Noże tokarskie

a. Oznaczenia części noża

Podstawawym narzędziem, używanym do obróbki tokar­skiej, jest imakowy nóż tokarski (rys. 55). Część przednia noża, odpowiednio ukształtowana i przystosowana do skra­wania, nazywa się części robaczą noża. Pozastała część noża służy do zamocowania go w imaku nożowym i nazy­wa się trzonkiem.

W części roboczej rozróżniamy następujące powierzchnie:

1. powierzchnię natarcia, tj. powierzchnię po której spły­wa Wiór w czasie skrawania;

Rys. 55. Elementy noża tokarskiego Rys. 56. Krawędzie skra­wające ostrza noża

2) powierzchnie przyłożenia, tzn. powierzchnie znajdują­ce się podczas skrawania od strony już obrobionego materiału. W nożu tokarskim rozróżniamy 3 powierzchnie przy­łożenia: główną, pomocniczą i łączącą.

­ Powierzchnie natarcia i przyłożenia przecinając się ze sobą tworzą krawędzie skrawające (rys. 56); są to:

1) główna krawędź skrawająca (AB), leżąca na przecięciu powierzchni natarcia z główną powierzchnią przyłożenia, 2) pomocnicza krawędź skrawająca (CD), leżąca na prze­cięciu powierzchni natarcia z pomocniczą powierzchnią przyw łożenia,

3) tączdca krawędź skrawająca (BC), leżąca na przecięciu powierzchni natarcia i łączącej powierzchni przyłożenia.

Łącząca krawędź skrawająca, najczęściej ukształtowana jest w formie łuku o promieniu r, czasami w formie od­cinka linii prostej. Naroże powstałe na przecięciu się głów­nej i pomocniczej krawędzi skrawającej nazywamy wierz­chołkiem ostrza (W).

b, Kąty części roboczej noża

Nachylenie poszczególnych powierzchni oraz krawędzi części roboczej noża określa się kątami. Kąty te określa się W układzie wy­

miarowania, tzn, ja­ko kąty bryły geo­metryczne j niezależ­nie ad ustawienia noża w stosunku do przedmiotu obrabia­nego. Rozpatrywane w ten sposób wiel­kości kątów są poda­wane na rysunkach wykonawczych noży.

Wielkości niektó­rych kątów, rozpa­trywane W stosunku bianego, przy określonym położeniu noża na tokarce ulegają zmianie ze zmia- ną warunków skrawania, o czym będzię mowa dalej. Kąty części roboczej noża rozpatrywane są w odniesieniu do następujących płaszczyzn (rys. 57):

Rys. 57. Płaszczyzny odniesienia kątów da przedmiotu obca- noży

1) płaszczyzny podstawy noża A (tzw. płaszczyzny podsta­wowej),

2) płaszczyzny B prostopadłej do płaszczyzny A i prze­chodzącej przez główną krawędź skrawającą (zwaną płasz­czyzną skrawania),

3) płaszczyzny C prostopadłej do płaszczyzn A i B (oraz do rzutu głównej krawędzi skrawającej na płaszczyznę pod­stawy A; jest to tzw. płasz­czyzna normalna).

Kąty części roboczej noża rozpatruje się w układzie wymiarowania przy zacho­waniu następujących warun­ków ustawienia noża:

1) płaszczyzna skrawania (B) jest prostopadła da płasz­czyzny podstawy noża A,

2) kierunek ruchu. posuwo­wego (rys. 58) jest przy posuwie wzdłużnym prostopadły do osi trzonka noża, a przy posuwie poprzecznym - równo­legły do niej.

Rys, 58. Kierunki ruchów po­suwowych w układzie wymia­rowania kątów

Rys. 59. Kąty części roboczej noża w płaszczyźnie podstawowej

W płaszczyźnie podstawy .noża rozróżniamy na­stępujące kąty (rys. 59).

- kąt przystawienia η₁, który jest zawarty pomiędzy rzutem głównej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podsta­wową (A) a kierunkiem posuwu; - pomocniczy kąt przystawania n1 który jest zawarty między rzutem pomocniczej krawędzi skrawającej na płasz­czyznę podstawową a kierunkiem posuwu;

- kąt wierzchotkowy ε, zawarty między rzutami głównej i pomocniczej krawędzi skrawającej na płaszczyznę podsta­wową.

