Процессы формообразования и инструменты. Лабораторный практикум

 
 
 
 
А. М. Лаврентьев, К. А. Быканова  
 
 
 
 
 
ПРОЦЕССЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ  
И ИНСТРУМЕНТЫ 
 
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 
 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
1 

УДК 621.7 
ББК  34.6 
 Л13 
 
Рецензенты: 
генеральный директор ООО «Завод Ротор» к. т. н. В. А. Зубченко; 
профессор кафедры «Технология машиностроения»  
ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический  
университет» д. т. н. Ю. И. Сидякин 
 
 
 
 
 
 
 
Лаврентьев, А. М. 
Л13  
Процессы формообразования и инструменты. Лабораторный практикум : учебное пособие / А. М. Лаврентьев,  
К. А. Быканова. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 
2024. – 140 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-2026-6 
 
Представлены лабораторные работы по выявлению зависимости усадки стружки от элементов режима резания, по методам 
измерения температуры в зоне резания, а также по конструкции и 
принципу работы приборов, применяемых для определения параметров шероховатости. 
Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 
15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». 
 
УДК 621.7 
ББК 34.6 
 
 
ISBN 978-5-9729-2026-6 © Лаврентьев А. М., Быканова К. А., 2024 
 
© Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
© Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
2 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 
 
ВИДЫ РЕЗЦОВ И КИНЕМАТИКА РЕЗАНИЯ  
ПРИ ТОЧЕНИИ 
 
1. Цель работы 
 
1. Закрепление терминов, определений и понятий, составляющих основу кинематики процесса резания при точении.  
2. Изучить основные типы токарных резцов их конструктивные и геометрические элементы. 
3. Изучить конструкции измерительных приборов и приемов измерения. 
4. Выполнить эскизы двух различных токарных резцов. 
5.Изобразить схему резания для каждого резца. 
 
2. Основные сведения 
 
Обработка металлов резанием – это процесс снятия режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для 
получения необходимой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхности детали. 
В современном машиностроении при обработке металлов 
резанием широко применяются резцы, являющиеся в большинстве случаев простым металлорежущим инструментом. 
Резцы является наиболее распространенным инструментом. 
Они применяются при работе на токарных, револьверных, карусельных, расточных, строгальных и долбежных станках, токарных автоматах, полуавтоматах и на многих специальных станках при обработке наружных и внутренних поверхностей самых 
разнообразных форм. 
Для осуществления процесса резания необходимо относительное движение заготовки и режущего инструмента. Движение рабочих органов и заготовки делят на движение резания, 
установочные и вспомогательные движения.  
Движение резания – это движение, при котором с обрабатываемой заготовки срезается слой металла и её состояние изменя3 

ется. Движение резания состоит из главного движения и движения подачи.  
Главное движение определяет скорость отделения стружки – 
скорость резания V. Скорость резания V – это путь точки режущей кромки (режущего лезвия) инструмента относительно заготовки в направлении главного движения в единицу времени. Оно 
может быть непрерывным и прерывистым, а по своему характеру: 
вращательным, 
поступательным, 
возвратно-поступательным. 
Главное движение может совершать и заготовка и инструмент.  
Движение подачи – S обеспечивает непрерывность процесса 
отделения стружки и также может быть непрерывным и прерывистым, а по характеру – вращательным, поступательным и т. д. 
Подача S – это путь точки режущего лезвия инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один 
оборот или за один двойной ход заготовки или инструмента. 
Установочное движение – это движение рабочих органов, 
которое обеспечивает такое положение инструмента относительно заготовки, при котором с неё снимается определённый 
слой металла. Вспомогательное движение – движения транспортировки и закрепления заготовки или инструмента, переключения скоростей резания и подачи и т. п.  
 
3. Назначение и классификация токарных резцов 
 
Резец является инструментом для черновой, чистовой и тонкой обработки материалов резанием. 
 
