курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 1
Тема 1.3
Конструкция и геометрия резцов
План темы:
1 Державка и головка как основные конструктивные элементы резца. Виды и
габаритные размеры сечения державки, её опорные и зажимные поверхности. Связь
габаритов резца с сечением снимаемого слоя.
2 Сопряжённые режущие клинья на головке резца; их поверхности, режущие кромки и
вершины. Координатные плоскости: основная, резания, рабочая. Углы заточки в основной
плоскости (в плане), в плоскостях резания (наклона режущих кромок), в главной и
вспомогательной секущих плоскостях (углы режущих клиньев).
3 Функциональная связь между передними и задними углами резца в нормальной,
продольной и поперечной секущих плоскостях. Особенности геометрии других типов
резцов общего назначения.
4 Влияние на геометрию резцов реальных условий их установки в резцедержателе, а
также вспомогательного движения подачи.
1 Державка и головка как основные конструктивные элементы
резца. Виды и габаритные размеры сечения державки, её опорные и
зажимные поверхности. Связь габаритов резца с сечением снимаемого
слоя.
Резе
́
ц — режущий инструмент, предназначен для обработки деталей
различных размеров, форм, точности и материалов. Является основным
инструментом,
применяемым
при токарных, строгальных и долбёжных работах
(и
на
соответствующих станках).
Для достижения требуемых размеров, формы и точности изделия с
заготовки снимаются (последовательно срезаются) слои материала при
помощи резца. Жёстко закреплённые в станке резец и заготовка в результате
относительного перемещения контактируют друг с другом, происходит
врезание рабочего элемента резца в слой материала и последующее его
срезание в виде стружки. Рабочий элемент резца представляет собой острую
кромку (клин), который врезается в слой материала и деформирует его, после
чего сжатый элемент материала скалывается и сдвигается передней
поверхностью резца (поверхностью схода стружки). При дальнейшем
продвижении резца процесс скалывания повторяется и из отдельных
элементов образуется стружка.
Токарные резцы и металлорежущие инструменты всех других видов
имеют присоединительную часть в виде державки или корпуса, а также
режущую часть, с помощью которой осуществляется процесс срезания
стружки. Режущая часть состоит из одного или нескольких конструктивно
обособленных режущих элементов (зубьев), которые могут работать
одновременно или последовательно, непрерывно или с перерывами, вступая в
работу друг за другом.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 2
В конструкции любого резца, используемого для токарной обработки,
можно выделить два основных элемента:
1.
державка, при помощи которой инструмент фиксируется на
станке;
2. рабочая головка, посредством которой выполняется обработка
металла.
Рабочую головку инструмента формируют несколько плоскостей, а
также режущих кромок, угол заточки которых зависит от характеристик
материала изготовления заготовки и типа обработки. Державка резца может
быть выполнена в двух вариантах своего поперечного сечения: квадрат,
прямоугольник или круг.
Рисунок 1 – Конструкция резца
По своей конструкции, резцы для токарной обработки подразделяются
на следующие виды:

прямые — инструменты, у которых державка вместе с их рабочей
головкой располагаются на одной оси, либо на двух, но параллельных друг
другу;

изогнутые резцы — если посмотреть на такой инструмент сбоку,
то явно видно, что его державка изогнута;

отогнутые — отгиб рабочей головки таких инструментов по
отношению к оси державки заметен, если посмотреть на них сверху;

оттянутые — у таких резцов ширина рабочей головки меньше, чем
ширина державки. Ось рабочей головки такого резца может совпадать с осью
державки либо быть относительно нее смещенной.
Рисунок 2 – Разновидности резцов по конструкции

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 3
Классификация резцов для токарной обработки
Классификация токарных резцов регламентируется требованиями
соответствующего ГОСТ. Согласно положениям данного документа, резцы
причисляется к одной из следующих категорий:

цельный инструмент, полностью изготовленный из легированной
стали. Существуют также резцы, которые изготавливаются целиком
из инструментальной стали, но используются они крайне редко;

резцы, на рабочую часть которых напаивается пластина,
выполненная из твердого сплава. Инструменты данного типа получили
наибольшее распространение;

резцы со съемными твердосплавными пластинами, которые
крепятся к их рабочей головке при помощи специальных винтов или
прижимов. Используются резцы данного типа значительно реже по сравнению
с инструментами других категорий.
Различаются резцы и по направлению, в котором совершается
подающее движение. Так, бывают:
1.
токарные инструменты левого типа — в процессе обработки они
подаются слева направо. Если положить сверху на такой резец левую руку, то
его режущая кромка будет располагаться со стороны отогнутого большого
пальца;
2.
правые резцы — тип инструмента, получившего наибольшее
распространение, подача которого осуществляется справа налево. Для
идентификации такого резца, на него необходимо положить правую руку —
его режущая кромка будет располагаться, соответственно, со стороны
отогнутого большого пальца.
Рисунок 3 – Отличие левых и правых резцов
В зависимости от того, какие работы выполняются на токарном
оборудовании, резцы подразделяются на следующие типы:

для выполнения чистовых работ по металлу;

для черновых работ, которые также называются обдирочными;

для получистовых работ;

для выполнения тонких технологических операций.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 4
Виды токарных резцов по металлу
В статье мы рассмотрим весь спектр токарных резцов по металлу и
определим назначение и особенности каждого из них. Важное уточнение: к
какому бы типу ни относились резцы, в качестве материала их режущих
пластин используются определенные марки твердых сплавов: ВК8, Т5К10,
Т15К6, значительно реже Т30К4 и др.
Проходные прямые резцы
Используют инструмент с прямой рабочей частью для решения тех же
задач, что и резцы отогнутого типа, но он менее удобен для снятия фасок. В
основном таким инструментом для токарного станка по металлу (к слову, не
получившим
широкого
распространения)
обрабатывают
внешние
поверхности цилиндрических заготовок.
Рисунок 4 – Проходные прямые резцы
Державки таких резцов для токарного станка выполняются в двух
основных типоразмерах:

прямоугольная форма – 25х16 мм;

квадратная форма – 25х25 мм (изделия с такими державками
используются для выполнения специальных работ).
Проходные отогнутые резцы
Такие типы резцов, рабочая часть которых может быть отогнута в
правую или левую сторону, используют для обработки на токарном станке
торцевой части заготовки. С их помощью также снимают фаски.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 5
Рисунок 5 – Проходные отогнутые резцы
Державки инструментов данного вида могут быть выполнены в
различных размерах (в мм):

16х10 (для учебных станков);

20х12 (этот размер считается нестандартным);

25х16 (наиболее распространенный типоразмер);

32х20;

40х25 (изделия с державкой такого размера изготавливаются
преимущественно под заказ, их практически невозможно найти в свободной
продаже).
Все требования к резцам по металлу данного назначения оговорены в
ГОСТ 18877-73.
Проходные упорные отогнутые резцы
Такие инструменты для токарного станка по металлу могут
изготавливаться с прямой или отогнутой рабочей частью, но на этой
конструктивной особенности не акцентируют внимание, а просто называют их
проходными упорными.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 6
Рисунок 6 – Проходные упорные отогнутые резцы
Проходной упорный резец, с помощью которого на токарном станке
выполняется обработка поверхности цилиндрических заготовок из металла,
является наиболее востребованным видом режущего инструмента.
Конструктивные особенности такого резца, который выполняет обработку
заготовки вдоль оси ее вращения, позволяют даже за один проход снимать с ее
поверхности значительное количество лишнего металла.
Державки изделий данного вида также могут быть выполнены в
различных размерах (в мм):

16х10;

20х12;

25х16;

32х20;

40х25.
Данный инструмент для токарного станка по металлу также может быть
выполнен с правым или левым отгибом рабочей части.
Подрезные отогнутые резцы
Внешне такой подрезной резец очень напоминает проходной, но у него
другая форма режущей пластины – треугольная. При помощи таких
инструментов для токарного станка по металлу заготовки обрабатывают по
направлению, перпендикулярному оси их вращения. Кроме отогнутых, ес ть и
упорные виды таких токарных резцов, но область их применения очень
ограничена.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 7
Рисунок 7 – Подрезные отогнутые резцы
Резцы данного типа могут быть изготовлены со следующими размерами
державок (в мм):

16х10;

25х16;

32х20.
Отрезные резцы
Отрезной резец считается наиболее распространенным типом
инструмента для токарного станка по металлу. В полном соответствии со
своим названием используется такой резец для отрезки заготовок под прямым
углом. С его помощью также прорезают канавки различной глубины на
поверхности детали из металла. Определить, что перед вами именно отрезной
резец для токарного станка, достаточно просто. Его характерной чертой
является тонкая ножка, на которую и напаяна пластина из твердого сплава.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 8
Рисунок 8 – Отрезные резцы
В зависимости от конструктивного исполнения выделяют право - и
левосторонние виды отрезных резцов для токарного станка по металлу.
Отличить их друг от друга очень просто. Для этого необходимо перевернуть
резец режущей пластиной вниз и посмотреть, с какой стороны располагается
его ножка. Если с правой, то он правосторонний, а если слева, то,
соответственно, левосторонний.
Различаются такие инструменты для токарного станка по металлу еще и
по размерам державки (в мм):

16х10 (для небольших учебных станков);

20х12;

20х16 (самый распространенный типоразмер);