Między tymi kątami jest następująca zależność: η+ε+η₁=180°

W płaszczyźnie skrawania B (wg rys, 57) roz­patruje się kąt pochylenia głównej krawędzi skrawającej λ Jest to kąt zawarty między

główną krawędzią skrawającą a płaszczyzną podstawy noża A (lub do niej równoległą - rys. 60), Kąt x może przybierać wartości dodatnie, ujemne lub może być równy zeru. Znak kąta określa się w sposób na­stępujący. Jeżeli wierzchołek ostrza jest najniższym punk­tem głównej krawędzi skrawa­jącej (rys. 61a), w stosunku do podstawy noża, wtedy kąt x jest dodatni (λ > 0). Jest to najczęstszy przypadek, Jeżeli natomiast wierzchołek jest naj­wyższym punktem głównej krawędzi skrawającej (rys, 61b), wtedy kąt x jest ujemny (λ < 0).

kierunek ruchu posuwowego

Rys, 60. Kąt pochylenia głównej krawędzi skrawa­j ącej

Rys. 61. Noże z różnymi kątami pochylenia głównej krawędzi skrawającej

Trzeci przypadek zachodzi wtedy, gdy główna krawędź skra­wająca jest równoległa do płaszczyzny podstawowej (rys. 61c) i wtedy λ= 0.

W płaszczyźnie normalnej C (wg rys. 57) roz­patruje się następujące kąty ostrza (rys. 62):

- kąt natarcia y, zawarty między powierzchnią natarcia i prostą prostopadłą do płaszczyzny skrawania;

- kąt przyłożenia a, zawarty między powierzchnią p_rz_y­łożenia a płaszczyzną skrawania;

- kąt ostrza B zawarty między powierzchnią natarcia i przyłożenia;

Rys. 62. Kąty części robo- Rys. 63. Ostrza z różnymi kątami cnej noża w płaszczyźnie natarcia normalnej

- kąt skrawania δ zawarty między płaszczyzną skrawa­nia i powierzchnią natarcia; jest on równy sumie kątów przyłożenia i ostrza czyli δ= α+β

Rys. 64. Kąty przyłożenia

Kąt natarcia γ może przybierać wartości dodatnie, ujemne lub może być równy zeru (rys. 63).

Kąt natarcia jest dodatni, gdy kąt skrawania x jest mniej­szy od 90° (rys. 63a), jest równy zeru, gdy δ= 90° (rys. 63b) oraz ujemny - gdy x jest większe od 90° (rys. 63c).

Algebraiczna suma kątów natarcia, przyłożenia i ostrza zawsze jest równa 90°, czyli α+B+γ=90°.

Kąty przyłożenia (mające zawsze wartości dodatnie) wy­znaczane są również przy pomocniczej i przejściowej po­wierzchni przyłożenia (rys. 64). Określa się je w płaszczyźnie przekroju prostopadłego do rzutu odpowiedniej krawę­dzi skrawającej ostrza na płaszczyznę podstawową.

Na rys. 64a przedstawiona nóż z krawędzią skrawającą przejściową, nachyloną pod kątem η₂ do kierunku posuwu noża, zaś na rys. 64b - nóż przecinak.

3. Ukształtowanie części roboczej noża

a, Kształt podstawowy części roboczej noża

Ze względu na położenie głównej krawędzi skrawającej rozróżniamy noże prawe i lewe (rys. 65), przy czym nożem prawym nazwiemy nóż, którego krawędź skrawająca bę­dzie leżała po stronie prawej (rys. 65a). Przy określaniu na­leży patrzeć na nóż od strony ostrza - jak na rys. 65 (powierzchnia natarcia noża powinna być zwrócona do góry).

Rys.65.Nóż:a)prawy Rys.66. Nóż wygięty: Rys.67. Nóż obsadzony:

b) lewy a)prawy b)lewy a)prawy b)lewy

Zależnie od położenia części robaczej noża w stosunku do osi trzonka rozróżniamy noże proste (rys. 65), noże wy­gięte prawe lub lewe (rys. 66) oraz noże odsadzone - prawe lub lewe (rys. 67).

Kąt natarcia γ może przybierać wartości dodatnie, ujemne lub może być równy zeru (rys. 63).

b. Podstawowe typy ostrzy noży tokarskich

Ostrze noży tokarskich wykonuje się wg następujących, podstawowych czterech typów (rys. 68 i 69).

Typ I. Ostrze bezścinowe z płaską powierzchnią natarcia. Typ II. Ostrze bezścinowe z wklęsłą powierzchnią natarcia. Typ III. Ostrze ze ścinem i płaską powierzchnią natarcia. Typ IV. Ostrze ze ścinem i wklęsłą powierzchnią natarcia.

