Noże tokarskie (tabl. 4.33—4.37) — w zależności od przeznaczenia —

dzieli się na:

• noże tokarskie ogólnego przeznaczenia (normalne, handlowe) —

najczęściej stosowane w procesach tokarskich,

• noże tokarskie specjalistyczne — stosowane do obróbki znormali­zowanych kształtów (np. noże do nacinania gwintów i ślimaków),

• noże specjalne — stosowane do ściśle określonych prac tokarskich

(przede wszystkim w produkcji seryjnej i masowej); z reguły są to

noże kształtowe.

Przykłady zastosowania niektórych noży imakowych przedstawia rys.

4.16.

Konstrukcja noży z ostrzami ze stali szybkotnącej i węglików spiekanych

oraz geometria ostrza są znormalizowane (np. w PN-75/M-58352

są podane wymiary i kąty noży tokarskich imakowych zdzieraków prostych

z ostrzami nakładanymi rys. 4.17).

Budowa noża tokarskiego

Nóż składa się z dwóch części: trzonka (części chwytowej — chwytu) .i części robocze

Powierzchnie i krawędzie części roboczej noża:

• powierzchnia natarcia — powierzchnia spływu wióra.

• główna powierzchnia przyłożenia — powierzchnia zwrócona do powierzchni skrawania,

• pomocnicza powierzchnia przyłożenia

• powierzchnia zwrócona do powierz­chni obrobionej,

• ostrze — część narzędzia ograniczona powierzchniami natarcia i przyłożenia,

• główna krawędź skrawająca — linia przecięcia powierzchni natarcia z główną powierzchnią przyłożenia,

• pomocnicza krawędź skrawająca — linia przecięcia powierzchni natarcia z pomocniczą powierzchnią przyłożenia,

• przejściowa krawędź skrawająca — połączenie głównej i pomocniczej kra­wędzi skrawającej.

Główne płaszczyzny układu wymia­rowania (narzędzia) — geometrii wy­konania ostrza noża:

• płaszczyzna podstawowa Pr — na niej spoczywa nóż,

• płaszczyzna krawędzi skrawającej Ps — przechodzi przez główną krawędź skra­wającą noża,

• płaszczyzna główna przekroju ostrza Po — prostopadła do śladu głównej kra­wędzi skrawającej na płaszczyźnie pod­stawowej.

Płaszczyzny Po, Pr, Ps są do siebie pro­stopadle (Pn L.PrlP,).

5.3.1. Przebieg tworzenia się wióra

Doświadczalnie stwierdzono, że przebieg tworzenia się wióra jest jednako­wy w każdym rodzaju obróbki, tzn. wiór tworzy się w sposób podobny zarówno podczas toczenia, jak frezowania, strugania itp.

Rozpatrzymy przebieg tworzenia się wióra podczas toczenia prostokątnego (ortogonalnego, tj. gdy kąt ?(,„=90°) materiału wykazującego plastyczność, obserwując miejscową grubość warstwy skrawanej hn w płaszczyźnie P y,. Ostrze noża mające kształt klina (rys. 5-31) pod działaniem siły skrawania F

jest wciskane w materiał obrabiany. Powierzchnia natarcia Ay ostrza noża wywiera nacisk na materiał obrabiany, powodując oddzielanie się warstwy skrawanej w postaci elementów wióra. W granicach elementu wióra występują najpierw odkształcenia wykazujące obecność pewnych charakterystycznych linii nachylonych do kierunku ruchu ostrza pod kątem (p+>i. Są to tzw. linie /gniotu, silnie zakrzywione od strony powierzchni natarcia noża w kie­runku przeciwnym kierunkowi spływu wióra. Przekształcenie warstwy skra­wanej w wiór wywołuje najintensywniejsze odkształcenie na linii DB. Linia D B przedstawiona na rys. 5-31 wyznacza położenie płaszczyzny, w której występują największe naprężenia styczne. Płaszczyzna wyznaczona położe­niem linii DB)est nazywana płaszczyzną ścinania (łupania, odrywania, poślizgu) i oznacza się ją symbolem P^-

Kąt (j0 wyznaczający położenie płaszczyzny ścinania P,,, jest nazywany kątem ścinania i może być obliczony z zależności

h, — grubość wióra w płaszczyźnie Pnę, prostopadłej do powierz­chni A y,

h o — grubość warstwy skrawanej.

Kąt r\ zawarty między liniami zgniotu a płaszczyzną ścinania P,i, jest nazywany kątem zgniotu; przyjmuje on wartości w granicach od O do 30°. Wartość kąta r\ zależy od rodzaju materiału obrabianego — im materiał jest bardziej ciągliwy, tym kąt ten jest większy. Przy obróbce materiałów kruchych kąt i] jest równy zeru.

5.3.2. Rodzaje wiórów

Kształt wióra zależy od rodzaju materiału obrabianego, a dla danego ma­teriału — od warunków skrawania i geometrii ostrza noża. Rozróżnia się wióry wstęgowe, schodkowe i odpryskowe.

