Blog

Jednym ze sposobów rozwoju narzędzi skrawających jest optymalizacja geometrii (o czym wspomniałem w poprzednim wpisie).
Czym jest ta geometria?
W przypadku noża kuchennego, nikt szczególnie nie zastanawia się nad jego geometrią, ma smukły kształt i jest albo naostrzony albo tępy. Jednak w przypadku noża tokarskiego sprawa jest o tyle skomplikowana, że taki nóż ma „kroić” o wiele twardsze materiały niż produkty spożywcze. Nie może być tak  „ostry” (smukły) jak nóż kuchenny, gdyż w procesie skrawania występują tak duże siły, że mógłby się wygiąć, złamać, lub wyszczerbić. Nóż tokarski musi mieć odpowiednią objętość ostrza, aby wytrzymać napór nacierającego przedmiotu obrabianego: aluminium, stali, a nawet stopów tytanu czy niklu. Trzeba uwzględnić szereg czynników takich jak: parametry technologiczne skrawania, materiał z którego jest wykonany,  rodzaj obróbki. zaprezentuję przykład projektowania noża tokarskiego o symbolu NNZa w programie CAD – Solid Edge.

W pierwszej kolejności należy narysować szkic uwzględniający wymiary gabarytowe (długość i szerokość) noża oraz  kąty: kąt przystawienia oraz pomocniczy kąt przystawienia (rysunek 1).

Rys. 1. Projektowanie noża tokarskiego – etap 1

Kolejnym krokiem jest stworzenie bryły (nadanie wysokości) poprzez operację wyciągniecia. Ponieważ nóż NNZa ma trzonek o przekroju kwadratowym, wyciągniecie będzie na wartość 50 mm aby nadać wysokość noża (rysunek 2).

Rys. 2. Projektowanie noża tokarskiego – etap 2

Nóż tokarski składa się z części roboczej, tej która ma kontakt z przedmiotem obrabianym i części chwytowej służącej do zamocowania w imaku tokarskim. Kolejna operacja polega na wyodrębnieniu części roboczej, by w kolejnych etapach można było nadać jej odpowiednią geometrię (rysunek 3).

Rys. 3. Projektowanie noża tokarskiego – etap 3

Powierzchnia po której spływają wióry to tzw. powierzchnia natarcia, ponieważ wióry nacierają na tą powierzchnię. Kąt natarcia noża będzie miał wpływ na kierunek spływu wiórów co jest bardzo istotne. Operacją „obróć lica” można nadać wymagany kąt natarcia (w przykładzie wykonania γ = 20 stopni) co przedstawiono na rysunku 4.

Rys. 4. Projektowanie noża tokarskiego – etap 4

Drugi istotny kąt to tzw. kąt przyłożenia, powinien mieć zawsze dodatną wartość aby przedmiot nie ocierał o tą powierzchnię (rysunek 5). Ponownie można skorzystać z operacji „obróć lica” wybierając powierzchnię przyłożenia noża (w przykładzie wykonania α = 10 stopni).

Rys. 5. Projektowanie noża tokarskiego – etap 5

Analogicznie do nadania kąta przyłożenia dla głównej powierzchni przyłożenia należy nadać dodatni kąt dla pomocniczej powierzchni przyłożenia co pokazano na rysunku 6.

Rys. 6. Projektowanie noża tokarskiego – etap 6

Aby nie komplikować zagadnienia pomiąłem etap definiowania kąta pochylenia głównej i pomocniczej krawędzi skrawającej. Efekt końcowy przedstawiono na rysunku 7, aby nadać realistyczność zastosowałem tzw. rendering eksportując model noża do środowiska Keyshot.

Rys. 7. Wizualizacja zaprojektowanego noża tokarskiego

   Dr inż. Jakub Matuszak
Katedra Podstaw Inżynierii Produkcji
Politechnika Lubelska