40х25 (такие массивные токарные резцы сложно найти в
свободной продаже, в основном их изготавливают под заказ).
Резьбонарезные резцы для наружной резьбы
Назначение таких резцов для токарного станка по металлу – нарезание
резьбы на наружной поверхности заготовки. Данными серийными
инструментами нарезают метрическую резьбу, но можно изменить их заточку
и нарезать с их помощью резьбу другого вида.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 9
Рисунок 9 – Резцы для нарезания наружной резьбы
Режущая пластина, устанавливаемая на таких токарных резцах, имеет
копьевидную форму, изготавливается она из сплавов, которые были указаны
выше.
Такие резцы делают в следующих типоразмерах (в мм):

16х10;

25х16;

32х20 (используются очень редко).
Резцы для нарезания внутренней резьбы
Такими резцами для токарного станка можно нарезать резьбу только в
отверстии большого диаметра, что объясняется их конструктивными
особенностями. Внешне они напоминают расточные резцы для обработки
глухих отверстий, но не стоит их путать, так как они принципиально
отличаются друг от друга.
Рисунок 10 – Резцы для нарезания внутренней резьбы

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 10
Выпускаются такие резцы по металлу в следующих типоразмерах (в
мм):

16х16х150;

20х20х200;

25х25х300.
Державка этих инструментов для токарного станка по металлу имеет
квадратное сечение, размеры сторон которого можно определить по двум
первым цифрам в обозначении. Третья цифра – это длина державки. От
данного параметра зависит глубина, на которую можно нарезать резьбу во
внутреннем отверстии заготовки из металла.
Такие резцы можно использовать только на тех токарных станках,
которые оснащены приспособлением, называемым гитарой.
Расточные резцы для обработки глухих отверстий
Расточными резцами, режущая пластина которых имеет треугольную
форму (как и у подрезных), выполняют обработку глухих отверстий. Рабочая
часть инструментов этого типа выполнена с изгибом.
Рисунок 11 – Расточные резцы для глухих отверстий
Державки таких резцов могут иметь следующие размеры (в мм):

16х16х170;

20х20х200;

25х25х300.
Максимальный диаметр отверстия, которое можно обработать при
помощи такого токарного резца, зависит от размера его державки.
Расточные резцы для обработки сквозных отверстий

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 11
Такими резцами, рабочая часть которых выполнена с изгибом,
обрабатываются сквозные отверстия, предварительно полученные при
помощи сверления. Глубина отверстия, которое можно обработать на станке
при помощи инструмента данного вида, зависит от длины его державки. Слой
металла, который снимается при этом, приблизительно равен величине отгиба
его рабочей части.
Рисунок 12 – Расточные резцы для сквозных отверстий
На современном рынке представлены расточные резцы следующих
типоразмеров, требования к которым оговариваются в ГОСТ 18882-73 (в мм):

16х16х170;

20х20х200;

25х25х300.
Сборные резцы для токарных станков
Рассматривая основные типы токарных резцов, нельзя не упомянуть
инструменты со сборной конструкцией, которые относятся к универсальным,
так как могут быть оснащены режущими пластинами различного назначения.
Например, закрепляя на одной державке режущие пластины различного типа,
можно получить резцы для обработки на токарном станке заготовок из
металлапод различными углами.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 12
Рисунок 13 – Сборные резцы
Как правило, такие резцы применяются на станках с ЧПУ или же на
специальных станках и служат для контурного точения, расточки глухих и
сквозных отверстий и прочих специализированных работ.
Преобладает прямоугольная форма сечения державки резцов, при
которой врезание пластины меньше ослабляет корпус. Корпус с квадратной
формой сечения лучше сопротивляется сложному изгибу и применяется для
расточных и револьверных резцов, а также в других случаях, когда расстояние
от линии центров станка до опорной поверхности резца недостаточно велико.
Корпус с круглой формой сечения резца применяют для расточных резьбовых,
токарно-затыловочных и других резцов, так как он позволяет осуществлять
поворот резца и изменять углы его заточки.
Размеры поперечного сечения корпуса резца выбирают в зависимости от
силы резания, материала корпуса, вылета резца и других факторов

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 13
2 Сопряжённые режущие клинья на головке резца; их поверхности,
режущие кромки и вершины. Координатные плоскости: основная,
резания, рабочая. Углы заточки в основной плоскости (в плане), в
плоскостях резания (наклона режущих кромок), в главной и
вспомогательной секущих плоскостях (углы режущих клиньев).
Любой токарный резец образуют державка, необходимая для фиксации
инструмента в держателе токарного станка, и рабочая головка,
обеспечивающая резание металла. Для рассмотрения геометрических
параметров токарного резца за образец лучше взять проходной инструмент.
Рисунок 14 – Конструкция резца
На режущей части токарного резца данного типа выделяют три
поверхности (рисунок 14):
 переднюю (по ней в ходе обработки заготовки осуществляется
сход металлической стружки);
 задние – главную и вспомогательную (обе повернуты своей
лицевой частью к обрабатываемой детали).
Кромка инструмента, называемая режущей (и непосредственно
участвующая в обработке), образована пересечением его передней и главной
задней поверхностей. В геометрии токарного резца выделяют и
вспомогательную режущую кромку. Она, соответственно, образована
пересечением передней поверхности со вспомогательной задней.
Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные
величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях
(рисунок 15):
 Основная плоскость параллельна направлениям подач токарного
резца (продольной и поперечной) и совпадает с его опорной
поверхностью.
 Плоскость резания включает главную режущую кромку и

