Самодельные станки и приспособления:
Первые станки
Фото старых станков
Видео простейших станков
Стойки и направляющие для дрели
Универсальный станок из дрели
Циркулярная пила из дрели
Токарный станок
Токарный станок с ножным приводом
Сверлильный станок из дрели
Сверлильный станок для плат
Сверлильный станок
Регулирование оборотов дрели
Насадки на дрель
Лобзик-станок
Настольный электролобзик с эксцентриком
Лобзиковый станок из ручного электролобзика
Ленточный шлифстанок из дрели
Вариатор для станка
Подключение трехфазного двигателя к однофазной сети
Приспособление для фрезерования шипов
Ленточный шлифстанок
Ленточная пила
Циркулярка из ручной дисковой пилы
Полировальный станок
из дрели
Станок по резке камня
Станина для болгарки
Самодельный шкив
Простая передача для станка
Самодельный верстак
Фрезерный стол
Ручной листогиб
Самодельный трубогиб
Преобразование вращательного
движения в прямолинейное
Виды передач
Использование автомобильной шпаклевки
Тахометр из моторчика и вольтметра
Печь для плавки алюминия
Современные станки для домашних мастерских и работа на них:
Токарный станок
Сверлильный станок
Циркулярный станок
Фуговальный станок
Лобзиковый станок
Ленточнопильный станок
Радиально-консольная пила
Работа на токарном станке
Резец
Работа на циркулярном станке
Работа на лобзиковом и ленточнопильном станках
Ручной электроинструмент:
Дрель
Устройство дрели
Ремонт дрели
Устройство шуруповерта
Ремонт шуруповерта
Ручной фрезер
Работа ручным фрезером
Приспособления для ручного фрезера
Электролобзик
Дисковая пила
Направляющие для дисковой пилы
Электрорубанок
Сабельная пила
Эксцентриковая шлифовальная машина
Ленточная шлифовальная машина
Перфоратор
Отличия перфоратора от ударной дрели
Устройство перфоратора
Строительный фен
Работа болгаркой
Сельскохозяйствен- ные (садовые) инструменты:
Самодельная пилорама
Самодельная бетономешалка
Самодельный культиватор из лебедки
Самодельный плуг
Самодельный ручной культиватор
Ручная сеялка
Самодельный дровокол
Бензопила
Устройство бензопилы
Работа бензопилой
Насадки и приспособления для бензопилы
Ремонт бензопилы
Универсальные козлы
Мойка и сортировка картофеля
Плодосъемник для яблок
Подъемник для дачи
Самодельный снегоуборщик
Триммеры
Газонокосилки
Кусторезы и сучкорезы
Снегоуборщики
Мотоблоки
Мотокультиваторы
Работа мотоблоком
Обслуживание мотоблока
Устройство мотоблока
Ремонт мотоблока
Самодельная газонокосилка
Ручной инструмент:
Фото старых инструментов
Первый инструмент
Обзор отверток
Обзор гаечных ключей
Клещи, плоскогубцы, кусачки и т.п.
Струбцины и зажимы
Пила
Напильник
Фреза
Сверло
Метчик и плашка
Заточка:
Заточка ножей
Приспособления для заточки
Бруски для заточки ножей
Угол заточки ножа
Заточка и разводка пилы
Заточка сверла
Заточка цепи бензопилы
Станок для заточки из ленточной шлифмашины
Материалы:
Оргстекло
Фторопласт
Капролон
Обработка пластмасс
Гибка оргстекла

Резец

Заострены в виде клина клыки и когти, зубы, клювы, бивни и шипы. Им подражают примитивные орудия - отщепы первобытного человека, более совершенные топоры-колуны, наконечники стрел и ножи, а также древнейшие и современные инструменты для обработки материалов.

Клин на своей вершине создает высокие давления. Но, ведь клыки, когти, бивни, колючки, наконечники копий и стрел, мечи, ножи и, наконец, резцы также представляют собой клинья. Значит, и на их вершинах должны развиваться высокие давления. Твердый и прочный резец - тоже клин. Он не только вдавливается в стальную заготовку, но и снимает с неё стружку. Дело в том, что для эффективной работы клина одного удельного давления, даже очень высокого, здесь недостаточно. Клин должен быть тверже и прочнее обрабатываемого материала. У клина есть еще одно замечательное свойство - способность раскладывать приложенную к нему осевую силу на составляющие. Соотношение между осевой силой и составляющими зависит от угла заострения клина. Чем меньше угол заострения, тем легче ввести клин в материал. Действительно, чем острее клин, тем легче его ввести в колоду, расслоить материал и снять резцом металлическую стружку. Однако такое уменьшение угла заострения возможно до определенного предела и ограничивается прочностью материала клина и эффективностью разложения сил. Наши далекие предки эмпирически нашли наиболее рациональный угол заострения клина с учетом материала резца и материала, подлежащего обработке. Посмотрите на кремниевые резцы позднего палеолита из Мезина, Тимоновки, на клювовидные резцы с острова Мальта и из Мезина, на костяной резец бороро из Южной Америки. Как они похожи на простейший современный резец формой и выбранным углом заострения клина!

