Отделение срезаемого слоя металла производится режущим лезвием инструмента. Режущая часть инструмента ограничивается рабочими поверхностями, которые в зависимости от расположения относительно обрабатываемого изделия имеют определенные названия. Разные инструменты имеют различную форму зажимной и режущей частей, однако их режущие части имеют общее устройство и ограничиваются рабочими поверхностями, присущими режущей части любого инструмента. Обычно режущая часть имеет одну переднюю и несколько задних поверхностей.

1 – передняя поверхность, 2 – главная задняя поверхность, 3 – вспомогательная задняя поверхность, 4 – главная режущая кромка, 5 – вспомогательная режущая кромка, 6 – вершина режущего лезвия.

Рис. 2.1. Составные части и рабочие поверхности инструментов.

На рис.2.1. показаны рабочие поверхности и режущие кромки режущих частей: а – токарного резца, б – долбежного резца, в – спирального сверла, г – слесарного зубила, д – зернен абразивного инструмента.

Передней поверхностью (1) называется поверхность, по которой сходит образующаяся в процессе резания стружка.

Главной задней поверхностью (2) называется поверхность, обращенная к поверхности резания.

Вспомогательной задней поверхностью (3) называется поверхность, обращенная к обработанной поверхности.

Ребро, которое образуется в результате пересечения передней и главной задней поверхности, называется главной режущей кромкой (4). Пересечением передней поверхности с вспомогательной задней поверхностью образуется вспомогательная режущая кромка (5).

Точка пересечения главной (4) и вспомогательной (5) режущих кромок называется вершиной (6) режущего лезвия (резца, режущего зуба).

Для обеспечения эффективной работы режущего инструмента поверхности его режущего лезвия должны располагаться определенным образом относительно направления движения резания.

Для рассмотрения геометрических параметров режущей части инструмента устанавливаются системы координатных плоскостей и сами координатные плоскости: плоскость резания и основная плоскость. Для контроля режущего инструмента применяется инструментальная система координат с началом в вершине лезвия, ориентированная относительно геометрических элементов режущего инструмента, принятых за базу.

Статическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости главного движения резания.

Кинематическая система координат – прямоугольная система координат с началом в рассматриваемой точке режущей кромки, ориентированная относительно направления скорости результирующего движения резания.

Геометрические параметры (углы) режущего инструмента рассматриваются в этих системах координат. В статической – как геометрические параметры твердого тела – неподвижного предмета, в кинематической – как углы работающего инструмента в процессе резания. На рис.2.2. показаны токарный резец в проекции на основную плоскость 1, сечения его в главной секущей плоскости 2, в рабочей плоскости 3 и вспомогательной секущей плоскости 4, вид резца со стороны главной задней поверхности 5 и следы координатных и секущих плоскостей.

P_vc – след основной плоскости, P_nc – след плоскости резания, P_s — след рабочей плоскости, – след главной секущей плоскости.

Рис. 2.2. Геометрические параметры режущей части резца в статической системе координат.

Основной плоскостью P_v называется координатная плоскость, проходящая перпендикулярно направлению главного движения (вектору скорости резания). Для случая токарной обработки она параллельна продольной и поперечной подачам и параллельна опорной поверхности (основанию) призматической зажимной части резца.

Плоскостью резания P_n называется координатная плоскость, проходящая через главную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости.

Плоскость, проходящая через главную режущую кромку перпендикулярно основной плоскости и параллельно направлению движения подачи, называется рабочей плоскостью P_s.

Геометрические параметры режущего инструмента рассматриваются в плане, то есть в проекции на основную плоскость, и в секущих плоскостях: главной секущей плоскости, нормальной секущей плоскости, в рабочей плоскости и в других вспомогательных секущих плоскостях.

Нормальной секущей плоскостью P_n называется секущая плоскость, проходящая перпендикулярно (нормально) режущей кромке в рассматриваемой точке.

Главной секущей плоскостью называется координатная плоскость, перпендикулярная линии пересечения основной плоскости с плоскостью резания и проходящая через главную режущую кромку.

В плане, то есть в проекции на основную плоскость, рассматриваются следующие углы: главный угол в плане , угол при вершине в плане , вспомогательный угол в плане . Эти углы связаны между собой зависимостью:

.

Рис. 2.3. Статические и кинематические углы резца и зависимость их от подачи и диаметра обрабатываемой поверхности.

В главной секущей плоскости рассматриваются углы: главный задний , передний угол и угол заострения . Во вспомогательной секущей плоскости рассматривается и измеряется только один угол – вспомогательный задний угол . В плоскости резания измеряется угол наклона главной режущей кромки .

Сумма углов резца в главной секущей плоскости равна 90 градусам:

.