 
 
Рисунок 1.1. Типы резцов, определяемые по способу крепления 
их режущей части: а – цельный; б – сваренный стык;  
в – с припаянной пластиной; г – с механическим креплением 
пластины 
4 

Резцы классифицируются: 
− по виду обрабатываемого материала – металлорежущий, 
дереворежущий; 
− по конструкции (цельные, сборные (напайные, с механическим креплением пластин, с механическим креплением режущей головки); 
− по расположению относительно детали (радиальные и 
тангенциальные); 
− по сечению державки (прямоугольная, квадратная, круглая); 
− по материалу режущей части – на углеродистые, быстрорежущие, твердосплавные, минералокерамические, алмазные 
(наиболее часто используют спечённые твёрдые сплавы. В марках 
первые буквы обозначают группу, к которой относится сплав; 
цифры в вольфрамовой группе – количество (процентный объём) 
кобальта, а остальное карбид вольфрама; первые цифры в титановольфрамовой группе – количество карбида титана, вторые цифры – количество кобальта, а остальное– карбид вольфрама). Инструментами из сплавов группы ВК обрабатывают чугуны, цветные металлы, пластмассы, а также весьма прочные закалённые 
стали. Сплавы ТК применяют для обработки сталей, они имеют 
высокую износостойкость и теплостойкость, дают сливную 
стружку. Трёхкарбидные сплавы применяют при тяжёлых условиях резания, например, строгании сталей с большими сечениями 
срезаемого слоя металла, а также чистовой и получистовой обработке жаропрочных сталей; 
− по направлению подачи – на правые и левые. Метод определения резцов по подаче показан на рисунке 1.2. Если при 
наложении руки на резец большой палец правой руки направлен 
к главной режущей кромке, то такой резец называется правым, 
если к главной режущей кромке направлен большой палец левой 
руки, то это будет левый резец. На токарных станках правыми 
резцами работают справа налево (по направлению к передней 
бабке станка), а левыми – слева направо (по направлению к задней бабке станка). 
 
5 

 
 
Рисунок 1.2. Определение направления движения подачи: 
1 – главные режущие кромки; 2 – левый резец; 3 – правый резец 
 
 
 
Рисунок 1.3. Токарные резцы 
 
− 
 по технологическому (функциональному) назначению 
(виду операции, обработки): проходные прямые (рисунок 1.3, а) 
отогнутые (рисунок 1.3, б), упорные (рисунок 1.3, в) и широкие 
(рисунок 1.3, г); подрезные – для подрезания торцов заготовки 
(рисунок 1.3, д); отрезные (рисунок 1.3, е); расточные проходные (рисунок 1.3, ж), расточные упорные (рисунок 1.3, з) для растачивания соответственно сквозных и глухих отверстий; стерж6 

невые скруглённые или галтельные для получения плавного перехода от одной поверхности детали к другой (рисунок 1.3, и); 
резьбовые для обработки метрической наружной резьбы (рисунок 1.3, к); канавочные, для обработки наружных канавок (рисунок 1.3, л); резьбовые для обработки внутренних метрических 
резьб (рисунок 1.3, м); канавочный, для обработки внутренних 
канавок (рисунок 1.3, н); фасонные (рисунок 1.3, о). 
 
Проходные прямые резцы 
 
Резец проходной прямой (рисунок 1.3, а) является режущим 
инструментом, который применяется для обточки деталей разнообразных форм. Его используют для обработки внешних поверхностей деталей, таких как цилиндрические валики, конусы 
и прочие тела вращения. Резцы проходные прямые являются не 
столь универсальными, как их отогнутые разновидности, но они 
прочнее и дешевле их. С другой стороны, у них могут возникать 
проблемы с работой в труднодоступных местах. Резец токарный 
проходной прямой имеет высокую жесткость. 
Для работы данного инструмента (рисунок 1.4) используют 
как продольную, так и поперечную передачу. Благодаря совмещению действий можно подрезать выпирающие торцы, снять 
фаски, а также просто обтачивать поверхности и совершать другие операции.  
 