0 s t r z e t y p u I i II zaleca się stasować do obróbki średniodokładnej i dokładnej (przy poauwie mniejszym niż 0,2 mm/obr) oraz wyłącznie ty­pu I jako ostrza noży kształ­towych. Ostrze typu I należy również stosować w przypad­ku, gdy tokarka i przedmiot obrabiany są mało sztywne

Rys.68.Typy noży ze stali szybkotnącej

Rys. Typy noży z węglików spiekanych

(np. tokarka starszego typu o znacznym stopniu zużycia, a przedmiat obrabiany wiotki).

0 s t r z a t y p u II i IV (z wklęsłą powierzchnią natar­cia) powodują zwijanie wiórów i należy je stosować wtedy, gdy w czasie obróbki powstaje wiór wstęgowy i istnieją trudności z odprowadzeniem wiórów.

0 s t r z a t y p u III i IV stosowane są przy obróbce zgrubnej i średniodokładnej (posuw większy od 0,2 mm/obr) w nożach ze stali narzędziowych, szybkotnących i z węgli­ków spiekanych.

typ III

5. Rodzaje noży tokarskich

Ze względu na kształt części roboczej i sposób pracy noże tokarskie dzieli się na dwie zasadnicze grupy: n o ż e o g ó l-nego przeznaczenia i noże specjalne.

Do pierwszej grupy należą noże imakowe oraz noże oprawkowe. Te ostatnie są stosowane głównie na tokarkach rewolwerowych.

Druga grupa obejmuje m.in. noże kształtowe:jed­nolite, płytkowe, sztabkowe i krążkowe; do noży kształto­wych należą również noże styczne oraz noże obwiedniowe.

Ze względu na sposób wykonania noże dzielimy na: , j e d- n o 1 i t e (część robocza i trzonek noża z tego samego ma­teriału), ł ą c z o n e w s p o s ó b t r w a ł y (część robocza noża jest połączona z trzonkiem metodą zgrzewania lub lutowania) i składane (część robocza połączona jest z trzonkiem mechanicznie).

a. Typowe noże ogólnego przeznaczenia

Typowe noże imakowe podano w tablicach 20 do 30. Noże imakowe wykonywane są bądź ze stali szybkotną­cej, bądź z nakładkami z węglików spiekanych. Kształty i wielkości płytek do tych noży podano w tabl. 31.

b. Noże specjalne

Noże specjalne (w odróżnieniu od noży znormalizowanych lub typowych) mają zastosowanie m.in, do obróbki po­wierzchni kształtowych oraz przy specjalnych metodach ob­róbki.

Najprostszy nóż kształtowy przedstawiono na rys. 75. Powierzchnia natarcia tego noża leży w płaszczyźnie prze­

Rys. 75. Nóż kształtowy imakowy (ścinowy)

chodzącej przez oś obrotu przedmiotu obrabianego i kąt natarcia γ= 0. W tego typu nożach kształt przekroju przed­miotu i kształt głównej krawędzi skrawającej muszą być zgodne ze sobą, natomiast powierzchnia przyłożenia noża może być ukształtowana w pewnym stopniu dowolnie i wówczas po przeszlifowaniu powierzchni natarcia noża nie uzyskamy tego samego kształtu ostrza. Noże takie są wprawdzie prostsze w wykonaniu od innych, jednak na­dają się do obróbki jednorazowej lub niewielkiej serii, gdyż po ostrzeniu zmienia się zarys krawędzi, a więc i kształtprzedmiotu. W nożach sztabkowych oraz krążkowych moż­liwe jest utrzymane stałego zarysu krawędzi skrawającej przez cały okres użytkowanie noża oraz poprawienie wa­runków skrawania (przez zastosowanie dodatnie o kąta y).

Noże sztabkowe

Nóż 1 (rys. 76) zamocowany na „jaskółczy ogon'' w oprawce ? jest nachylony pod kątem α, który równocześnie jest kątem przyłożenia. Dla kąta natarcia y przyjmuje się wartość najdogodniejszą ze względu na warunki skrawania, jednak wartość ta przy ostrzeniu nie może się zmieniać (ostrzeniu podlega jedynie powierzchnia natarcia).