Клин раскладывает приложенную к нему силу на составляющие, вызывая расклинивающее действие
Клин раскладывает приложенную к нему силу на составляющие, вызывая расклинивающее действие

Первые резцы
а - резцы из Мезина; б - резец из Тимоновки; в - резцы из острова Мальта; г - клювовидный резец из Мезина; д - современный резец; е - костяной резец племени бороро

Большие трудности связаны с установкой клина-резца относительно обрабатываемой поверхности, так как не при любой его установке снятие стружки будет эффективным. Если клин ориентирован относительно обрабатываемой поверхности правильно, то процесс резания будет осуществляться легко, стружка будет скользить по обращенной к ней поверхности резца, а другая его поверхность, обращенная к уже обработанной поверхности детали, так называемая задняя поверхность резца, на большей своей части не будет соприкасаться с обработанной поверхностью и вызывать трение и деформацию. При пересечении передней и задней поверхностей образуется режущая кромка инструмента.

Углы резца
Передние и задние углы резца изменяются в зависимости от его установки на станке относительно детали: а - вершина резца установлена на уровне оси детали; б - ниже детали; в - выше детали

Для эффективного ведения процесса резания важно рационально выбрать не только угол заострения клина, но и правильно расположить его поверхности относительно обрабатываемой заготовки. Для строгого определения положения клина относительно детали введены передний и задний углы, обозначаемые символами γ и α. Передние и задние углы играют исключительно важную роль. Без правильного их выбора невозможно эффективно осуществлять обработку. Если резец подвести к цилиндрической детали, то главная режущая кромка резца начнет снимать стружку, образуя поверхность резания, в данном случае цилиндрическую. Если теперь условно провести плоскость, касательную к поверхности резания и проходящую через главную режущую кромку, так называемую плоскость резания, то ее пересечение с плоскостью рисунка даст прямую линию - след. Фактически в месте соприкосновения вершины резца с деталью мы провели касательную к окружности. При этом получается угол между задней поверхностью резца и плоскостью резания так называемый задний угол α. Не более сложно дело обстоит и с передним углом. Ключом для его определения также является плоскость резания, перпендикулярно к которой и опять-таки через главную режущую кромку проводится плоскость. В плоскости нашего рисунка эта плоскость оставит след в виде прямой линии, перпендикулярной к уже проведенной касательной и проходящей через вершину резца и центр детали. Угол между этой плоскостью, а на чертеже линией, и передней поверхностью и есть передний угол γ. Угол заострения - угол между передней и задней поверхностями резца, передний и задний углы в сумме составляют 90°, так как заключены между двумя взаимно перпендикулярными плоскостями. При этом величина переднего угла находится в пределах 0-30° и в основном зависит от свойств материалов детали и инструмента. Обработка более прочных и твердых материалов требует малых передних углов. Исключительно важным является и правильный выбор величины заднего угла, уменьшающего трение между задней поверхностью резца и поверхностью резания. Обычно его принимают в пределах 5-15°.

Резец к детали можно подвести по-разному. Например, вершина резца может быть установлена на уровне оси детали, ниже ее или выше, что весьма часто случается на практике. При расположении вершины клина резца ниже центра детали задний угол α увеличивается, а передний γ уменьшается. Если же вершина клина будет установлена выше центра детали, то, наоборот, передний угол возрастет, а задний уменьшится. Уменьшение величины заднего угла α очень опасно, так как задняя поверхность резца начнет давить и тереться о деталь, инструмент разогреется, эффективность и качество обработки, а также износостойкость резца резко уменьшатся. Изменение этих углов происходит не только при наружном точении, но и при расточке отверстий. Но здесь наблюдаются противоположные закономерности.