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 14
проходит по касательной по отношению к поверхности обработки.
Эта плоскость перпендикулярна к основной.
 Главная секущая плоскость пересекает главную режущую кромку
и располагается перпендикулярно по отношению к проекции,
которую данная кромка откладывает на основную плоскость. Есть
еще и вспомогательная плоскость секущего типа, которая,
соответственно, перпендикулярна проекции, откладываемой на
основную плоскость вспомогательной режущей кромкой.
Углы токарных резцов, как уже говорилось выше, измеряются именно в
данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой
главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный
передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.
Основные понятия, касающиеся работы токарного резца, и его главные углы
На рисунке 16 показана режущая часть токарного проходного резца. Она
состоит из передней поверхности (контур 1-2 -5-4-3 -1), главной задней
поверхности (контур 1-2 -6-7-1) и вспомогательной задней поверхности
(контур 1-3-8 -7-1). Передняя и главная задняя поверхности в пересечении
образуют главную режущую кромку (линия 1-2), а передняя и
вспомогательная задняя поверхности — вспомогательную режущую кромку
(линия 1-3). Главная и вспомогательная кромки, пересекаясь, образуют
вершину резца (точка 1). Основную работу, связанную со срезанием припуска,
выполняет главное лезвие, состоящее из главной режущей кромки и
примыкающих к ней контактной площадки (заштрихованный контур
1-2-9-10 -1) на передней и контактной площадки (заштрихованный контур
1-2-11-12-1) на задней поверхностях. По длине главное лезвие всегда больше
вспомогательных.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 15
Конструктивные элементы режущей части резца
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ
Положение
передних и задних поверхностей,
главных
и
вспомогательных режущих кромок, образующих режущие элементы (зубья),
координируется относительно корпуса инструмента системой угловых
размеров, называемых геометрическими параметрами. Конкретные числовые
значения геометрических параметров проставляются на рабочих чертежах
инструментов таким образом, чтобы по ним можно было, во-первых,
изготовить режущие элементы (зубья) заданной формы и, во- вторых,
проверить точность изготовления всех углов универсальными или
специальными контрольно-измерительными инструментами и приборами.
Рисунок 17 – Угловые параметры, определяющие положение главной и
вспомогательной режущих кромок
Геометрические параметры, присущие режущим элементам различных
инструментов, могут быть рассмотрены на примере проходного токарного
резца (рисунок 16). Режущую часть резца «привяжем» к пространственной
прямоугольной системе координат с осями х, у, z. Геометрическая ось резца
параллельна оси у, а нижняя опорная плоскость корпуса резца совмещена с
горизонтальной плоскостью ху. Принимается условие, что ось вращения