Wiór wstęgowy (rys. 5-32a i b) jest to wiór ciągły prosty lub zwijający się w spiralę o bardzo dużej nieraz długości. Elementy wióra wstęgowego są połą­czone z sobą dość mocno. Wiór wstęgowy odznacza się bard/o gładką po­wierzchnią od strony powierzchni obrobionej i chropowatą od strony zewnę­trznej, bez widocznych linii podziału na elementy. Wiór wstęgowy powstaje przy skrawaniu z dużymi prędkościami miękkich ciągliwych metali, przy małych i średnich przekrojach warstwy skrawanej. Powstawaniu wióra wstęgo­wego sprzyja normalizowanie i wyżarzanie materiału obrabianego, jak również obecność w nim składników stopowych.

Wiór schodkowy (rys. 5-32c') ma wyraźnie zaznaczone elementy, połączone ze sobą słabiej niż w wiórze wstęgowym. Powierzchnia wióra od strony obro­bionej jest bardziej chropowata niż w przypadku wióra wstęgowego. Wiór schodkowy jest formą przejściową między wiórem wstęgowym ;i odprysko­wym; powstaje on przy skrawaniu z średnimi i małymi prędkościami maleri.ilów ciągliwych średniej twardości, przy dużych przekrojach skrawania i małych kątach natarcia.

Wiór odpryskowy (rys. 5-32d) składa się z oddzielnych, nie połączonych z sobą elementów, mających powierzchnię poszarpaną od strony powierzchni obrobionej i powierzchnie podziału przypadkowe, nierówne. Wiór odpry­skowy powstaje przy obróbce materiałów kruchych (twarde żeliwo, brąz). Jego tworzeniu się sprzyjają zanieczyszczenia.

Na rodzaj wióra powstającego podczas skrawania wpływają, poza wymie­nionymi, jeszcze inne czynniki. Im mniejszy jest kąt skrawania S, tym łatwiej tworzy się wiór wstęgowy i odwrotnie — powiększenie kąta skrawania powo­duje powstawanie wióra schodkowego. Im większy jest przekrój poprzeczny warstwy skrawanej, tym łatwiej wiór wstęgowy przekształca się w wiór schodkowy. Kształt przekroju warstwy skrawanej również ma wpływ na ro­dzaj powstającego wióra. Im większy jest stosunek głębokości skrawania do posuwu i im mniejszy kąt przystawienia %, tym łatwiej powstają wióry wstęgowe.

W celu otrzymania gładkiej powierzchni w toczeniu wykańczającym ma­teriałów kruchych dążymy do otrzymywania wióra schodkowego lub wstęgo­wego. Ponieważ ze względów wytrzymałościowych nie można zbytnio zmniej­szyć kąta skrawania, osiąga się to przez zmniejszenie przekroju warstwy skrawanej, zmianę kształtu tego przekroju lub zwiększenie prędkości skra­wania. Ten ostatni sposób jest najlepszy w przypadku stosowania noży z płytkami z węglików spiekanych.

5.3.3. Współczynnik spęczania (zgrubiania) wióra

W warstwie wierzchniej obrobionej części i w wiórze pozostają trwałe ślady odkształceń plastycznych, przejawiające się zmianą własności fizycz­nych, mechanicznych i strukturalnych materiału.

Zmiany występujące w wiórze w różnych warunkach skrawania określają charakter zjawisk zachodzących w warstwie wierzchniej obrabianej części. Znajomość tych zmian ma istotne znaczenie przy wyciąganiu wniosków dotyczących właściwości warstwy wierzchniej obrobionej części. Jedną z ważnych cech cha­rakteryzujących odkształcenia plastyczne w warstwie wierzchniej obrabianej części jest współczynnik spęczania.

|Przekrój wióra różni się od przekroju warstwy skrawanej na skutek zmian kształ­tu, jakim ulega wiór podczas tworzenia się

Rys. 5-33. Spęczanie wióra i oddzielania. Warstwa skrawana zostaje podczas skrawania spęczona (zgrubiona)

i wskutek tego przekrój wióra jest większy od jej przekroju (rys. 5-33). Ponieważ objętość wióra i warstwy skrawanej są równe, zatem wraz ze zwiększeniem się przekroju zmniejsza się długość wióra. Współczynnikiem spęczania A^ wióra

70

Wartość tych odkształceń, a więc i wartość współczynnika spęczania (zgrubiania) wióra, zależy od obrabianego materiału, narzędzia i warunków ten może być równy jedności.

Im większy jest kąt natarcia noża, tym mniejszym odkształceniom ulega wiór podczas tworzenia się i oddzielania, i tym mniejszy jest współczynnik spęczania. Ponadto maleje on ze wzrostem grubości warstwy skrawanej (przy tym samym przekroju), tzn. wraz ze zmniejszeniem się stosunku głębokości skrawania do posuwu. Ze wzrostem prędkości skrawania współczynnik spę­czania (zgrubiania) również maleje. Na przykład dla stali chromoniklowej (rys. 5-34) o 2?„=1400 MPa przy zmianie prędkości skrawania z 20 na 150 m/min wartość A^ spada z 3,5 do 1,5.

Zmiany współczynnika spęczania (zgrubiania) wióra w określonych wa­runkach są związane ze zmianami innych wielkości charakteryzujących proces skrawania. Ze wzrostem tego współczynnika zwiększają się: głębokość zgniotu,narośl, chropowatość powierzchni oraz siła skrawania. Zmianie współczyn­nika spęczania (zgrubiania) towarzyszą również zmiany współczynnika tarcia i temperatury skrawania.

---