Поверхности и плоскости резания
Поверхности и плоскости резания

Теперь посмотрите на токарный проходной резец. Где эти углы? Где их искать. Ведь появились новые поверхности и кромки, которых не было на элементарном клине-резце и, значит, дело усложнилось. Так просто их теперь не найдешь, не определишь и необходимы последовательные действия, приближающие к цели. Прежде всего, резец надо правильно расположить в пространстве. Очевидно, проще всего положить резец на горизонтальную плоскость и считать, что эта часть дела выполнена. Но это решение будет неприемлемым несмотря на то, что станки при установке стараются выверить в горизонтальной плоскости. Выберем за основу более универсальную плоскость, положение в пространстве которой определяется двумя, характерными для резания, векторами. Это будет основная плоскость. Основной плоскостью называют плоскость, проходящую через рассматриваемую точку режущей кромки перпендикулярно к вектору скорости главного движения. Найдем теперь не просто режущую кромку, а главную режущую кромку. Она образована от пересечения передней поверхности с главной задней поверхностью резца и непосредственно совершает главную работу - съем припуска с детали. Вполне очевидно, что раз есть главная режущая кромка, то должна быть и ее подчиненная - вспомогательная режущая кромка, которая образуется от пересечения передней поверхности со вспомогательной задней поверхностью. На долю главной режущей кромки выпали наибольшие трудности, потому что она всегда впереди, а вспомогательная режущая кромка располагается за ней и как бы "подчищает" огрехи в работе. При этом было бы ошибкой считать, что главная режущая кромка находится всегда с левой стороны головки резца, если смотреть на него сверху. Она может быть и с правой стороны, если резец должен снимать стружку при осевой подаче слева направо. Положите на такой резец ладонь левой руки, и тогда отведенный большой палец укажет направление осевой подачи и подскажет название резца - левый. Аналогичным образом, только по правой руке, определяется правый резец.

Правые и левые проходные резцы
Правые (а) и левые (б) проходные резцы

Вспомогательная режущая кромка составляет с главной режущей кромкой угол, который называется углом при вершине ε. Этот угол зависит только от заточки инструмента. Зато величины двух смежных с ним углов - главного угла в плане φ и вспомогательного угла в плане φ1 зависят и от заточки и от установки резца. При малом главном угле в плане φ в работе участвует большая часть главной режущей кромки, улучшается отвод тепла, повышается стойкость инструмента, но возникает сила, отжимающая деталь от резца. Очень малая величина вспомогательного угла в плане, φ1 < 10° приводит к врезанию вспомогательной режущей кромки в обработанную поверхность и к ухудшению ее качества. Углы ε, φ и φ1 в сумме составляют 180° и все они измеряются не между самими режущими кромками и направлением продольной подачи резца, а между проекциями этих кромок на основную плоскость и направлением подачи. Изображение головки резца только на основной плоскости не позволяет представить положение главной режущей кромки в пространстве. Если посмотреть на резец со стороны его вершины, мы сразу увидим, что главная режущая кромка не обязательно должна быть параллельна основной плоскости и может составлять с ней некоторый угол λ. Этот угол равен нулю, если главная режущая кромка параллельна основной плоскости, становится положительным, если вершина является самой нижней точкой режущей кромки, и принимает отрицательные значения, когда вершина лежит выше всех других точек режущей кромки. От правильного выбора этого угла зависит направление схода стружки с передней поверхности резца и условия работы его вершины. Так, при положительном угле наклона режущей кромки вершина вступает в соприкосновение с заготовкой позже всех других точек кромки и поэтому лучше защищена от ударов. Главная секущая плоскость проведена перпендикулярно к плоскости резания и обязательно проходит через главную режущую кромку, а на основной плоскости превращается в прямую, перпендикулярную проекции главной режущей кромки. Углы α, ρ и γ - углы резца в главной секущей плоскости. Вспомогательная секущая плоскость перпендикулярна проекции вспомогательной режущей кромки на основную плоскость.

Главная режущая кромка резца может иметь различный наклон относительно основной плоскости
Главная режущая кромка резца может иметь различный наклон относительно основной плоскости

Плоскости и углы, с которыми мы познакомились, являются азбукой всех резцов. Без такой азбуки невозможно их грамотно спроектировать, изготовить, заточить и применять.

Разнообразие работ диктует применение различных типов резцов. Прежде всего это проходные резцы, которые могут быть прямые, отогнутые и упорные. Они предназначены для наружного точения цилиндрических деталей, подрезки торцов и снятия фасок. При этом отогнутые резцы получили наиболее широкое применение из-за своей универсальности, жесткости и возможности вести процесс резания в менее доступных местах. Обработку отверстий осуществляют расточными резцами - проходными и упорными. Чем меньше диаметр отверстия и больше его глубина, тем меньше сечение расточного резца и длиннее его стержень. От этого расточные резцы становятся нежесткими, склонными к вибрациям. Для отрезки детали от заготовки или резки прутков и болванок служат отрезные резцы. Для обточки плоскостей, перпендикулярных к оси вращения детали, используют подрезные резцы. Нарезание резьбы требует применения резьбовых резцов со специальной заточкой, соответствующей профилю будущей резьбы. И, наконец, фасонные резцы, которые так названы из-за того, что своими режущими кромками воспроизводят профиль - фасон детали. Ее фасон зависит от формы поверхности детали, например, в виде сферы и шейки. Такие резцы сложны в изготовлении и поэтому дорогие, но простота, производительность и точность обработки сложных поверхностей за один или несколько проходов часто делают этот инструмент незаменимым при массовом производстве. Нельзя не упомянуть о строгательных и долбежных резцах. Строгальные резцы работают в весьма тяжелых условиях. Их часто делают изогнутыми, чтобы при обратном холостом ходе резец свободно скользил по обрабатываемой поверхности, не врезался в нее и не ухудшал качества. Если же посмотреть на долбежный резец, то сразу можно и не разобраться, где у него передняя поверхность, а где задняя. Но стоит представить его совместно с деталью, как все сразу становится ясным. Долбежный резец похож на расточной упорный резец, хотя и предназначен для долбления пазов, канавок, уступов, а не для обработки цилиндрических поверхностей.