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 16
обтачиваемой заготовки параллельна оси х и расстояния от этой оси и от точки
1 вершины резца до плоскости ху одинаковы. В этом случае принято говорить,
что «резец установлен на высоте оси вращения заготовки» или «резец
установлен по центру задней бабки станка». Предполагается также, что при
продольной обточке движение подачи со скоростью vs направлено вдоль оси х
для врезания главной режущей кромки в заготовку. Условно исходной точкой
приложения вектора скорости подачи принимается вершина резца 1.
На чертежах положение главной и вспомогательной режущих кромок
определяется в координатной плоскости ху (горизонтальной плоскости
проекций). Для этого главная и вспомогательная режущие кромки
проецируются на эту плоскость. Проекцией главной режущей кромки
является линия Г-2', образующая с проекцией вектора скорости подачи v's угол
. Проекция вспомогательной режущей кромки 1' — 3' образует с линией
проекции вектора скорости подачи угол 1. Угол  и 1 называются углами в
плане. Таким образом, согласно построению главным углом в плане ф
называется угол, измеряемый в горизонтальной координатной плоскости
между проекцией на нее вектора скорости подачи и проекцией главной
режущей кромки. Вспомогательным углом в плане 1 называется угол,
измеряемый в горизонтальной координатной плоскости между проекцией на
нее вспомогательной режущей кромки и линией, на которой лежит вектор
скорости подачи.
Главная режущая кромка может быть параллельна или наклонена под
некоторым углом к координатной плоскости ху. На рисунке 17 показаны три
возможных положения главной режущей кромки 1-2 . Резцы А, Б и В своими
нижними опорными плоскостями совмещены с плоскостью ху. Вершины 1
всех резцов лежат на линии М — М, параллельной плоскости ху. При этом
резцы установлены так, что их главные режущие кромки лежат в плоскости Н,
перпендикулярной плоскости ху и проходящей через линию М–М . У резца А
вершина 1 является самой низкой точкой главной режущей кромки, которая
оказывается лежащей над горизонтальной линией М — М, образуя с ней
положительный угол . У резца Б главная режущая кромка целиком лежит на
линии М — М, в связи с чем угол  = 0. У резца В вершина 1 является точкой
главной режущей кромки, наиболее удаленной от координатной плоскости ху
—
кромка лежит под горизонтальной линией М — М и образует с ней
отрицательный угол .
Угол наклона главной режущей кромки  (см. рисунке 16)
проставляется на чертежах и измеряется между главной режущей кромкой
и плоскостью, проходящей через вершину режущей части параллельно
координатной плоскости ху.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 17
Рисунок 17– Определение знака угла наклона главной режущей кромки
Рисунок 18 – Направление движения срезаемой стружки при положительном
(а) и отрицательном (б) угле наклона главной режущей кромки
Значение угла наклона главной режущей кромки X оказывает влияние на
направление перемещения срезаемой стружки по передней поверхности
инструмента. Если вершина резца является низшей точкой главной режущей
кромки (резец А на рисунке 17), то срезанная стружка направляется вправо
(рисунок 18, а), т. е . в зону, в которой при обычной компоновке станка нет
рукояток управления. Если вершина резца является высшей точкой главной
режущей кромки (резец В на рисунке 17), то срезанная стружка направляется
влево (рисунок 18, б) — в сторону, где сосредоточены рукоятки управления
станком. Во избежание травм обслуживающего персонала срезанной
стружкой предпочтительнее первый случай положения главной режущей
кромки. Руководствуясь этим соображением, угол  у резца А (см. рисунок 17)
принято считать положительным и давать числовые значения со знаком «+», а
на резце В — отрицательным и числовое значение задавать со знаком «–».
Могут быть и другие мотивировки для задания того или иного знака угла
наклона главной режущей кромки.
Углы  и  однозначно определяют положение в пространстве главной
режущей кромки. В свою очередь, она, как линия, принадлежащая передней и
главной задней поверхностям, определяет положение их в пространстве.
Чтобы полностью задать положение передней и главной задней поверхностей

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 18
на чертежах токарных резцов, необходимо для каждой из них задать еще по
одному угловому параметру. Для передней поверхности — это передний угол
, а для главной задней поверхности — главный задний угол α.
Передний угол  и главный задний угол α измеряются в сечении
режущей части резца вертикальной главной секущей плоскостью А — А (рис.
3.5),перпендикулярной
проекции
главной режущей
кромки
на
горизонтальную координатную плоскость.
Передний угол  измеряется в главной секущей плоскости между
линиями пересечения ее с передней поверхностью и горизонтальной
плоскостью.
Рисунок 19 – Простановка угловых параметров режущей части резца на
рабочих чертежах
Главный задний угол α измеряется в главной секущей плоскости между
линиями пересечения ее с главной задней поверхностью и вертикальной
плоскостью.
Положение передней поверхности относительно главной задней
поверхности определяет форму клина режущей части и может быть
охарактеризовано углом заострения β (рисунок 19), который измеряется в
главной секущей плоскости между линиями пересечения ее с передней и
главной задней поверхностями. Таким образом, согласно данным выше
определениям, α + β +  = 90°, а при заданных ос и у угол заострения β = 90° —
(α+).
Положение передней поверхности и угол 1 (рис. 3 .5) однозначно
определяют положение вспомогательной режущей кромки. Для полного
определения положения вспомогательной задней поверхности используют
вспомогательный задний угол α1, лежащий в сечении режущей части резца
вертикальной
вспомогательной
секущей
плоскостью
Б—Б,
перпендикулярной проекции вспомогательной режущей кромки на
горизонтальную координатную плоскость.
Вспомогательный задний угол измеряется во вспомогательной секущей
плоскости между линиями пересечения ее вспомогательной задней
поверхностью и вертикальной плоскостью.
На рисунке 19 показан пример чертежа простейшего токарного резца в

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 19
трех проекциях с проставленными на нем угловыми параметрами в буквенном
обозначении. Правила простановки на чертежах геометрических параметров
режущей части резцов или отдельных режущих элементов (зубьев)
распространяются и на другие виды металлорежущих инструментов.
Для некоторых видов токарных работ требуются резцы с более сложной
формой режущей части, например с криволинейными передней и задними
поверхностями или с дополнительными конструктивными элементами. Если
передняя и задняя поверхности криволинейны, то углы α, α1, β и  измеряются
от касательных линий, проведенных к криволинейным линиям сечения в
точке, принадлежащей режущей кромке (рисунок 20).
Рисунок 20 – Измерение заднего угла а и переднего угла у на криволинейных
передней и задней поверхностях
Рисунок 21 – Геометрические параметры фаски на режущей кромке
Рисунок 22 – Радиус закруглений rв вершины резца и углы в плане на
криволинейной режущей кромке
На режущей кромке может быть выполнена фаска шириной f под углом
 (рисунок 21). Вершина резца в точке сопряжения главной и
вспомогательной режущих кромок, а также ребро, образованное пересечением
главной и вспомогательной задних поверхностей, закругляется по радиусу
закругления вершины r0 (рисунок 22). Режущие кромки могут быть
криволинейны, и тогда углы в плане переменны в каждой точке режущего
лезвия. На рисунке 22 показана режущая часть резца с криволинейной главной
режущей кромкой. Главный угол в плане увеличивается от min в точке 1 до

