua superficie deve essere liscia; Se la superficie di lavoro del cerchio è usurata, è necessario correggerla.
2. Durante l'affilatura, è necessario utilizzare uno strumento e non tenere la taglierina sospesa. Il supporto dell'utensile deve essere installato il più vicino possibile alla mola, con l'angolazione richiesta e fornire un supporto affidabile per la fresa (Fig. 50, a-d).
3. La lama da affilare deve essere spostata lungo la superficie di lavoro del cerchio, altrimenti si usurerà in modo non uniforme.
4. Per non surriscaldare la taglierina ed evitare così la comparsa di crepe, non premere troppo forte la taglierina contro la ruota.
5. L'affilatura va effettuata con continuo ed abbondante raffreddamento della fresa con acqua. Non sono consentiti il ​​raffreddamento a goccia e l'immersione periodica di una taglierina molto calda in acqua. Se non è possibile garantire un raffreddamento continuo è meglio passare all'affilatura a secco.
6. L'affilatura delle frese in acciaio rapido deve essere eseguita utilizzando ruote in elettrocorindone di media durezza e grana 25-16.
L'ordine di affilatura delle lame è il seguente. Innanzitutto, affilare la superficie posteriore principale (Fig. 50, a). Poi la superficie posteriore ausiliaria (Fig. 50, b), poi la superficie anteriore (Fig. 50, c) e, infine, il raggio di curvatura dell'apice (Fig. 50, d).
7. È severamente vietato affilare le lame su macchine nelle quali è stata rimossa la custodia protettiva.
8. Durante l'affilatura, assicurarsi di indossare occhiali di sicurezza.

Dopo aver affilato la taglierina, rimangono piccole tacche, bave e graffi sui taglienti. Vengono eliminati mediante finitura su apposite macchine di finitura. Anche la rifinitura viene eseguita manualmente utilizzando pietra a grana fine inumidita con olio minerale. Dapprima, con leggeri movimenti della cote, si regolano le superfici posteriori, poi quella anteriore ed il raggio di curvatura dell'apice.

Affilatura e finitura di frese dotate di inserti in metallo duro. L'affilatura delle frese con piastre in metallo duro viene effettuata su affilatrici con cerchi in carburo di silicio verde. L'affilatura viene eseguita sia manualmente (Fig. 50, a-d) che con le lame fissate nei portautensili. La procedura per affilare queste frese è la stessa delle frese in acciaio rapido, cioè affilare prima la lama lungo il dorso principale (Fig. 50, a), poi lungo le superfici posteriori ausiliarie (Fig. 50, b), e poi lungo la superficie anteriore (Fig. 50, c) e, infine, attorno alla punta della taglierina (Fig. 50, d).

La preaffilatura si effettua con mole in carburo di silicio verde con grana 50-40 e l'affilatura finale con grana 25-16.

La fresa non deve essere premuta con troppa forza contro la superficie di lavoro della mola per evitare il surriscaldamento e la rottura della piastra in metallo duro. Inoltre, deve essere costantemente spostato rispetto al cerchio; ciò è necessario per un'usura uniforme del cerchio.

L'affilatura può essere effettuata sia a secco che con abbondante raffreddamento della fresa con acqua.

Dopo aver affilato una fresa in metallo duro, è necessario lucidarne la superficie. La finitura viene eseguita manualmente o su una macchina di finitura. La finitura manuale viene eseguita utilizzando una mola in ghisa o rame, la cui superficie di lavoro viene strofinata con una pasta speciale o una polvere di carburo di boro mescolata con olio per macchine o cherosene viene applicata sulla superficie in uno strato uniforme. La finitura viene eseguita ad una larghezza di 2-4 mm dal tagliente.

La finitura è più produttiva su una speciale macchina di finitura che utilizza un disco in ghisa del diametro di 250-300 mm, rotante ad una velocità di 1,5-2 m/sec; Sulla superficie di questo disco viene applicata pasta o polvere di carburo di boro mescolata con olio per macchine o cherosene.

7. Formazione di trucioli

Tipi di patatine. I trucioli separati, sotto l'influenza della pressione della taglierina, cambiano notevolmente la loro forma o, come si suol dire, si deformano: si accorciano di lunghezza e aumentano di spessore. Questo fenomeno fu scoperto per la prima volta dal Prof. I. A. Ora e nome ritiro del truciolo.

L'aspetto dei trucioli dipende dalle proprietà meccaniche del metallo e dalle condizioni in cui avviene il taglio. Se vengono lavorati metalli viscosi (piombo, stagno, rame, acciaio dolce, alluminio, ecc.), I singoli elementi dei trucioli, strettamente aderenti tra loro, formano trucioli continui che si arricciano in un nastro (Fig. 51, a). Tali trucioli sono chiamati drenare. Durante la lavorazione di metalli meno viscosi, come l'acciaio duro, i trucioli si formano da singoli elementi (Fig. 51, b), debolmente collegati tra loro. Tali trucioli sono chiamati scheggiatura dei trucioli.

Se il metallo da lavorare è fragile, come ghisa o bronzo, i singoli elementi dei trucioli si rompono e vengono separati dal pezzo e l'uno dall'altro (Fig. 51, c). Vengono chiamati tali trucioli costituiti da singoli fiocchi di forma irregolare trucioli di frattura.

I tipi di truciolo considerati non rimangono costanti; possono cambiare al variare delle condizioni di taglio. Quanto più tenero è il metallo da lavorare e quanto minori sono lo spessore del truciolo e l'angolo di taglio, tanto più la forma del truciolo si avvicina allo scarico. Lo stesso si osserverà aumentando la velocità di taglio e applicando il raffreddamento. Quando la velocità di taglio diminuisce, vengono prodotti trucioli invece di drenare i trucioli.

Crescita. Se si esamina la superficie anteriore della taglierina utilizzata per il taglio, sul tagliente a volte è possibile trovare un piccolo pezzo di metallo saldato alla taglierina sotto l'influenza di alta temperatura e pressione. Questo è il cosiddetto crescita(Fig. 52). Appare in determinate condizioni durante il taglio di metalli tenaci, ma non si osserva durante il taglio di metalli fragili. La durezza del riporto è 2,5-3 volte superiore alla durezza del metallo in lavorazione; grazie a ciò l'escrescenza stessa ha la capacità di tagliare il metallo da cui è stata formata.