Кроме рассмотрения углов резца в статической системе координат как углов какого-то геометрического тела (или углов резца в статике) следует рассматривать углы резца в движении, в кинематической системе координат. В результате сложения главного движения с движением подачи при резании изменяется величина углов режущего инструмента, приданных ему при заточке.

Углы в статической системе координат называются статическими углами, углы в кинематической системе координат – кинематическими. Величина кинематических углов отличается от величины статических на величину кинематического угла скорости резания , угла между векторами скорости резания v и скорости результирующего движения v_е. Из рис.2.2. видно, что при резании задний угол уменьшается, а передний увеличивается на величину угла скорости резания. Величина этого кинематического угла легко определяется из схемы на рис.3.3., где резец условно показан в контакте с разверткой обрабатываемой торцевой поверхности на цилиндрической заготовке. Здесь видно, что:

;

;

Рис. 2.4. Зависимость величины переднего и заднего углов от установки резца.

;

,

где d – диаметр обрабатываемой поверхности, мм; s – величина подачи, мм/об.

Действительная величина углов резца зависит также от установки его относительно оси центров токарного станка. Зависимость эта поясняется схемой на рис. 2.4. Из схемы видно, что действительная величина переднего и заднего углов ( и ) изменяется на величину угла установки . Его величина определяется из соотношения

;

где d – диаметр обрабатываемой детали, мм; h – высота смещения вершины резца, мм.

Величина угла равняется величине угла:

;

Действительные углы:

,

;

На представленных выше рисунках показаны упрощенные схемы расчета действительных углов. В обычных, не упрощенных случаях величины углов находятся в более сложной зависимости. Из приведенных данных видно, что изменение углов инструмента при резании тем больше, чем меньше диаметр обрабатываемого изделия и больше подача. При установке резца выше центра задний угол уменьшается, а передний – увеличивается. При установке резца ниже центра увеличивается задний угол и уменьшается передний.

5. Типы производства. Их характеристики.

Под типом производства понимают организационно-техническую характеристику производственного процесса, основанную на его специализации, повторяемости и ритмичности. Существует три основных типа производства: массовое, серийное, единичное.

В зависимости от типа производства по-разному строятся подготовка, планирование, учет и другие параметры процесса производства.

Предприятия массового производства непрерывно выпускают продукцию небольшой номенклатуры в большом объеме. Специализация производственных процессов очень глубокая (автоматы). В сборочных цехах массового производства преобладает массовая поточная сборка. В механических и обрабатывающих цехах имеют место и серийные (крупносерийные) процессы.

Заготовительные цеха характеризуются крупно- и среднесерийным процессами.

Положительные стороны крупносерийного производства:

• разработанная технология;

• специальное оборудование;

• высокий уровень механизации и автоматизации;

• ритмичность.

Заводы серийного производства выпускают продукцию ограниченной номенклатуры. Некоторые изделия изготавливаются непрерывно, другие - сериями.

В сборочных цехах применяется непрерывно-поточная сборка, которая может быть массовой или серийной.

В механических, обрабатывающих и заготовительных цехах детали изготавливаются в условиях серийного процесса. Все детали чередуются партиями, размеры которых зависят от величины производственного задания; номенклатуры применяемых деталей; производственной мощности цехов и пропускной способности отдельных линий, станков и рабочих мест; трудоемкости изготовления деталей и времени переналадок станка. Могут быть недельные, месячные, квартальные и т.д. партии.

Заводы единичного производства выпускают продукцию широкой номенклатуры. Во всех цехах преобладают единичные и мелкосерийные процессы. Этот метод применяется для изготовления сложной техники, а также в опытном производстве новых машин. В процессе производства используются по преимуществу универсальные оборудование, оснастка и инструменты, что обеспечивает выполнение на одних в тех же станках разнообразных работ и операций. Это, в свою очередь, предполагает наличие у рабочих высокой квалификации. Отсюда значительный удельный вес зарплаты в себестоимости продукции.

Наиболее прогрессивным и экономическим выгодным является массовый тип производства по ряду причин:

• непрерывное расширение области применения высокопроизводительных технологических процессов, сопровождающихся механизацией производства;

• увеличение доли специализированного оборудования и оснастки к общей массе орудий труда;

• всеобщее повышение технический квалификации рабочего персонала, внедрение передовых методов организации труда.

Но разнообразие номенклатуры и относительно небольшие масштабы изготовления однотипной продукции являются препятствием внедрению типов массового производства. С одной стороны, это является оправданием, а с другой необходимо там, где это возможно устранить эту разнотипность, стремиться к стандартизации продукции, типизации технологических процессов, групповому выпуску деталей. Как уже отмечалось, себестоимость в единичном производстве высокая. Массовое производство, в отличие от единичного, имеет наиболее низкую себестоимость.