Основы теории резания

Московский государственный технический университет 
имени Н. Э. Баумана 

В.С. Булошников 

Основы теории резания 

Методические указания к выполнению лабораторных работ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

УДК 621.91.01 
ББК 30.61  
        Б90 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru 
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/52/book1460.html 
 
Факультет «Машиностроительные технологии» 
Кафедра «Инструментальная техника и технологии» 

Рекомендовано Редакционно-издательским советом 
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебно-методического пособия  
 
 

Булошников, В. С. 
 
 
Основы теории резания : методические указания к выполнению 
лабораторных работ / В. С. Булошников. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 55, [5] с. : ил. 

ISBN 978-5-7038-4456-4 

Изложены материалы для освоения методов и средств измерения 
геометрических параметров режущей части металлорежущих инструментов, 
настройки и наладки металлорежущих станков, технических измерений, 
программ исследований, обработки экспериментов с аппроксимацией 
их результатов. 
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «
Проектирование технологических машин и комплексов», и для 
бакалавров, специализирующихся по профилю «Инструментальные системы 
машиностроительных производств». 
 
 
УДК 621.91.01 
ББК 30.61  
 
 
 
 
 
 
 
 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 
 Оформление. Издательство  
ISBN 978-5-7038-4456-4                                                МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 

Б90

Предисловие 

Обработка металлов резанием занимает около 70 % машиностроительного 
производства. Знакомство с основами процесса резания — 
ключевой момент в дальнейшем изучении конструкций 
металлорежущих инструментов, технологии их изготовления и 
эффективной эксплуатации.  
Лабораторный практикум по дисциплине «Основы теории резания» 
содержит четыре лабораторные работы.  
Цель практикума:  
изучение статических и кинематических геометрических параметров 
режущей части любого металлорежущего инструмента;  
наблюдение за образованием стружки при удалении припуска;  
изучение процессов, происходящих в зоне резания;  
фиксирование динамического взаимодействия режущего  инструмента 
и обрабатываемой заготовки. 
Лабораторный практикум — это наиболее эффективная форма 
практико-ориентированного обучения, способствующая освоению 
студентами образовательной программы и формированию у них 
комплекса общекультурных, общепрофессиональных, специальных 
компетенций вследствие выполнения реальных практических 
задач. Назначением лабораторных работ является приобретение 
студентами практических умений и навыков, необходимых для 
профессиональной деятельности выпускника. 
При выполнении лабораторных работ студенты проводят самостоятельные 
исследования, позволяющие более глубоко изучить 
процессы, происходящие при резании металлов, получить навыки 
экспериментальной работы и применить методы статистической 
обработки результатов.  
Вниманию обучающихся предложены вопросы для самопроверки. 

Выполнив лабораторный практикум, студенты приобретают: 

навыки: 
экспериментального подтверждения и проверки существующих 
научно-теоретических положений; 
исследования процессов, явлений и объектов; 
овладения техникой экспериментирования;  
самостоятельной работы с лабораторным, технологическим, 
измерительным оборудованием и приборами; 
реализации 
полученных 
знаний 
для 
решения 
учебно-
исследовательских, а затем реальных экспериментальных и практических 
задач; 
умения:  
наблюдать, сравнивать, анализировать, устанавливать зависимости, 
делать выводы, самостоятельно вести исследования, 
оформлять результаты; 
проявлять познавательную активность и самостоятельность в 
ходе выполнения лабораторных работ. 