Il ruolo positivo del tagliente di riporto è che copre la lama di taglio, proteggendola dall'usura dovuta alla caduta di trucioli e dagli effetti del calore, e questo aumenta in qualche modo la durata della taglierina. La presenza di un accumulo è utile durante la pelatura, poiché la lama di taglio si riscalda meno e la sua usura è ridotta. Tuttavia, con la formazione di depositi, la precisione e la pulizia della superficie lavorata si deteriorano, poiché i depositi distorcono la forma della lama. Pertanto, la formazione di un accumulo non è redditizia durante i lavori di finitura.

8. Concetto di elementi della modalità di taglio

Per poter eseguire la lavorazione in ogni singolo caso in modo più efficiente, il tornitore deve conoscere gli elementi base della modalità di taglio; questi elementi sono la profondità di taglio, l'avanzamento e la velocità di taglio.

Profondità di taglioè la distanza tra la superficie lavorata e quella lavorata, misurata perpendicolarmente a quest'ultima. La profondità di taglio è indicata dalla lettera t e misurata in millimetri (Fig. 53).

Quando si torni un pezzo su un tornio, il sovrametallo di lavorazione viene tagliato in uno o più passaggi.

Per determinare la profondità di taglio t è necessario misurare il diametro del pezzo prima e dopo il passaggio della fresa; metà della differenza di diametri darà la profondità di taglio, in altre parole

dove D è il diametro del pezzo in mm prima del passaggio della fresa; d è il diametro del pezzo in mm dopo il passaggio della fresa. Viene chiamato il movimento della fresa per giro del pezzo (Fig. 53). archiviazione. L'avanzamento è indicato con la lettera s e si misura in millimetri per giro del pezzo; Per brevità si è soliti scrivere mm/giro. A seconda della direzione in cui si muove la taglierina rispetto alle guide del telaio si hanno:
UN) avanzamento longitudinale- lungo le guide del letto;
B) alimentazione incrociata- perpendicolare alle guide del letto;
V) alimentazione inclinata- inclinate rispetto alle guide del letto (ad esempio quando si gira una superficie conica).

Area della sezione trasversale di taglio indicato con la lettera f (ef) e definito come il prodotto della profondità di taglio e di avanzamento (vedere Fig. 53):

Oltre alla profondità di taglio e all'avanzamento, si distinguono anche la larghezza e lo spessore dello strato tagliato (Fig. 53).

Larghezza dello strato di taglio, O larghezza del truciolo, - la distanza tra le superfici lavorate e lavorate, misurata lungo la superficie di taglio. Si misura in millimetri e viene indicato con la lettera b (be).

Spessore dello strato tagliato, O spessore del truciolo, - la distanza tra due posizioni successive del tagliente per giro del pezzo, misurata perpendicolarmente alla larghezza del truciolo. Lo spessore dei trucioli si misura in millimetri ed è indicato con la lettera a.

A parità di avanzamento e profondità di taglio, con una diminuzione dell'angolo principale φ, lo spessore del truciolo diminuisce e la sua larghezza aumenta. Ciò migliora la rimozione del calore dal tagliente e aumenta la durata della taglierina, che a sua volta consente di aumentare significativamente la velocità di taglio e di elaborare un numero maggiore di parti per unità di tempo. Tuttavia, una diminuzione dell'angolo principale φ porta ad un aumento della forza radiale (repulsiva) che, durante la lavorazione di parti non sufficientemente rigide, può causare cedimenti, perdita di precisione e forti vibrazioni. La comparsa di vibrazioni, a sua volta, porta ad un deterioramento della pulizia della superficie lavorata e spesso provoca la scheggiatura del tagliente della fresa.

Velocità di taglio. Durante la lavorazione su un tornio, il punto A, situato su un cerchio di diametro D (Fig. 54), in un giro della parte percorre un percorso pari alla lunghezza di questo cerchio.

La lunghezza di un cerchio qualsiasi è circa 3,14 volte il suo diametro, quindi è pari a 3,14 D.
Il numero 3,14, che mostra quante volte la lunghezza di un cerchio è maggiore del suo diametro, è solitamente indicato con la lettera greca π (pi).

Il punto A percorrerà una distanza pari a πD in un giro. Il diametro D del pezzo, così come la lunghezza della sua circonferenza πD, sono misurati in millimetri.

Supponiamo che il pezzo faccia diversi giri al minuto. Indichiamo il loro numero con la lettera n giri al minuto o giri abbreviati. Il percorso che percorrerà il punto A sarà pari al prodotto della circonferenza per il numero di giri al minuto, cioè πDn millimetri al minuto o abbreviato mm/min, e si chiama velocità periferica.

Viene chiamato il percorso percorso da un punto sulla superficie lavorata durante la rotazione rispetto al tagliente della fresa in un minuto velocità di taglio.

Poiché il diametro del pezzo è solitamente espresso in millimetri, per determinare la velocità di taglio in metri al minuto è necessario dividere il prodotto πDn per 1000. Questo può essere scritto con la seguente formula:

dove v è la velocità di taglio in m/min;
D è il diametro del pezzo in mm;
n è il numero di giri del pezzo al minuto.

Esempio 3. Rullo lavorato con diametro D=100=150 giri/min. Determinare la velocità di taglio.
Soluzione: Conteggio della velocità del mandrino. Quando si lavora una parte di diametro noto, un tornitore potrebbe dover regolare la macchina su un numero di giri del mandrino tale da ottenere la velocità di taglio richiesta. A questo scopo viene utilizzata la seguente formula: dove D è il diametro del pezzo in mm;

Esempio 4. Che numero di giri al minuto dovrebbe avere un rullo di diametro D = 50 mm con una velocità di taglio v = 25 m/min?
Soluzione:

9. Informazioni di base sulle forze che agiscono sulla taglierina e sulla potenza di taglio

Forze agenti sulla fresa. Quando si rimuovono i trucioli da un pezzo, la taglierina deve superare la forza di adesione delle particelle metalliche tra loro. Quando il tagliente della taglierina taglia il materiale in lavorazione e i trucioli vengono separati, la taglierina subisce la pressione del metallo separato (Fig. 55).

La forza P z preme sulla fresa dall'alto verso il basso, il che tende a spingere la fresa verso il basso e a piegare il pezzo verso l'alto. Questa forza si chiama forza di taglio.

Nel piano orizzontale nella direzione opposta al movimento di avanzamento, la forza P x, chiamata forza assiale, O forza di alimentazione. Durante la tornitura longitudinale, questa forza tende a spingere la fresa verso la contropunta.