 
 
Рисунок 1.4. Схема обработки прямыми проходными  
резцами: а – правым, б – левым 
7 

Резцы токарные прямые проходные разделяются на черновые, или как их еще называют, обдирочные и чистовые. Черновые резцы применяются для обработки на первом этапе, когда 
снимается наибольший припуск, чтобы заготовка приблизилась 
к необходимым размерам. Чистовые резцы предназначены для 
более точной обработки, когда толщина срезаемого припуска не 
превышает десятые доли миллиметра. Чистовые резцы имеют 
больший радиус закругления, что обеспечивает получение более 
низкой шероховатости обработанной поверхности. Если необходимо получить поверхность с особенно низкой шероховатостью, применяют широкие резцы (рисунок 1.3, г). Однако при 
значительной длине контакта режущей кромки с заготовкой они 
склонны к вибрациям и дрожанию. 
 
 
 
Рисунок 1.5. Схема обработки широким резцом 
 
Если рассматривать конструкции изделий, то здесь встречаются цельные варианты и с пластинами, некоторые из которых могут сниматься. Как правило, основная часть изготавливается из инструментальной стали, а рабочая делается из быстрорежущей стали или из твердого сплава, рассчитанного на работу 
с труднообрабатываемыми видами металла. 
Также проходные прямые резцы делятся на левый и правый 
(см. рисунок 1.2), у которых отличается положение самой рабочей части. 
 
8 

Проходные отогнутые резцы 
 
Резец проходной отогнутый (рисунок 1.3, б) используется 
для обтачивания наружных конических и цилиндрических поверхностей. В отличие от прямых, отогнутые проходные резцы 
получили большее распространение, так как они обладают универсальными возможностями в работе за счет своей формы. 
Работа данным инструментом осуществляется как при продольной, так и при поперечной подаче (рисунок 1.6, б). Им 
можно осуществлять обточку поверху самой заготовки, снимать 
фаски и подрезать торцы.  
 
 
 
Рисунок 1.6. Схема обработки проходными отогнутыми резцами: 
а – правыми, б – левым 
 
Резец проходной отогнутый изготавливается преимущественно с пластинками из твердосплавных материалов. 
 
Проходные упорные резцы  
 
Резец проходной упорный (рисунок 1.3, в) относится к режущим токарным инструментам, которые используются для обработки цилиндрических деталей. Проходные упорные резцы 
используют при обработке заготовок, имеющих уступы. Зачастую это детали небольших размеров, так что инструменты обладают высокой точностью. Главный угол на основной рабочей 
части достигает 90 градусов.. 
9 

 
 
Рисунок 1.7. Схема обработки проходными упорными резцами: 
а – правым, б – левым 
 
Основными разновидностями упорных резцов являются 
прямые и изогнутые. Прямые имеют меньший радиус закругления вершины, но при этом большую прочность и жесткость. 
Они более просты в применении, хотя и не обладают той универсальностью, как вторая разновидность. Изогнутый проходной упорный резец применяется во многих сферах, так как обладает массой возможностей в применении. У него больший радиус на закруглении и отогнутая часть помогает достать даже до 
труднодоступных мест. 
Обе эти разновидности еще подразделяют на правые и левые (рисунок 1.7).  
 
Подрезной резец 
 
Резец подрезной (рисунок 1.3, д) является одним из основных видов токарных инструментов, которые используются для 
обработки изделий. Он имеет криволинейный профиль передней 
поверхности. Благодаря такой особенности конструкции стружка при работе завивается, что облегчает ее уборку. Токарные 
подрезные резцы могут использоваться для точения наружных 
поверхностей, торцевания деталей или заготовок и так далее 
(рисунок 1.8). Нередко эти изделия применяются для черновой 
обработки. 
 
10