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 20
max в точке 2.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 21
3 Функциональная связь между передними и задними углами резца
в нормальной, продольной и поперечной секущих плоскостях.
Особенности геометрии других типов резцов общего назначения.
Чтобы правильно определять углы токарного инструмента, их точные
величины, их рассматривают в так называемых исходных плоскостях.
Рисунок 23 – Углы и плоскости токарного резца

Основная плоскость параллельна направлениям подач токарного
резца (продольной и поперечной) и совпадает с его опорной поверхностью.

Плоскость резания включает главную режущую кромку и
проходит по касательной по отношению к поверхности обработки. Эта
плоскость перпендикулярна к основной.

Главная секущая плоскость пересекает главную режущую кромку
и располагается перпендикулярно по отношению к проекции, которую данная
кромка откладывает на основную плоскость. Есть еще и вспомогательная
плоскость секущего типа, которая, соответственно, перпендикулярна
проекции, откладываемой на основную плоскость вспомогательной режущей
кромкой.
Углы токарных резцов, как уже говорилось выше, измеряются именно в
данных плоскостях и те из них, которые измеряют в плоскости, называемой
главной секущей, обозначают как главные. Это, в частности, главный
передний, главный задний углы, а также углы заострения и резания.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 22
Рисунок 24 – Угол наклона режущей кромки резца
Одним из важнейших считается главный задний угол токарного резца,
который минимизирует трение, возникающее при взаимодействии задней
поверхности инструмента с деталью, которую в данный момент обрабатывают
(а значит, уменьшает нагрев резца и продлевает срок его службы). Образуется
этот угол поверхностью резца (главной задней) и плоскостью резания.
Выбирая данный угол при заточке инструмента, учитывают тип обработки и
материал заготовки. При этом следует знать, что сильное увеличение размера
заднего угла приводит к быстрому выходу токарного резца из строя.
Прочность и стойкость режущего инструмента, усилия, возникающие в
ходе обработки, определяются параметрами переднего угла. Он находится
между передней поверхностью токарного резца и плоскостью, в которой
расположена главная режущая кромка (эта плоскость перпендикулярна
плоскости резания). При заточке токарного резца, учитывают ряд факторов,
влияющих на величину данного угла:

материал заготовки и самого инструмента;

форму передней поверхности;

условия, в которых резец будет использоваться.
Увеличение значения переднего угла, с одной стороны, позволяет
улучшить чистоту обработки, а с другой – провоцирует снижение прочности и
стойкости токарного резца. Такой угол, получаемый в результате заточки,
может иметь положительное и отрицательное значение.
Токарные резцы с передними углами, которые имеют отрицательные
значения, отличаются высокой прочностью, но выполнять обработку такими
инструментами затруднительно. Обычно заточку с передним углом, который
имеет положительное значение, используют, когда предстоит обработка

