Обработка материалов и инструмент

С. Э. Завистовский

ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛОВ 

И ИНСТРУМЕНТ

ПРАКТИКУМ

Допущено Министерством образования Республики Беларусь

 в качестве учебного пособия для учреждений образования, 

реализующих образовательные программы среднего 
специального образования по группе специальностей 

«Машиностроительное оборудование и технологии»

Минск
РИПО
2014

УДК 621.7(076.5)
ББК 34.5я723

З-13

Р е ц е н з е н т ы :

цикловая комиссия cпециальных дисциплин 

технологического цикла УО «Витебский государственный 

станкоинструментальный колледж» (З. К. Милевич);

доцент кафедры «Материаловедение и технология металлов»

УО «Белорусский государственный технологический университет», 

кандидат технических наук П. В. Рудак.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги 

или любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министер
ства образования Республики Беларусь.

З-13

Завистовский, С. Э.

Обработка материалов и инструмент. Практикум : учеб. по
собие / С. Э. За вистовский. – Минск : РИПО, 2014. – 168 с. : ил.

ISBN 978-985-503-350-0.

Практикум содержит перечень лабораторных и практических ра
бот, предусмотренных учебным планом учебной дисциплины «Обработка ма териалов и инструмент». Выполнение данных работ способствует 
лучшему усвоению и закреплению знаний, полученных при изучении 
теоретической части курса, а также приобретению навыков работы с 
нормативной и справочной литературой, умений самостоятельно подбирать режущий инструмент, выбирать режимы резания и т. д. Текстовый материал сопровождается иллюстрациями.

Предназначен для учащихся учреждений среднего специального об
разования по группе специальностей «Машиностроительное оборудование и технологии». Может быть полезен студентам машиностроительных вузов.

УДК 621.7(076.5)
ББК 34.5я723

ISBN 978-985-503-350-0
© Завистовский С. Э., 2014
© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2014

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАя РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 

ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Цель работы:
– изучить виды токарных резцов, используемых в 

процессах механической обработки конструкционных 
материалов; особенности конструкции токарных резцов; 
устройство и принцип работы инструментального маятникового угломера 3УРИ-М;

– научиться пользоваться инструментальным угло
мером 3УРИ-М; измерять углы режущей части токарного резца; вычерчивать конструкцию токарного резца.

Теоретические сведения

Угломер маятниковый типа 3УРИ-М (рис. 1.1) пред
назначен для из мерения углов режущих инструментов различных видов. Применяется в 
различных отраслях промышленности. 
Вид климатического исполнения УХЛ4 
по ГОСТ 15150-69. Пример обозначения 
угломера при заказе: Угломер маятниковый ЗУРИ-М ТУ2-034-666-82.

Технические характеристики угло
мера инструментального маятникового 
3УРИ-М представлены в таблице.

Рис. 1.1. 

Угломер 3УРИ-М 

(общий вид)

Обработка материалов и инструмент. Практикум

Технические характеристики

Показатель
Единица 
измерения
Значение

Диапазон измерений
град.
0…360

Цена деления шкалы
град.
1

Основная погрешность на всем диапазоне 
измерений

град.
±1

Размах показаний, не выше
мин
30

Средний срок службы, не менее
лет
5

Условия эксплуатации. Перед началом измерений 

угломер следует выдержать на рабочем месте не менее 
трех часов. Температура рабочего пространства в процессе измерений должна быть от 10 до 35 °С, относительная 
влажность окружающего воздуха – не более 80 % при 
температуре +25 °С. Содержание примесей агрессивных 
газов в окружающей среде не допускается.

Подготовка к работе. Ознакомьтесь с паспортом при
бора. Удалите смазку с поверхностей контрольной линейки 
угломера тканью, смоченной в бензине, после чего протрите их сухой тканью. Далее установите гломер ребром конгломер ребром конгломер ребром кон
трольной линейки на плиту, выверенную в горизонтальной плоскости с помощью уровня. Величина отклонения 
от нулевой отметки шкалы не должна превышать размаха 
показаний. Если величина отклонения стрелки больше, 
то необходимо освободить два винта, крепящие механизм 
угломера к крышке, и, перемещая механизм относительно собственной оси в ту или другую сторону, совместить 
конец стрелки с нулевой отметкой шкалы, после чего затянуть винты и проверить нулевую установку.