Nel piano orizzontale, perpendicolare alla direzione di avanzamento, sulla fresa preme una forza P y, chiamata forza radiale. Questa forza tende ad allontanare la fresa dal pezzo e a piegarla in direzione orizzontale.

Tutte le forze elencate sono misurate in chilogrammi.

La maggiore delle tre forze è la forza di taglio verticale: è circa 4 volte la forza di avanzamento e 2,5 volte la forza radiale. La forza di taglio carica le parti del meccanismo della paletta; carica anche la fresa e il pezzo, spesso provocando loro grandi sollecitazioni.

Gli esperimenti hanno stabilito che la forza di taglio dipende dalle proprietà del materiale da lavorare, dalla dimensione e dalla forma della sezione trasversale dei trucioli da rimuovere, dalla forma della taglierina, dalla velocità di taglio e dal raffreddamento.

Per caratterizzare la resistenza al taglio di vari materiali è stato stabilito il concetto di coefficiente di taglio. Il coefficiente di taglio K è la pressione di taglio in chilogrammi per millimetro quadrato della sezione tagliata, misurata in determinate condizioni di taglio:

Profondità di taglio t....5 mm
Avanzamento s.................1 mm/giro
Angolo di spoglia γ...................15°
Angolo di attacco φ......45°
Il tagliente della taglierina è dritto, orizzontale
La punta della fresa è arrotondata con raggio r = 1 mm
Il lavoro viene eseguito senza raffreddamento

Nella tabella La tabella 3 riporta i valori medi del coefficiente di taglio per alcuni metalli.

Tabella 3

Valori medi del coefficiente di taglio K in tornitura

Se il coefficiente di taglio K è noto, moltiplicandolo per l'area della sezione trasversale del taglio f in mm 2, puoi trovare il valore approssimativo della forza di taglio utilizzando la formula

P z = Kfkg. (8)

Esempio 5. Un albero d'acciaio lavorato a macchina con σ b = 60 kg/mm ​​​​2 viene tornito su un tornio. Determinare la forza di taglio se la profondità di taglio è t = 5 mm e l'avanzamento s = 0,5 mm/giro.
Soluzione. Secondo la formula (8), la forza di taglio P z = Kfkg. (8) Determiniamo il valore di f: f = ts = 5x0,5 = 2,5 mm 2. Secondo la tabella 3 troviamo il valore di K per acciaio da macchina con σ b = 60 kg/mm2: K = 160 kg/mm2. Pertanto z = Kf = 160x2,5 = 400 kg. Potenza di taglio. Conoscendo la forza di taglio e la velocità di taglio, puoi scoprire quanta potenza è necessaria per tagliare i trucioli di una determinata sezione.
La potenza di taglio è determinata dalla formula (9) dove N pe - potenza di taglio in hp;
P z - forza di taglio in kg;
v - velocità di taglio in m/min.

La potenza del motore elettrico della macchina dovrebbe essere leggermente maggiore della potenza di taglio, poiché parte della potenza del motore elettrico viene spesa per superare l'attrito nei meccanismi che trasmettono il movimento dal motore elettrico al mandrino della macchina.

Esempio 6. Determinare la potenza di taglio per ruotare l'albero considerato nell'esempio precedente, se la lavorazione viene eseguita ad una velocità di taglio υ = 60 m/min. Soluzione. Secondo la formula (9) potere di taglio

La potenza di taglio è solitamente espressa in kilowatt (kW) anziché in potenza. Un kilowatt è 1,36 volte la potenza, quindi per esprimere la potenza in kilowatt è necessario dividere la potenza per 1,36:

e viceversa,

10. Calore di taglio e durata dell'utensile

All'aumentare della forza di taglio, aumenta anche la forza di attrito, con conseguente aumento della quantità di calore generato durante il processo di taglio. Il calore di taglio aumenta ancora di più con l'aumentare della velocità di taglio, poiché ciò accelera l'intero processo di formazione del truciolo.

Il calore di taglio generato quando non viene rimosso sufficientemente ammorbidisce la taglierina, per cui l'usura della sua parte tagliente avviene in modo più intenso. Ciò rende necessario cambiare la taglierina o affilarla e reinstallarla.

Il tempo di funzionamento continuo di una fresa prima dell'opacizzazione è chiamato durata della fresa (misurata in minuti). I frequenti cambi delle frese (bassa durata) comportano costi aggiuntivi per l'affilatura e l'installazione della taglierina, nonché per il rifornimento delle frese usurate.

Pertanto, la durata dell'utensile è un fattore importante nella scelta delle condizioni di taglio, soprattutto quando si sceglie la velocità di taglio.

La durata di una taglierina dipende principalmente dalla qualità del materiale con cui è realizzata. Il più resistente sarà un taglierino realizzato con un materiale che consente la massima temperatura di riscaldamento senza una significativa perdita di durezza. Le più resistenti sono le frese dotate di placchette in metallo duro e placchette minerale-ceramiche; durata significativamente inferiore - frese in acciaio ad alta velocità, il minimo - frese in acciaio per utensili al carbonio.

La durata della taglierina dipende anche dalle proprietà del materiale da lavorare, dalla sezione tagliata, dagli angoli di affilatura della taglierina e dalla velocità di taglio. Un aumento della durezza del materiale in lavorazione riduce la durata della fresa.

Modificando gli angoli di affilatura e la forma della superficie anteriore, è possibile ottenere un aumento significativo della durata delle frese e della loro produttività.

La velocità di taglio ha un effetto particolarmente forte sulla durata dell'utensile. A volte anche il minimo aumento di velocità porta ad un rapido smussamento della fresa. Se, ad esempio, durante la lavorazione dell'acciaio con una fresa ad alta velocità, si aumenta la velocità di taglio solo del 10%, ovvero 1,1 volte, la fresa si smusserà due volte più rapidamente e viceversa.

Con un aumento della sezione trasversale di taglio, la durata dell'utensile diminuisce, ma non tanto quanto con lo stesso aumento della velocità di taglio.

La durata della fresa dipende anche dalle dimensioni della fresa, dalla forma della sezione tagliata e dal raffreddamento. Più la fresa è massiccia, meglio rimuove il calore dal tagliente e, quindi, maggiore è la sua durata.