Типы резцов
Типы резцов: а - проходной прямой; б - проходной отогнутый; в - проходной упорный; г - расточной проходной; д - расточный упорный; е - отрезной резец; ж - подрезной резец; з - резьбовой резец; и - фасонный резец; к - строгальный резец; л - долбежный резец

Процесс резания осуществляют при определенных режимах, элементами которого являются скорость резания, глубина резания, продольная и поперечная подачи. Выбирают правильный режим резания по справочным таблицам и формулам с рядом специальных коэффициентов.

Посмотрите, какие оригинальные клювовидные ручные резцы применяли московские ремесленники в самом начале XVII века. Правда, они мало чем отличались от резцов IX-X века новгородцев, умевших выковать их из нескольких слоев железа разной твердости. Такими были у них резцы, ножи, разнообразный инструмент, орудия, и, конечно, мечи.

Резцы древней Руси
а - резцы московских ремесленников XVII века; б - резцы новгородцев IX-X веков; в - трехслойный инструмент древней Руси; г - инструмент древней Руси с приваренным твердым острием; д - резец А.М. Игнатьева

Клин был похож на трехслойный пирог, средний слой которого был упругим и имел твердость закаленной высокоуглеродистой инструментальной стали, а два других слоя представляли собой мягкую малоуглеродистую сталь. При его работе боковые слои изнашивались быстрее прочной и твердой сердцевины, что приводило к автоматической самозаточке клина и, к тому же, защищало средний слой от ударов, развития трещин и разрушения. Хотя этот принцип и существует независимо от нас в природе, осуществляя автоматически естественную заточку когтей, зубов, клыков, имеющих покровные слои разной твердости и износостойкости, тем не менее его не сразу смог понять, оценить и применить человек в своей практической деятельности и ему пришлось открывать для себя этот принцип несколько раз.

Изобретателем суппорта или механической "держалки" резца стал в начале XVIII века талантливый механик А.К. Нартов, построивший много сложных станков и механизмов. Вслед за этим в 1794 г. английский механик Генри Модели сконструировал так называемый крестовый суппорт, который имел две подвижные взаимно перпендикулярные каретки. Благодаря этому укрепленный на верхней каретке резец мог передвигаться с помощью винтов по независимым друг от друга направлениям - вдоль оси вращающейся заготовки и перпендикулярно к ней. С изобретением суппорта станок стал рабочей машиной, и оказалось возможным создание резцов нового типа с точной геометрией и четко определенными теоретическими и практическими параметрами. Наконец, благодаря суппорту родилось понятие основной плоскости как стабильной базы для всех определений и построений, связанных с инструментами. Итак, резец был установлен на суппорте. С этого момента и началась его новая история. Он стал не ручным инструментом, а машинным: строгим по геометрии и форме и разнообразным по существу выполняемых работ. Сначала машинный резец делали полностью из инструментальной стали. Потом поняли, что слишком дорого изготовлять режущую часть и державку из одного материала. Собственно говоря, новизны здесь не было - вспомним хотя бы сварной инструмент Руси IX-X веков, у которого державка была из мягкого железа, а головка с режущей кромкой была выполнена из высокоуглеродистой закаленной стали. Мастеровые древности делали такими даже молотки, зубила, ножи и лемеха для вспашки земли. С появлением в наше время высокопрочных и износостойких пластинок из твердого сплава, керамики, а также искусственных алмазов изменился и резец. Пластинки и кристаллы стали припаивать или крепить механическим путем к головке резца, делать сменными и поворотными с фиксацией в требуемом положении.

Резцы
а - цельный резец - из одного материала; б - сваренный резец - из двух металлов; в - резец с припаянной пластинкой; г - резец с механически закрепленной пластинкой; д - резец с поворотной пластинкой; е - резец с алмазной вставкой

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Литература




Copyright © 2006-2011 tool-land.ru