Правила хранения. По окончании работы необходимо 

протереть наружные поверхности контрольной линейки 
угломера чистой тканью, смоченной в бензине, затем сухой тканью и смазать их противокоррозионной смазкой. 
Хранить угломер следует в футляре в сухом отапливаемом 
помещении при температуре воздуха от 5 до 40 °С и относительной влажности не более 80 % при температуре 

Лабораторная работа №№ 1

25 °С. Воздух в помещении не должен содержать примесей 
агрессивных газов. Транспортирование угломеров должно 
соответствовать требованиям ГОСТ 13762-86.

Порядок измерений

1. Установите режущий инструмент базовой поверх
ностью на плиту, выверенную в горизонтальной плоскости с помощью уровня, или зажмите в центрах.

2. Приложите ребро контрольной линейки угломера 

к поверхности, определяющей измеряемый угол (рис. 1.2), 
и нажмите кнопку тормоза.

Рис. 1.2. Приемы измерения углов резца: а – передний угол γ; 

б – задний угол α; в – угол в плане ϕ; г – угол наклона кромки λ

3. После прекращения колебаний стрелки отпустите 

кнопку и снимите показания по шкале угломера.

Индивидуальное задание

№ 
п/п
Содержание

1
Изучение конструкции заданного резца

2
Идентификация инструмента с использованием справочных 
данных

3
Измерение основных геометрических параметров режущей и 
хвостовой частей резца (длина L, высота H, ширина B)

4
Вычерчивание конструкции инструмента с указанием геометрических размеров и характеристических параметров (L, H, B, α, γ, λ, ω)

а
б

в
г

γ

γ
α

α

ϕ
ϕ

λ

λ

Обработка материалов и инструмент. Практикум

Порядок выполнения работы

1) Получить комплект режущего инструмента;
2) идентифицировать режущий инструмент с исполь
зованием справочной литературы по схеме:

• тип инструмента;
• вид инструмента (цельный, сборный, комбиниро
ванный и т. п.);

• по виду соединения режущей и хвостовой частей 

(контактно-стыковая сварка, сварка трением и т. п.);

• по характеру расположения режущей части (ле
вый, правый);

• по виду материала режущего лезвия (быстрорежу
щий, твердосплавный и т. п.);

• по способу крепления режущего лезвия (механиче
ское крепление, паяное и т. п.);

3) измерить основные геометрические размеры ин
струмента (L, H, B);

4) измерить угломером и указать на чертеже резца 

фактические значения углов α, γ, λ, ω;

5) идентифицировать форму заточки резца.

Содержание отчета

Отчет о работе должен содержать:
1) основные технические характеристики и принцип 

работы инструментального угломера маятникового типа ЗУРИ-М;

2) чертежи заданных резцов с указанием всех гео
метрических размеров;

3) формы заточки резца.

Лабораторная работа №№ 2

ЛАБОРАТОРНАя РАБОТА № 2

ИЗМЕРЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ 

И КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 

СПИРАЛЬНОГО СВЕРЛА

Цель работы:
– изучить виды спиральных сверл, используемых в 

процессах механической обработки конструкционных материалов; особенности конструкции спиральных сверл;

– научиться измерять углы режущей части спираль
ных сверл с помощью инструментального угломера; вычерчивать конструкцию спирального сверла.

Теоретические сведения

Спиральное сверло состоит из следующих основных 

частей: режущей, калибрующей или направляющей, хвостовой и соединительной (рис. 2.1). 

Рис. 2.1. Конструктивные элементы спирального сверла

Режущая и направляющая части сверла составляют 

его рабочую часть, на которой образованы две винтовые 
канавки, создающие два зуба, обеспечивающие процесс 
резания. Режущие свойства сверла во многом определя
Соединительная часть (шейка)

ψ

2ϕ

D

A

A
A–AC
C

v

d0

2ϕ

Калибрующая часть 
Режущая часть 

Рабочая часть 

Главная режущая
кромка 

Задняя
поверхность

Передняя
поверхность

Поперечная
кромка

Ленточка

Перемычка

Спинка
зуба

Ка
навка
f

Зуб

Лапка

Хвостовик

dС

Обработка материалов и инструмент. Практикум

ются геометрическими параметрами и материалом его 
режущей части. Спиральные сверла из быстрорежущей 
стали с цилиндрическим хвостовиком изготавливают 
диаметром от 1 до 10 мм, с коническим хвостовиком – 
диаметром от 6 до 80 мм. Быстрорежущие сверла диаметром 8 мм делают сварными, хвостовики у этих сверл 
изготавливают из сталей 45, 40Х и приваривают их к 
рабочей части. При диаметре сверла свыше 6 мм хвостовик чаще всего имеет коническую форму. 