Gli esperimenti dimostrano che, per la stessa sezione di taglio, una profondità di taglio maggiore e un avanzamento minore garantiscono una maggiore durata dell'utensile rispetto a una profondità di taglio minore con un avanzamento corrispondentemente maggiore. Ciò si spiega con il fatto che con una maggiore profondità di taglio, i trucioli entrano in contatto con una maggiore lunghezza del tagliente, quindi il calore di taglio viene dissipato meglio. Ecco perché, a parità di sezione di taglio, è più vantaggioso lavorare con una profondità maggiore che con un avanzamento maggiore.

La durata della taglierina aumenta notevolmente quando viene raffreddata.

L'alimentazione del liquido refrigerante deve essere abbondante (emulsione 10-12 l/min, olio e solfofresolo 3-4 l/min); una piccola quantità di liquido non solo non apporta alcun beneficio, ma rovina addirittura la taglierina, provocando la comparsa di piccole crepe sulla sua superficie, che portano alla scheggiatura.

11. Selezione della velocità di taglio

La produttività del lavoro dipende dalla scelta della velocità di taglio: maggiore è la velocità di taglio in cui viene eseguita la lavorazione, minore sarà il tempo impiegato nella lavorazione. Tuttavia, all'aumentare della velocità di taglio, la durata della taglierina diminuisce, quindi la scelta della velocità di taglio è influenzata dalla durata della taglierina e da tutti i fattori da cui dipende la durata della taglierina. Di questi, i più importanti sono le proprietà del materiale in lavorazione, la qualità del materiale della fresa, la profondità di taglio, l'avanzamento, le dimensioni della fresa e gli angoli di affilatura e il raffreddamento.

1. Quanto più lunga deve essere la durata dell'utensile, tanto minore deve essere selezionata la velocità di taglio e viceversa.

2. Quanto più duro è il materiale in lavorazione, tanto minore è la durata della fresa, pertanto per garantire la necessaria durata nella lavorazione di materiali duri è necessario ridurre la velocità di taglio. Quando si lavorano pezzi fusi e forgiati, la cui superficie presenta crosta dura, conchiglie o scaglie, è necessario ridurre la velocità di taglio rispetto a quanto è possibile quando si lavorano materiali senza crosta.

3. La sua durata dipende dalle proprietà del materiale della fresa, quindi anche la scelta della velocità di taglio dipende da queste stesse proprietà. A parità di altre condizioni, le frese in acciaio ad alta velocità consentono velocità di taglio significativamente più elevate rispetto alle frese in acciaio al carbonio; Velocità di taglio ancora più elevate sono consentite dalle frese dotate di leghe di metallo duro.

4. Per aumentare la durata della fresa durante la lavorazione di metalli viscosi, è vantaggioso utilizzare il raffreddamento delle frese. In questo caso, a parità di vita utensile, è possibile aumentare la velocità di taglio del 15-25% rispetto alla lavorazione senza raffreddamento.

5. Anche le dimensioni della fresa e gli angoli della sua affilatura influiscono sulla velocità di taglio consentita: quanto più massiccia è la fresa, in particolare la testa, tanto meglio allontana il calore generato durante il taglio. Angoli della fresa selezionati in modo errato che non corrispondono al materiale da lavorare aumentano la forza di taglio e contribuiscono a un'usura più rapida della fresa.

6. All'aumentare della sezione di taglio diminuisce la durata della fresa, quindi con una sezione maggiore è necessario scegliere una velocità di taglio inferiore rispetto a una sezione minore.

Poiché la lavorazione di finitura rimuove i trucioli di piccola sezione, la velocità di taglio durante la lavorazione di finitura può essere notevolmente più elevata rispetto alla lavorazione di sgrossatura.

Poiché l'aumento della sezione trasversale di taglio ha un effetto minore sulla durata dell'utensile rispetto all'aumento della velocità di taglio, è vantaggioso aumentare la sezione trasversale di taglio riducendo leggermente la velocità di taglio. Su questo principio si basa il metodo di lavorazione dell'innovativo tornitore dello stabilimento di macchine utensili di Kuibyshev, V. Kolesov. Lavorando a una velocità di taglio di 150 m/min, T. Kolesov rifinisce pezzi in acciaio con un avanzamento fino a 3 mm/giro anziché 0,3 mm/giro, e questo porta ad una riduzione dei tempi macchina di 8-10 volte.

La domanda sorge spontanea: perché i tornitori avanzati spesso aumentano la produttività aumentando la velocità di taglio? Ciò non contraddice le leggi fondamentali del taglio? No, non è in contraddizione. Aumentano la velocità di taglio solo nei casi in cui è stata sfruttata appieno la possibilità di aumentare la sezione di taglio.

Quando si esegue una lavorazione di semifinitura o finitura, dove la profondità di taglio è limitata da un piccolo sovrametallo di lavorazione e l'avanzamento è limitato dai requisiti di elevata pulizia della lavorazione, è possibile aumentare le condizioni di taglio aumentando la velocità di taglio. Questo è ciò che fanno i tornitori avanzati, che operano nelle lavorazioni meccaniche di semifinitura e finitura. Se è possibile lavorare con sezioni di taglio di grandi dimensioni (con grandi tolleranze), è necessario innanzitutto selezionare la profondità di taglio massima possibile, quindi l'avanzamento tecnologicamente massimo consentito e, infine, la velocità di taglio corrispondente.

Nei casi in cui il sovrametallo di lavorazione è ridotto e non vi sono requisiti speciali per la pulizia della superficie, la modalità di taglio dovrebbe essere aumentata utilizzando l'avanzamento più elevato possibile.

12. Pulizia della superficie trattata

Durante la lavorazione con una taglierina, sulla superficie lavorata del pezzo rimangono sempre irregolarità sotto forma di depressioni e creste, anche con la finitura più attenta. L'altezza delle irregolarità dipende dal metodo di lavorazione.

La pratica ha dimostrato che quanto più pulita viene lavorata la superficie di una parte, tanto meno è soggetta ad usura e corrosione e tanto più resistente è la parte.

Un'accurata finitura superficiale durante la lavorazione di un pezzo è sempre più costosa rispetto alla finitura superficiale grezza. Pertanto, la pulizia della superficie trattata deve essere determinata in base alle condizioni operative della parte.

Indicazione della pulizia della superficie nei disegni. Secondo GOST 2789-59, esistono 14 classi di pulizia della superficie. Per designare tutte le classi di pulizia, viene installato un segno: un triangolo equilatero, accanto al quale è indicato il numero della classe (ad esempio, 7; 8; 14). Le superfici più pulite sono classificate nella classe 14 e le più ruvide nella classe 1.