Rys. 76. Nóż kształtowy sztab­kowy

Rys. 77. Nóż sztabkowy

W celu zwiększenia sztywności zamocowania noża i tym samym uniknięcia drgań, stosuje się regulowaną śrubę 3, która służy jako podpora noża, Wykonanie noża sztabko­wego wymaga ustalenia jego zarysu w przekroju normal­nym (prostopadłym do osi noża).

Inny typ noża sztabkowego, z wkładką z węglika spieka­nego przedstawiono na rys. 77. Przy zmienionej konstruk­cji części chwytowej trzonka można stosować wkładki o przekroju trójkątnym, kwadratowym lub trapezowym,

Inną odmianę noża kształtowego stanowi nóż krążkowy (rys. 78). W celu wytworzenia powieirzchni natarcia, nóż 1 w farmie krążka (odpowiednio ukształtowanego) osadzony jest na sworzniu 2, który spoczywa w oprawce 3. W nożu tym ostrzona jest tylko powierzchnia natarcia. Aby umoż­liwić po każdorazowym o­

strzeniu ustawienie noża tak, aby jego wierzchołek znajdo­wał się na wysokości osi przedmiotu obrabianego, za­stosowano sprzęgiełko wielo­ząbkowe 4, umożliwiające przykręcenie noża wokół jego osi. Do dokładnej regulacji służy ślimak 5, który pokręca część 4 sprzęgła.

Rys. 78.Nóż kształtowy krążkowy

Noże z mechanicznie zamocowanymi płytkami

Mechaniczne zamocowanie płytki z węglików czy ze stali szybkotnącej pozwala na uniknięcie lutowania kowy wraz z jego usterkami (pęka­

nie płytek). Pozwala również na zaoszczędzenie materiału na trzonki oraz uzyskanie pewnej oszczędności płytek w tych przypadkach, kiedy wykonuje się na nich scho­dek do łamania wiórów, Mianowicie w przypadku mo­cowania mechanicznego płyta dociskowa 6 (rys. 79) sta­nowi schodek do łamania wiórów. Na rys. 79 przedstawio­ny jest prosty przykład mechanicznego zamocowania płyt­ki. Płytka 1 spoczywa na podkładce 2, Powierzchnia jej styku z płytką pochylona jest pod kątem natarcia noża. Wsunięciu się płytki 1 zapobiega wkładka oporowa 3. Do­cisk 6 zakończany jest gwintem z nakrętką, która zaciska poprzez podkładki kuliste 4 i 5. Pozwala to na prawidłowe ustawienie się docisku 6,

Inny rodzaj trzonka z mechanicznie zamocowaną płytką pokazano na rys. 80 (rozwiązanie f-my Sandvik-Coromant). Trzonek 1 wykonany jest ze stali stopowej chromowo-wanadowej, ulepszonej do około 45 HRC. Gniazdo, na którym spoczywa podkładka 2 obciążone jest bardzo dużymi naciskami i dlatego jest dodatkowo utwardzone metodą dogniatania (młoteczkowania).

Rys. 79. Mechaniczne zamocowanie płytki z węglików spiekanych

Podkładka 2, wykonana wykonana z węglika spiekanego przymocowana jest do gniazda drążonym nitem 8.Płytka skrawająca 3. trzymana jest przez łamacz wiórów4.dociskiem5.Sruba 6 ma gniazdo do klucza na obu swoich końcach, co

umożliwia łatwą wymianę płytki również w położeniu od­wróconym (patrz rys. 81). Po odkręceniu tej śruby wypy^­chacz 7 (rys. 80c) unosi łamacz i docisk, co ułatwia wymianę płytki. Stosowane tu płytki mają kształt trójkątny i każ-da płytka maże być trzykrotnie przestawiana.

Noże styczne i obwiedniowe

Oprócz poprzednio wymienionych stosuje się do obróbki kształtowej noże styczne oraz obwiedniowe.

Przykład noża stycznego oraz sposób pracy pokazano na rys. 82. Przy metodzie toczenia obwiedniowego stosuje się noże kształtowe obwiedniowe (rys. 83), które oprócz ruchu posuwowego prostoliniowego, o kierunku równoległym do osi obrabianego przedmiotu, wykonują również ruch obrotowy dookoła własnej osi. Ponieważ obydwa ostatnie rodzaje noży sż bardzo rzadko stosowane, nie podamy ich szczegółowego opisu

Rys. 81, Wymiana płytki Rys. 82. Nóż kształtowy styczny

Rys. 82. Nóż kształtowy obwiedniowy

­

---