Сверло характеризуется следующими основными уг
лами:

• передним углом γ;
• задним углом α;
• углом наклона поперечной режущей кромки ψ;
• углом наклона канавки ω;
• углом при вершине резца 2ϕ.
Передним углом γ называется угол между касатель
ной к передней поверхности сверла в рассматриваемой 
точке и нормалью в той же точке к поверхности вращения. Этот угол рассматривается в плоскости, перпендикулярной главной режущей кромке. В каждой точке режущего лезвия в этой плоскости угол γ имеет различную 
величину. Наибольшее значение передний угол имеет у 
периферии сверла, наименьшее – у вершины. 

Задний угол α – это угол, заключенный между ка
сательной к задней поверхности пера в рассматриваемой 
точке режущего лезвия и касательной к окружности ее 
вращения вокруг оси сверла. Измеряется в плоскости, 
параллельной оси сверла. Для того чтобы иметь практически одинаковое сечение зуба сверла вдоль всей длины 
режущей кромки, задний угол делается переменным, 
как и передний. Задняя поверхность сверла затачивается так, что на периферии угол α имеет минимальное 
значение. 

Лабораторная работа №№ 2

Угол наклона винтовой канавки ω – это угол, заклю
ченный между осью сверла и развернутой винтовой линией стружечной канавки. Для сверл из быстрорежущей 
стали угол ω назначается в зависимости от их диаметра 
в пределах 18…30°.

Угол наклона поперечного лезвия (перемычки) ψ – 

угол между проекциями поперечного и одного из главных режущих лезвий на плоскость, перпендикулярную 
оси сверла. Этот угол обычно принимают равным 55°. 

Угол при вершине сверла 2ϕ – угол между главными 

режущими лезвиями. Величина этого угла зависит от 
свойств обрабатываемого материала и лежит в пределах 
80…140°.

Для уменьшения трения об образованную поверх
ность отверстия и уменьшения теплообразования сверло на всей длине направляющей части имеет занижение 
по спинке с оставлением по режущей кромке ленточки 
шириной от 0,4 до 2,0 мм в зависимости от диаметра 
сверла. Ленточки обеспечивают направление сверла в 
процессе резания. Вспомогательные задние углы на ленточках равны нулю, так как вспомогательная задняя 
поверхность очерчена цилиндром. Для уменьшения трения и во избежание заклинивания при работе рабочая 
часть сверла имеет обратную конусность (диаметр сверла уменьшается на 0,12…0,15 мм на длине 100 мм). За 
счет обратного конуса образуется вспомогательный угол 
в плане ϕ1.

Процесс резания при сверлении имеет некоторые 

особенности: 

1) наличие очень малых передних углов в централь
ной части сверла и отрицательных у перемычки повышает деформацию срезаемой стружки, увеличивает силы 
трения и тепловыделение в зоне резания;

2) из-за отсутствия вспомогательных задних углов на 

ленточках наблюдается повышенное трение;

Обработка материалов и инструмент. Практикум

3) сверло в процессе резания находится в постоян
ном длительном контакте со стружкой и обработанной 
поверхностью, ухудшены условия отвода стружки;

4) различие скоростей резания для точек режущих 

лезвий в процессе сверления усложняет процесс деформации стружки и ее схода по передней поверхности инструмента.

Неблагоприятные геометрические параметры на по
перечной кромке и ленточке приводят к необходимости 
улучшения режущих свойств сверла с помощью специальных подточек. Способы улучшения геометрических 
параметров сверл:

– подточка перемычки (НП) (рис. 2.2, а, в–е) – при
меняется для сверл диаметром более 8 мм; 

– двойная заточка (ДП) (рис. 2.2, б), периферийный 

участок затачивается под углом при вершине 2ϕ = 70…
90° – для сверл диаметром более 10 мм;

– подточка ленточки (рис. 2.2, ж) – для сверл диаме
тром более 10 мм на длине 4 мм под углом α = 1,5…6°.

Подтачивают перемычку для уменьшения осевой 

силы и крутящего момента. Осевая сила уменьшается 
на 30…35 % по сравнению со сверлом, не имеющим 
подточки. Подточка ленточек в местах наибольшего 
износа увеличивает стойкость сверл в 2…3 раза. Конструктивные элементы спиральных сверл стандартизированы.

Стандартом (ГОСТ 10902-77, 10903-77) регламентиро
ваны следующие основные размеры спиральных сверл:

• номинальный диаметр D; 
• общая длина сверла L; 
• длина рабочей части l; 
• размеры шейки l3 и хвостовика l4.