La rugosità superficiale secondo GOST 2789-59 è determinata da uno dei due parametri: a) deviazione media aritmetica del profilo R a e b) altezza delle irregolarità R z.

Per misurare la rugosità e assegnare una superficie trattata ad una particolare classe, vengono utilizzati appositi strumenti di misura, basati sul metodo di tastare il profilo superficiale con un sottile ago diamantato. Tali dispositivi sono chiamati profilometri e profilografi.

Per determinare la rugosità e classificare la superficie trattata in una o un'altra classe di pulizia in condizioni di officina, vengono utilizzati campioni testati di varie classi di pulizia, i cosiddetti standard di pulizia, con i quali viene confrontata la superficie lavorata della parte.

Fattori che influenzano la pulizia della superficie lavorata. La pratica ha stabilito che la pulizia della superficie lavorata dipende da una serie di motivi: il materiale in lavorazione, il materiale della fresa, gli angoli di affilatura e le condizioni dei taglienti della fresa, la velocità di avanzamento e di taglio, le proprietà lubrificanti e di raffreddamento del fluido, la rigidità del sistema macchina-fresa-pezzo, ecc.

Di particolare importanza per ottenere una superficie di alta qualità durante la tornitura sono la velocità di taglio, l'avanzamento, gli angoli di registrazione e il raggio di curvatura della punta della fresa. Minori sono l'avanzamento e l'angolo di attacco e maggiore il raggio di curvatura dell'apice, più pulita risulterà la superficie lavorata. La velocità di taglio influisce notevolmente sulla finitura superficiale. Quando si torni l'acciaio ad una velocità di taglio superiore a 100 m/min, la superficie lavorata è più pulita che ad una velocità di 25-30 m/min.

Per ottenere una superficie lavorata più pulita è necessario prestare attenzione ad un'accurata affilatura e finitura dei taglienti.

Domande di controllo 1. Che forma si formano i trucioli durante la lavorazione dei metalli duttili? Durante la lavorazione di metalli fragili?
2. Assegnare un nome agli elementi principali della testa di taglio.
3. Mostrare le superfici anteriore e posteriore dell'incisivo; angoli anteriori e posteriori; angolo del punto.
4. Qual è lo scopo degli angoli anteriore e posteriore della taglierina?
5. Mostrare gli angoli di attacco e l'angolo di inclinazione del tagliente principale.
6. Di quali materiali sono fatte le frese?
7. Quali qualità di leghe dure vengono utilizzate nella lavorazione dell'acciaio? Quando si lavora la ghisa?
8. Elencare gli elementi della modalità di taglio.
9. Quali forze agiscono sulla taglierina?
10. Quali fattori e come influenzano la quantità di forza di taglio?
11. Cosa determina la durata della taglierina?
12. Quali fattori influenzano la scelta della velocità di taglio?

Gli angoli della fresa si riferiscono ai principali parametri geometrici della sua parte tagliente. La loro definizione, posizione e grandezza cambia a seconda che siano considerati durante il processo di taglio o fuori collegamento con il pezzo in lavorazione, cioè come un corpo geometrico.

Consideriamo gli angoli della fresa come gli angoli di un corpo geometrico (Fig. 1). Per facilità di comprensione è necessario fornire le definizioni degli angoli di taglio.

Angoli di taglio principali e ausiliari

Sotto aereo principale si riferisce ad un piano parallelo alle direzioni di avanzamento longitudinale e trasversale.

Figura - Angoli principali e ausiliari in pianta

φ si trova tra la proiezione del tagliente principale sul piano principale e la direzione dell'avanzamento longitudinale.

Angolo ausiliario φ1 si trova tra la proiezione del tagliente ausiliario sul piano principale e la direzione dell'avanzamento longitudinale.

Angolo dell'apice(in pianta) e si trova tra le proiezioni dei bordi principale e ausiliario sul piano principale.

Angolo di inclinazione del tagliente principale λ, si trova tra il tagliente principale e una linea tracciata attraverso la punta della taglierina parallela al piano principale. Viene inoltre misurato su un piano passante per il tagliente principale perpendicolare al piano principale. Angolo Aè considerato positivo se la punta della taglierina è il punto più basso del tagliente principale, e negativo se la punta della taglierina è il punto più alto del tagliente principale, e ferito da un proiettile se il tagliente principale è parallelo al piano principale.

Anche gli angoli φ, φ1 ed ε vengono misurati sul piano principale.

Angoli anteriori e posteriori

Per determinare gli angoli anteriore e posteriore della fresa è necessario introdurre il concetto di piano di taglio principale in cui misurare
questi angoli. Si consiglia di prendere come piano NN, perpendicolare al piano principale e alla proiezione del tagliente principale su questo piano.

Un tale piano di taglio devia poco dal piano in cui avviene il processo di separazione dei trucioli durante il taglio e, inoltre, semplifica la misurazione degli angoli di taglio.

Parte posteriore principale angolo α si trova tra il piano tangente alla superficie posteriore e il piano passante per il tagliente principale perpendicolare al piano principale.

Angolo di spoglia principale γ si trova tra un piano tangente alla superficie della spoglia e un piano passante per il tagliente principale parallelo al piano principale.

È inoltre necessario distinguere l'angolo posteriore ausiliario α1, misurata in un piano secante perpendicolare al piano principale e alla proiezione del tagliente ausiliario su tale piano. Si trova tra un piano tangente alla superficie posteriore e un piano passante per il tagliente ausiliario perpendicolare al piano principale.
Gli angoli principali della fresa, spoglia e dorso, sono solitamente specificati nel piano di taglio principale NN. Tuttavia in fase di fabbricazione è necessario operare con questi angoli posti su altri piani secanti. Ad esempio, nel piano longitudinale /-/ (Apr, Es), situato parallelo all'asse della fresa e perpendicolare al piano principale e nel piano trasversale //-// (su su, su su) situato perpendicolare all'asse della fresa e al piano principale.

Dipendenza tra angoli

Determiniamo le relazioni tra questi angoli.

Riso. 1 Determinazione degli angoli di taglio su vari piani

Nella fig. 1 mostra i seguenti piani:

DEF.G- il piano principale parallelo alle direzioni degli avanzamenti longitudinale e trasversale (in questo caso coincidente con il piano di riferimento della fresa e il piano del disegno);
ABGF- piano passante per il tagliente AB perpendicolare al piano principale;
ABGF- un piano che rappresenta il piano posteriore se si considerano gli angoli posteriori e il piano anteriore se si considerano gli angoli anteriori;
MNF- piano parallelo al piano ABDE e racchiudere un angolo λ;
INDG E UNEF- piani delimitanti il ​​corpo fresa, perpendicolari al piano principale e alla proiezione del tagliente su tale piano.