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 23
заготовки из вязкого материала, а также когда материал изготовления
инструмента отличается высокой прочностью.
Резцы с передними углами, имеющими отрицательное значение,
применяют при обработке материалов с высокой твердостью и прочностью,
при выполнении прерывистого резания, когда материал изготовления
инструмента не обладает достаточной прочностью на изгиб и плохо
воспринимает ударные нагрузки.
Параметрами, характеризующими геометрию резца для токарной
обработки, также являются углы резания и заострения. Угол резания,
величина которого может варьироваться в пределах 60–1000, находится между
поверхностью инструмента, называемой передней, и плоскостью резания.
Величина данного угла напрямую зависит от твердости, которой
обладает обрабатываемый металл: чем она выше, тем больше его значение.
Угол заострения полностью соответствует своему названию, он измеряется
между главной передней и главной задней поверхностями инструмента и
характеризует степень заострения его вершины.
На рис.5 приведены примеры точения некоторых поверхностей резцами
разного вида. Проходные прямые резцы (рисунок 25, а) предназначены для
обработки наружных поверхностей с продольной подачей. Проходной
отогнутый резец (рисунок 25, б) наряду с обтачиванием с продольной
подачей может применяться для подрезания торцовых поверхностей с
поперечной подачей. Оба они позволяют также протачивать фаски на
наружных цилиндрических поверхностях и в отверстиях. Проходной
упорный (рисунок 25, в) резец применяется для наружного обтачивания с
подрезкой уступа под углом 90о к оси. Отрезной резец предназначен для
отрезания частей заготовки и протачивания кольцевых канавок (рисунок 25,
г). На рисунках показаны также правила определения углов φ и φ1 для этих
резцов, которые находятся в полном соответствии с вышеприведёнными их
определениями.
В зависимости от направления, в котором инструмент совершает
перемещение при выполнении рабочего хода, резцы делятся на правые и
левые. Правые резцы выполняют точение, перемещаясь с продольной
подачей справа налево, а левые– слева направо. Необходимость иметь
комплект и тех и других резцов объясняется тем, что обрабатываемые детали
могут иметь ступенчатые поверхности, различно расположенные
относительно средней части детали.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 24
Рисунок 25 – Проходные токарные резцы
Для обработки внутренних поверхностей используются расточные
резцы (рисунок 26), а сам вид токарной обработки внутренних поверхностей
называется растачиванием. Достоинствами растачивания как вида обработки
являются возможность получать отверстия практически любых размеров и,
при необходимости, исправлять положения их осей.
Рисунок 26 – Расточные резцы
По конфигурации рабочей части расточные резцы отличаются
применением их как для растачивания сквозных отверстий (рисунок 26, а),
так и для обработки глухих отверстий (рисунок 26, б). Как видно из
рисунков, они обладают различными значениями угла φ, который в случае
рисунка 26, б при продольной подаче имеет значения, превышающие 90
градусов.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 25
В зависимости от конструктивных признаков детали некоторые её
поверхности могут потребовать выполнения их с повышенной точностью,
чистотой или с минимальными погрешностями взаимного расположения.
Если одна или обе поверхности на рисунке 27, а (зона 1) требуют шлифования,
то обработать одну из них, не затронув другую, с ней сопряжённую, часто
бывает затруднительно. Но если проточить угловую канавку (рисунок 27, б),
можно достаточно легко обработать любую из этих поверхностей с
незначительным недоходом шлифовального круга до другой (рисунок 27,в).
Рисунок 27 – Канавочные резцы
Назначение зарезьбовых канавок (рисунок 27, б) состоит в другом.
Если её не будет, то при нарезании резьбы стружка в окрестностях зоны 2
(рисунок 27, а) не сможет удаляться из зоны резания и будет, поэтому,
заминаться на границе сопряжения поверхностей. При наличии канавки
стружка, получающаяся при нарезании резьбы, в конце хода резьбонарезного
инструмента легко сдвигается в эту канавку и удаляется, поэтому качество
получающейся резьбы значительно улучшается.
Вместе с тем, необходимо учитывать, что выполнение наружных
зарезьбовых канавок на стержнях малых диаметров(мелкоразмерные резьбы)
и внутренних канавок на тонкостенных внутренних поверхностях (
присоединительные элементы корпусов кранов и т.д .) приводят к
значительному снижению прочности изделия в местах расположения канавок.
В этих случаях от выполнения канавок, как элементов контура детали,
целесообразно отказаться.
Для получения таких канавок существуют специальные резцы: для
обработки наружных и внутренних угловых (рисунок 28, а) и зарезьбовых
(рисунок 28, в) канавок, для получения наружных и внутренних канавок под
стопорные кольца (рисунок 28, б) и т. д . Резцы, предназначенные для
растачивания внутренних канавок, на рисунке 28 показаны с круглым
профилем сечения державки и базирующей лыской в направлении
образующей.
Лыска позволяет при установке вполне определённо ориентировать
резец режущей кромкой к обрабатываемой поверхности и предотвращает
проворачивание резца под действием сил резания. Для всех этих резцов

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 26
является общим то, что профиль обработанной поверхности обеспечивается
геометрической формой режущей кромки резца.
Рисунок 28 – Специальные резцы
Этот же принцип получения криволинейных поверхностей используется
в процессе точения так называемыми фасонными резцами, режущая кромка
которых специально затачивается под профиль получаемой поверхности.
Подобным образом резьбовыми резцами нарезаются наружные и внутренние
резьбы с относительно неглубоким профилем.
4 Влияние на геометрию резцов реальных условий их установки в
резцедержателе, а также вспомогательного движения подачи.
В зависимости от положения плоскости резания в процессе обработки
величина углов РИ может изменяться, что наблюдается, когда плоскость
резания занимает иное положение, чем при определении углов в статике.
Кроме того, геометрические параметры режущей части инструментов,
полученные после заточки, изменяются, или трансформируются, в результате:
изменения положения резца относительно основной плоскости; при установке
вершины резца выше или ниже оси центров станка или детали; вследствие
износа рабочих поверхностей инструмента.
Рисунок 29 – Схема изменения величины статических углов резца в процессе
резанияпри:а–=0°; б–≠0°

