Úhly na břitu nástroje

Volba geometrických parametrů břitu

Správnou volbou geometrie nástroje lze výrazně ovlivnit:

• pevnost břitu
• trvanlivost nástroje
• stabilitu procesu řezání
• tepelné i silové zatížení
• spotřebu vynaložené energie
• požadavky kladené na přesnost rozměrů
• jakost obrobené plochy. [1]

Jednotlivé geometrické parametry ovlivňují řezný proces především následujícím způsobem.

 

Obr. 1: Úhel čela a hřbetu

 

Nástrojový úhel čela γ (γ_o)

Běžně se volí od - 8° do + 8°.

Hodnota úhlu čela se projevuje na:

• utváření třísek
• poměry velikosti složek síly řezání
• opotřebení nástroje
• drsnost obrobené plochy.

Současně s úhlem hřbetu působí i na tuhost a pevnost břitu nástroje.

Čím je úhel čela větší, tím snadněji vniká břit do materiálu a řezný odpor je menší. Břit se ale zeslabuje a snáze se vylomí. Při velkém úhlu čela se zhoršuje kvalita obrobené plochy (drsnost), protože břit materiál vytrhává. Záporné úhly čela se užívají u břitů zhotovených z materiálů, které mají malou pevnost v ohybu (slinuté karbidy, keramické materiály).

Obr. 2: Úhel čela

 

Nástrojový úhel hřbetu α (α_o )

Konstrukčně je navrhován od + 8° do + 12°.

Hodnota úhlu hřbetu se projevuje na:

• tření nástroje o obrobek
• poměry velikosti složek síly řezání
• vznik tepla zejména třením
• tuhost břitu
• trvanlivost nástroje.

 

Obr. 3: Úhel hřbetu, břitu, čela, řezu

 

Nástrojový úhel břitu β

Je navrhován od + 40° do + 100°.

Hodnota úhlu břitu se projevuje na:

• pevnosti břitu
• velikosti řezného odporu
• odvodu tepla z místa obrábění do tělesa nože.

"Nástrojový úhel břitu je definován jako úhel mezi čelem A_γ  a hřbetem nástroje  A_α  a je měřený v nástrojové rovině ortogonální P_o , boční  P_f, zadní P_p , normálové P_n ". [1]

 

Hodnoty navržených úhlů břitu odpovídají:

• fyzikální podstatě řezného procesu vzhledem k dané operaci a metodě obrábění
• druhu a materiálu obrobku, zejména z pohledu obrobitelnosti
• požadovaným mechanickým vlastnostem obrobku
• požadované struktuře povrchu
• požadovaným vlastnostem obrobené vrstvy
• řezným parametrům
• silovému i tepelnému namáhání a zatížení
• fyzikálnímu stavu a materiálu břitu (řezivosti) aj. [1]

 

Úhel řezu δ _{(čteme delta)} 

Je definován jako úhel, který svírá tečná rovina vedená k čelu ve zvoleném místě ostří (v případě rovinného čela přímo jeho rovina) s rovinou řezu. Je doplňkovým úhlem k úhlu čela do 90°. Jeho vliv a volba velikosti jsou z této skutečnosti patrné.

Je zřejmé, že mezi úhly určovanými v nástrojové rovině měření platí:

α + β + γ = 90°

γ + δ = 90°

 

Nástrojový úhel sklonu ostří λ_s

Nabývá hodnoty od - 6° do + 6°.

Hodnota úhlu sklonu se projevuje na:

• směru odchodu třísky z místa řezu
• tuhosti špičky nástroje
• drsnosti obrobené plochy.

Kladný úhel sklonu ostří napomáha odchodu třísky od obrobku. Záporný zhoršuje odchod třísky od obrobku.

Obr. 4: Úhel nože

a – úhly nože

b – záporný úhel čela

c – fasetka se záporným úhlem čela

d – nastavení nože vzhledem k ose soustružení

e – nastavení nad osou soustružení

f – nastavení nože pod osou

g – úhel nastavení nože, úhel špičky, vedlejší úhel nastavení, vedlejší úhel hřbetu

h – záporný úhel sklonu hlavního ostří, i – nulový úhel sklonu hlavního ostří

j – kladný úhel sklonu hlavního ostří

 

Obdobná definice a další popis platí pro úhel nastavení vedlejšího ostří.

V nástrojové rovině základní jsou určovány:

Nástrojový úhel nastavení hlavního ostří - κ_r (čteme kappa) 

Nástrojový úhel nastavení vedlejšího ostří -  κ_r´

Nástrojový úhel špičky - ε_r (čteme epsilon) 

Obr. 5: Úhly nastavení

Nástrojový úhel nastavení hlavního ostří κ_r

Nabývá hodnoty od 45° do 90°.

Hodnota úhlu nastavení hlavního ostří se projevuje na:

• tvaru třísky (tloušťce odřezávané vrstvy)
• delce ostří v záběru, na němž závisí poměr složek síly řezání v nástrojové rovině základní P_r
• tuhosti špičky nástroje a jejím opotřebením
• drsnost obrobeného povrchu. [1]

Zvětšuje se radiální síla působící mezi nástrojem a obrobkem, obrobek je více prohýbán a dochází k jeho chvění.

Naznačené schéma postupného úběru třísek je zjednodušené.

Obr. 6: Schéma postupného úběru třísek

Nástrojový úhel nastavení vedlejšího ostří κ_r^´

Úhel nastavení vedlejšího ostří ovlivňuje:

• tuhost
• opotřebení špičky
• drsnost povrchu.

 

Nástrojový úhel špičky ε_r

Nabývá hodnoty od 0,2 mm do 5 mm.

Hodnota úhlu špičky má vliv na:

• velikost posuvové rychlosti
• zvyšování trvanlivosti
• strukturu povrchu.

Platí zásada, že čím je vyšší poloměr špičky, tím je možno využít vyšší posuvové rychlosti nástroje při zvýšené trvanlivosti nástroje.

"Navrhnout ideální geometrii nástroje nelze. Volba je vždy jistým kompromisem mezi požadavky na snadné a energeticky výhodné obrábění a požadavky na dostatečnou tuhost, trvanlivost a výkon nástroje. Lze se jí však významně přiblížit."  [1]

Zdroje

• [1] - BRYCHTA, Josef, Robert ČEP, Jana NOVÁKOVÁ a Lenka PETŘKOVSKÁ. Technologie II - 1. díl. 1. vyd. Ostrava: VŠB - TU Ostrava, 2007. ISBN 978-80-248-1641-8
• DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986. 424 s.
• MADĚRKOVÁ, Marcela. Technologie II [online]. [cit. 20.11.2014]. Dostupný z: http://www.ssprool.cz/omto/texty_zamecnik/za_technologie_2.pdf

Obrázky:

• Obr. 1, 2, 3, 5, 6: MADĚRKOVÁ, Marcela. Technologie II [online]. [cit. 20.11.2014]. Dostupný na WWW: http://www.ssprool.cz/omto/texty_zamecnik/za_technologie_2.pdf 
• Obr. 4: DRIENSKY, Dušan, Pavel FÚRIK, Terézia LEHMANOVÁ a Josef TOMAIDES. Strojní obrábění I. 1. vyd. Praha: SNTL, 1986. 424 s.