Passeremo attraverso qualsiasi punto R tagliente tre piani desiderati:

ROK, in cui si trovano gli angoli aey;
ROG dove si trovano gli angoli apr E e pr;
ROF, e quali sono gli angoli un pop E e pop;

Linea GF intersezioni piane ABGF con il piano principale forma un angolo ω con la proiezione del tagliente.

La testa fresante è composta dai seguenti elementi: superficie di spoglia, superfici dei fianchi, taglienti e apice.

La superficie di rastrellatura è la superficie della fresa lungo la quale scorrono i trucioli.

Le superfici posteriori sono le superfici della fresa rivolte verso il pezzo (principale e ausiliaria).

I taglienti sono formati dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore; ce ne sono due: il tagliente principale e quello ausiliario.

Il tagliente principale esegue il lavoro di taglio principale. È formato dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore principale.

Il tagliente ausiliario è formato dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore ausiliaria.

La punta della taglierina è la giunzione dei taglienti principale e ausiliario.

Gli angoli vengono misurati rispetto al piano principale e al piano di taglio.

Il piano principale è il piano parallelo alle direzioni degli avanzamenti longitudinale e trasversale. Per le frese da tornio con corpo prismatico, la superficie di appoggio inferiore della fresa può essere presa come questo piano.

Il piano di taglio è un piano perpendicolare a quello principale e passante per il tagliente della fresa, tangente alla superficie di taglio.

Riso. 15. Diagramma del processo di taglio:

a - inizio del taglio, b - inizio della formazione del truciolo, c - processo di taglio, t - profondità di taglio

Nella fig. 15, b mostra le designazioni degli angoli e di alcune superfici. La forma appuntita dell'utensile è formata dalla superficie anteriore 1, lungo la quale scorre il truciolo, e dalla superficie posteriore 2. L'angolo tra loro è chiamato angolo di punta β. Per ridurre l'attrito tra la superficie posteriore 2 dell'utensile e la superficie di taglio 3, queste superfici sono solitamente posizionate l'una rispetto all'altra secondo un angolo α, chiamato angolo posteriore. Questo angolo è solitamente compreso tra 0 e 16°, ma in alcuni utensili (nelle frese a disco e a taglio) arriva fino a 30°.

L'angolo tra la superficie anteriore della fresa e il piano di taglio, nel nostro caso coincidente con la superficie di taglio, è chiamato angolo di taglio δ (vedi Fig. 15). L'angolo formato dalla superficie di spoglia dell'utensile e dal piano perpendicolare al piano di taglio e passante per il tagliente principale è chiamato angolo di spoglia γ. Nella lavorazione di materiali teneri questo angolo può essere superiore a 20°, nella lavorazione di acciai duri 10-15°, nella lavorazione di ghisa dura 5°. Viene reso uguale a zero o addirittura negativo (durante la lavorazione di metalli duri forti), il che aumenta l'angolo di taglio δ. L'aumento dell'angolo di taglio aumenta la resistenza dell'utensile e viene utilizzato nella lavorazione degli acciai con utensili in metallo duro, quando le condizioni di taglio sono particolarmente intense.

Riso. 17. :

1—superficie lavorata, 2—superficie di taglio, 3—superficie lavorata; v— direzione del movimento del pezzo (direzione della velocità di taglio), s 1 — avanzamento trasversale, s — avanzamento longitudinale

Nella fig. La Figura 17 mostra una fresa per piallare in azione. La freccia v mostra la direzione del movimento del pezzo in lavorazione rispetto alla fresa. Questa direzione coincide con la direzione della velocità di taglio. Il movimento stesso è chiamato quello principale. La freccia s indica la direzione di avanzamento. La direzione di avanzamento è parallela alla superficie che si forma sul pezzo.

Convenzionalmente chiameremo questo avanzamento longitudinale e il movimento della fresa nella direzione perpendicolare lungo la freccia s 1 Chiamiamolo alimentazione trasversale.

Muovendosi nella direzione s 1, la fresa viene impostata su una determinata profondità di taglio t, mentre spostandosi nella direzione s si ottiene lo spessore richiesto dello strato metallico rimosso S.

Superficie trattata 1: superficie da trattare; superficie di taglio 2 - la superficie che è formata direttamente dal tagliente della fresa (in questo caso coincide con il piano di taglio); superficie lavorata 3: la superficie formata sul pezzo dopo la rimozione del truciolo. Consideriamo la taglierina mostrata in Fig. 18. La freccia s indica la direzione dell'avanzamento longitudinale (assiale) della taglierina. L'angolo tra la proiezione del tagliente principale 4 sul piano principale e la direzione di avanzamento è chiamato angolo del piano principale φ. Questo angolo è solitamente selezionato tra 45 e 90°.

Riso. 18. :

1 - superficie lavorata, 2 - tagliente ausiliario, 3 - punta della fresa, 4 - tagliente principale; φ - angolo del piano principale, φ 1 - angolo del piano ausiliario, ε - angolo del vertice in pianta, γ - angolo di spoglia principale, γ 1 - angolo di spoglia ausiliario, β - angolo di rastremazione principale, β 1 - angolo di rastremazione ausiliario, α - rilievo principale angolo, α 1 — angolo di scarico ausiliario, s—direzione dell'avanzamento longitudinale

L'angolo tra la proiezione del tagliente ausiliario 2 sul piano principale e la direzione di avanzamento è chiamato angolo del piano ausiliario φ 1. Questo angolo può essere uguale in grandezza all'angolo del piano principale e per le frese non più di 2-3 °.

L'angolo tra le proiezioni del bordo principale e di quello ausiliario sul piano principale è chiamato angolo al vertice nel piano ε.

Nel piano di taglio A-A, detto anche piano di taglio principale, si misurano gli angoli principali rispetto al tagliente principale: anteriore γ, punti β e posteriore α. Nel piano di taglio B-B, detto anche piano di taglio ausiliario, si misurano gli angoli ausiliari rispetto al tagliente ausiliario: anteriore γ 1, punti β 1 e posteriore α 1.