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 27
Предположим, что процесс резания осуществляется по кинематической
схеме, показанной на рисунке 29, где в качестве инструмента используется
призматический брусок со статическими углами  = 0°,  = 0°. На рисунке 29, а
плоскость резания при обработке совпадает с плоскостью резания в статике,
поэтому кинематические углы равны углам в статике. Инструмент имеет угол
 = 0°, в результате чего происходит трение между задней и обрабатываемой
поверхностями. Для уменьшения трения необходимо на инструменте создать
положительный задний угол 3 или угол зазора заз.
Теперь предположим, что инструменту сообщается одновременно два
движения (рисунок 29, б). Одно из движений (главное) совершается со
скоростью v0, второе (движение подачи) — со скоростью S. Результирующей
скоростью будет скорость резания v. В данном случае траекторией движения
точки режущей кромки является наклонная прямая ОВ, параллельная вектору
скорости резания v. Эта прямая – след плоскости резания в процессе
обработки. Таким образом, плоскость резания занимает иное положение, чем в
статике, так как след плоскости резания в статике — прямая ОА. Передний
угол в статике  = 0°, в процессе резания он приобретает положительное
значение к.
Задний угол в статике  = 0°, в процессе резания он имеет отрицательное
значение. В этом случае осуществление процесса резания возможно лишь при
условии смятия, пластического деформирования и выдавливания задней
поверхностью слоя С материал а обрабатываемой детали, препятствующего
движению по направлению вектора v.
Чтобы создать нормальные условия резания, необходимо обеспечить
задний угол величиной д, который может быть назван углом движения.
Величина этого угла определяется из равенства:
На величину д также возрастает статический передний угол. Для
рассматриваемой схемы кинематический передний угол к = д. Задний угол,
полученный в результате заточки а3, должен быть равным сумме углов:
При неправильно выбранных углах  и , т. е . без учета изменения их в
процессе резания, работа РИ может протекать в тяжелых условиях. Величина
углов д для каждой кинематической схемы резания определяется расчетом, а
величина заз – по нормативам.
Рассмотрим влияние подачи на углы в движении для проходного резца,
установленного по центру заготовки, с углами  = 90° и  = 0°. При
продольном точении, когда заготовка вращается, а резец имеет движение

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 28
продольной подачи, поверхность резания представляет собой винтовую
поверхность
(рисунок
30, а). Действительная
плоскость
резания АА, касательная к поверхности резания, будет составлять с
теоретической плоскостью резания ВВ угол ад, представляющий собой угол
подъема винтовой поверхности (рисунок 30, б). В результате вместо
заточенного заднего угла 3 при резании получается угол заз, меньший угла
3 на величину д:
Рисунок 30 – Влияние кинематики процесса продольного точения
на изменение углов резца
В данном случае
Из уравнения (1.12) видно, что угол д увеличивается с возрастанием
подачи и уменьшением диаметра заготовки. Поэтому чем больше подача, тем
меньшим будет действительный задний угол заз в процессе резания. Для
обычно используемых при точении подачах угол д незначителен. При
нарезании же резьбы этот угол больше и принимается в расчет при назначении
величины з.
В рассмотренном случае при  = 90° направление подачи совпадает с
направлением главной секущей плоскости, в которой измеряется задний угол
в статическом состоянии. При угле  ≠ 90° этого совпадения нет и угол Д() в
главной секущей плоскости определяется по формуле

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 29
а действительный задний угол заз(ф) = 3 - д(ф).
Если вершина резца установлена ниже или выше оси заготовки,
необходимо учесть угол ф (рисунок 31).
Поскольку
то
Знак плюс учитывается при установке вершины резца ниже центра, знак
минус – при ее установке выше центра детали. Для углов резца заз() при
растачивании знаки плюс и минус учитываются в обратном направлении.
Подобное влияние на действительное значение заднего угла оказывает
также подача при поперечном точении и отрезке. Пусть  = 90° и  = 0°
(рисунок 32). В связи с вращательным движением заготовки и
поступательным движением резца точки режущей кромки описывают
архимедову спираль, касательная к которой будет действительной плоскостью
резания АА. Следовательно, угол резца выше линии центров торца детали заз
= з - д уменьшается с увеличением подачи, а также по приближении резца к
оси заготовки.

курс лекций
«Теория резания и режущий инструмент»
Для студентов ФИФ
стр. 30
Рисунок 31 – Геометрические параметры резца в зависимости от положения его
вершины относительно оси центров при наружном точении (а, б, в) и растачивании (г,
д, е) б — к расчету изменения величины заднего угла при установке
Рисунок 32 – Схема изменения углов резца  и  при отрезании или подрезке
Поскольку  +  +  = 90°, а угол заострения резца всегда величина
постоянная, с уменьшением заднего угла аз на какую-то величину Д()
передний угол з должен увеличиться на эту же величину. Таким образом,
резец в процессе работы имеет передний угол
где к = д(); х — угол поворота плоскости резания в результате
установки резца выше или ниже оси вращения заготовки.