La superficie trattata 1 ha l'aspetto di dentellature. Tale superficie si ottiene perché prima della successiva corsa di lavoro la fresa si sposta della quantità di avanzamento (durante la piallatura). Un lato della capesante è formato dal tagliente principale e l'altro da quello ausiliario.

Più grandi sono le creste, maggiore è la rugosità della superficie trattata. La rugosità può essere ridotta riducendo la velocità di avanzamento e diminuendo l'angolo ausiliario φ 1. Nelle frese destinate ai lavori di finitura, l'angolo φ 1 viene talvolta reso uguale a zero. Tali frese devono essere posizionate accuratamente rispetto al pezzo in lavorazione.

A seconda dello scopo dello strumento e della sua forma, i taglienti su di esso possono occupare posizioni diverse, ma i nomi degli elementi principali e la loro definizione saranno gli stessi.

Qualunque sia la tipologia del truciolo, la sua formazione è associata alla deformazione e distruzione del materiale nella zona di taglio. L'energia spesa per formare i trucioli viene convertita in calore. La maggior parte del calore viene trasportata dai trucioli, poiché subiscono una deformazione significativa. Quando si tagliano intensamente i metalli, i trucioli talvolta diventano roventi. I trucioli di alcuni materiali, come le leghe di magnesio, possono prendere fuoco durante il processo di taglio.

Durante il processo di taglio si riscaldano anche il tagliente e la superficie di spoglia dell'utensile lungo la quale scorrono i trucioli.

Il costante attrito dei trucioli contro la superficie anteriore (dell'utensile) riscalda l'utensile e contribuisce alla sua smussatura. Quando la fresa diventa smussata, il pezzo in lavorazione e la fresa si riscaldano maggiormente. I trucioli, spostandosi lungo la superficie anteriore della taglierina, riescono a trasferirgli la maggior parte del calore, quindi l'utensile, riscaldandosi per attrito e ricevendo ulteriore calore dai trucioli, può surriscaldarsi e perdere le sue proprietà di taglio.

Per ridurre il calore e l'usura degli utensili, vengono utilizzati fluidi da taglio (refrigeranti). A seconda del materiale da lavorare, possono differire tra loro per le loro proprietà lubrificanti e di dissipazione del calore.

Affinché il processo di taglio sia efficace, è necessario che la parte lavorante dell'utensile sia sempre affilata, il suo tagliente non sia danneggiato, le superfici che formano il tagliente dell'utensile siano lavorate in modo pulito e non impediscano la rimozione dei trucioli.

Su uno strumento ben fatto queste superfici dovrebbero essere portate ad una finitura a specchio.

Come rappresentante degli utensili da taglio è stata scelta una fresa da tornio, poiché è la più semplice.

Le definizioni dei parametri geometrici di una fresa da tornio rimangono valide per altri tipi di utensili da taglio, tenendo conto delle peculiarità dei loro schemi cinematici delle frese.

Una fresa da tornio è composta da una parte lavorante e un supporto (Fig. 1.2).

Parte funzionante contiene lame da taglio e si forma durante il processo di affilatura (riaffilatura) della taglierina.

Titolare serve per fissare la fresa nel portautensili della macchina.

Superficie anteriore- la superficie lungo la quale scorrono i trucioli.

Superficie posteriore principale rivolto verso la superficie del pezzo.

Superficie posteriore ausiliaria rivolto verso la superficie lavorata del pezzo.

Tagliente principale formato dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore principale.

Tagliente secondario formato dall'intersezione delle superfici anteriore e posteriore ausiliaria.

Riso. 1.2. Fresa da tornio:

1 - superficie frontale; 2 - superficie posteriore principale; 3 - superficie posteriore ausiliaria; 4 - tagliente principale; 5 - tagliente ausiliario; 6 - punta della taglierina

Punta del taglierinoè l'accoppiamento dei bordi principale e ausiliario lungo un raggio o uno smusso.

Secondo GOST 25762-83 ci sono statico E cinematico angoli dell'utensile di tornitura.

Statico gli angoli vengono utilizzati quando si sviluppa un disegno di uno strumento, quando lo si affila e lo si controlla.

Cinematico Gli angoli della fresa si formano durante il processo di taglio e dipendono dai parametri della modalità di taglio (principalmente dalla velocità di avanzamento).

Gli angoli statici di un utensile di tornitura vengono misurati in un sistema di coordinate statiche e gli angoli cinematici vengono misurati in un sistema di coordinate cinematiche. Sia i sistemi di coordinate statiche che quelle cinematiche sono legati alla cinematica della taglierina.

Sistema di coordinate statiche- questo è un sistema di coordinate rettangolare con l'origine nel punto considerato del tagliente, orientato rispetto alla direzione della velocità V movimento principale (Fig. 1.3a). Per una fresa montata lungo l'asse centrale, l'asse z diretto verticalmente verso l'alto, asse X E sì situato su un piano orizzontale (Fig. 1.3a); asse sì diretto lungo l'asse del portautensile, asse X- lungo la direzione di avanzamento della taglierina.

Per misurare gli angoli statici di un utensile di tornitura (angoli di affilatura), vengono utilizzati i seguenti piani di coordinate statiche: il piano principale, il piano di taglio e il piano di lavoro (Fig. 1.3a).

Piano principale- piano tracciato attraverso il punto del tagliente considerato perpendicolare al vettore V velocità del movimento principale (piano OSSI).

Piano di taglio- un piano tangente al tagliente nel punto in questione e perpendicolare al piano principale.

Piano di lavoro- piano passante per i vettori V velocità di movimento principale e Vs velocità di avanzamento (piano OXZ).

Riso. 1.3. Sistemi di coordinate statiche (a) e cinematiche (b) ( η - angolo di velocità di taglio)

La Figura 1.4 mostra gli angoli statici di uno strumento di tornitura.

Piano di taglio principale- un piano perpendicolare alla proiezione del tagliente principale sul piano principale.

Piano di taglio ausiliario- un piano perpendicolare alla proiezione del tagliente ausiliario sul piano principale.

Nel piano di taglio principale sono presenti:

angolo anteriore principale γ - l'angolo tra la superficie frontale e il piano principale. A seconda della posizione della superficie frontale rispetto al piano principale, si distingue un angolo frontale positivo o negativo (Fig. 1.4). Se la superficie frontale coincide con il piano principale, l'angolo frontale è zero. La Figura 1.4 mostra un angolo di spoglia positivo;

angolo posteriore principale α - angolo tra la superficie del fianco principale e il piano di taglio;

angolo di affilatura β - l'angolo tra le superfici principali posteriore e anteriore della taglierina.

Dalla Figura 1.4 segue:

γ + β + α = 90 0 (1.1)

Gli angoli sono solitamente impostati γ E α e l'angolo β calcolato utilizzando la formula (1.1).

Misurare nel piano di taglio ausiliario angolo di spoglia ausiliario α1 è l'angolo tra la superficie del fianco secondario e il piano passante per il tagliente secondario perpendicolare al piano principale.

Nel piano principale si misurano gli angoli del piano:

angolo del piano principale φ - l'angolo tra la proiezione del tagliente principale sul piano principale e il piano di lavoro;

angolo ausiliario in pianta φ1- l'angolo tra la proiezione del tagliente ausiliario sul piano principale e il piano di lavoro;

angolo al vertice in pianta ε - sì ol tra le proiezioni dei taglienti principali e ausiliari sul piano principale.

Riso. 1.4. Angoli dell'utensile di tornitura statico:

N-N - piano di taglio principale; N 1 -N 1 - piano di taglio ausiliario

Dalla Figura 1.4 segue:

φ + φ 1 + ε = 180º. (1.2)

Gli angoli vengono solitamente assegnati φ E φ 1, e l'angolo ε è determinato dalla formula (1.2).

Angolo del tagliente principale λ - l'angolo situato nel piano di taglio tra il tagliente principale e il piano principale. Angolo λ può essere positivo, zero o negativo. Angolo λ uguale a zero se il tagliente principale si trova nel piano principale. La Figura 1.5b mostra un angolo di inclinazione negativo del tagliente principale.

Riso. 1.5. L'angolo di inclinazione del tagliente principale λ della fresa da tornio [ 3]: a)λ>0, b)λ<0, в)λ = 0

Angoli cinematici le frese da tornio si formano durante il processo di taglio e dipendono dai parametri della modalità di taglio (principalmente dal valore di avanzamento).

Sistema di coordinate cinematiche- questo è un sistema di coordinate rettangolare con l'origine nel punto considerato del tagliente, orientato rispetto alla velocità V e il movimento di taglio risultante (Fig. 1.3b).

Dalla Figura 1.3b segue che il sistema di coordinate cinematiche è ruotato rispetto a quello statico di un angolo η (angolo di velocità di taglio). Inoltre, la rotazione viene eseguita rispetto all'asse sì(in superficie OXZ).

Pertanto, gli angoli cinematici e statici di un utensile di tornitura differiscono solo nella posizione dei piani coordinati del loro riferimento. Le definizioni degli angoli sono le stesse; solo che al posto della parola “statico” viene usata la parola “cinematico”.

Di seguito sono riportate alcune delle definizioni più importanti.

Piano principale cinematico- piano perpendicolare al vettore velocità V e il movimento di taglio risultante.

Piano di taglio cinematico- un piano tangente al tagliente principale e perpendicolare al piano cinematico principale.

Angolo perpendicolare cinematico γ a - l'angolo nel piano di taglio principale cinematico tra la superficie anteriore e il piano principale cinematico.

Angolo di spoglia posteriore cinematico α a - l'angolo nel piano di taglio cinematico principale tra la superficie posteriore principale e il piano di taglio cinematico.

Durante il processo di taglio, l'angolo di spoglia cinematica aumenta e l'angolo di spoglia cinematica diminuisce rispetto agli angoli statici ( γ a< γ; α k < α ). Gli altri angoli cinematici (angoli in pianta, angolo di inclinazione del tagliente principale) cambieranno leggermente. Questi cambiamenti negli angoli di taglio solitamente non vengono presi in considerazione. Il cambiamento maggiore negli angoli cinematici si verifica per la taglierina persistente. Si Quando Y= 90º, λ = 0º

γk = γ + η 1,αk = α - η 1(1.3)

Dove η - componente cinematica pari all'angolo della velocità di taglio:

η = arctan = arctan, (1.4)

dove Vs è la velocità di avanzamento, S o è l'avanzamento per giro, D è il diametro della punta del tagliente considerata. A V? Vs la componente cinematica può essere assunta pari a zero. In questo caso

da γ a γ,α ad α.(1.5)

Le variazioni degli angoli cinematici rispetto a quelli statici devono essere prese in considerazione nella velocità di avanzamento Vs paragonabile alla velocità del movimento principale V. La modifica dell'angolo cinematico posteriore è particolarmente pericolosa perché può diventare zero o addirittura negativo, il che è inaccettabile. Quindi, ad esempio, quando si tagliano filetti con passi grandi o quando si eseguono fori di piccolo diametro, l'angolo di spoglia deve essere affilato tenendo conto della componente cinematica.

Angoli di affilatura per frese passanti gli angoli di taglio statici sono anche chiamati angoli di affilatura, perché tutti gli angoli possono essere impostati sui lembi delle tre morse rotanti dell'affilatrice. Gli angoli di affilatura delle frese dipendono dalle proprietà del sistema tecnologico, principalmente dalla rigidità e dalla resistenza alle vibrazioni. Quindi, il valore medio dell'angolo di spoglia γ equivale a 10º. Tuttavia, se il tagliente non viene tagliato, questo angolo può essere aumentato a 15-20º. Per indurire il tagliente, viene affilato uno smusso di tempra F, larghezza approssimativamente uguale allo spessore dello strato tagliato UN, ad angolo γf= 0 - -5º. Sulla superficie anteriore viene spesso affilato un foro per garantire l'arricciatura dei trucioli. Angolo della schiena α si trova tra 8-12º.

Valori più piccoli vengono utilizzati per la sgrossatura, valori più grandi per la finitura. Angolo del piano principale φ varia entro 30-90º. Valori inferiori vengono utilizzati in condizioni di maggiore rigidità del sistema tecnologico. Angolo φ = 90º è consigliato per la lavorazione di pezzi non rigidi. Ciò porta ad una diminuzione della forza di taglio radiale Py e per aumentare la precisione dell'elaborazione. Angolo di approccio ausiliario φ1 influisce sulla qualità della superficie lavorata.

Con elevati requisiti di qualità della superficie, questo angolo viene ridotto a 5-10º e talvolta azzerato (per frese con taglienti puliti). Angolo tagliente λ influisce sulla direzione del flusso dei trucioli e sulla resistenza del cuneo tagliente. Angolo λ varia entro ±5º. Ad angoli positivi λ i trucioli defluiscono verso la superficie lavorata. Per negativo λ - verso la superficie da trattare.