Обозначения, принятые в теории резания 

Dr — главное движение резания
Ds — движение подачи (вспомогательное движение)
V
— скорость главного движения

Vs — скорость движения подачи
Vе — скорость резания
Sо — подача на оборот шпинделя станка
η
— угол скорости резания

t
— припуск на обработку

Аγ — передняя поверхность
Аα — задняя поверхность
γ
— передний угол

γс
— статический передний угол

γк
— кинематический передний угол

α
— задний угол

αс — статический задний угол
αк — кинематический задний угол
λ
— угол наклона главной режущей кромки

λс — статический угол наклона главной режущей кромки
λк — кинематический угол наклона главной режущей кромки
ϕ
— главный угол в плане

ϕс — статический главный угол в плане
ϕк — кинематический главный угол в плане
β
— угол заострения

δ
— угол резания

Рz — главная составляющая силы резания

 
 
 

Лабораторная работа № 1 

Геометрические параметры режущего клина 

Цель работы: изучение элементов и геометрических параметров 
режущего клина на инструментах, предназначенных для лезвийной 
обработки резанием. 
 
Выполнив лабораторную работу, студенты будут уметь: 
классифицировать поверхности и режущие кромки на режущей 
части любого металлорежущего инструмента; 
находить и измерять геометрические параметры на режущей 
части любого металлорежущего инструмента; 
понимать влияние соотношения одновременно осуществляемых 
движений на кинематические геометрические параметры режущей 
части любого металлорежущего инструмента; 
уверенно пользоваться терминологией в области обработки 
резанием.  

Теоретическая часть 

Любой металлорежущий инструмент, предназначенный для 
выполнения технологических операций лезвийной обработки заготовок 
резанием, состоит из двух частей: режущей части, несущей 
на себе режущий клин, который непосредственно входит в контакт 
с материалом обрабатываемой заготовки, и корпуса инструмента, 
предназначенного для закрепления его на частях станка, осуществляющих 
относительное перемещение режущего инструмента 
и обрабатываемой заготовки. Относительных перемещений режущего 
инструмента и обрабатываемой заготовки может быть одно 
или несколько; эти движения могут быть непрерывными в течение 
времени обработки одной поверхности или периодическими. Если 
относительное движение одно, то оно является главным движени-

ем резания, если относительных 
движений несколько, то одно из них 
будет главным, а другие вспомогательными. 
Главное движение обычно 
осуществляется с наибольшей 
скоростью. 
На рис. 1.1 изображен режущий 
клин, находящийся в контакте с обрабатываемым 
материалом, и направление 
единственного относительного 
движения резания Dr. В противоположную 
сторону направлена сила резания 
Pz — сила сопротивления движению режущего клина, совпадающая 
с осью Z. 
Обычно режущий клин характеризуется углом заострения β, который 
может быть как меньше, так и больше  90°. Расположение режущего 
клина по отношению к обрабатываемой заготовке определяется 
углом резания δ. Разность углов δ – β = α называется задним 
углом, который должен быть обязательно положительным (δ > β). 
Главное движение резания может быть прямолинейным или 
вращательным. Скорость главного движения резания может быть 
равномерной и неравномерной и подчиняется определенному закону. 
Вспомогательные движения могут быть поступательными, 
чаще всего прямолинейной траектории (но могут быть и криволинейные 
траектории), и вращательными. В случае прямолинейного 
главного движения траектории вспомогательных движений всегда 
направлены перпендикулярно направлению главного движения резания. 
В случае вращательного главного движения резания вспомогательные 
движения могут осуществляться либо вдоль оси вращения, 
либо перпендикулярно, либо по касательной к траектории 
главного движения резания, а при наличии нескольких вспомогательных 
движений результирующий вектор будет суммой всех 
векторов вспомогательных движений. 
Поверхность Аα называется задней поверхностью и обращена 
к поверхности на заготовке, получившейся в результате работы 
режущего клина. 

 
 
Рис. 1.1. Режущий клин и  
обрабатываемый материал

Поверхность Аγ, по которой скользит стружка С, называется 
передней поверхностью, а угол между передней поверхностью и 
линией, перпендикулярной к направлению главного движения резания 
Dr, называется передним углом. Передний угол — положительный, 
если δ < 90°, и отрицательный, если δ > 90°. 
Линия пересечения передней и задней поверхностей называется 
режущей кромкой, а тело режущего клина между этими поверхностями 
принято называть режущим лезвием. 
Режущая часть инструмента может быть более сложной пространственной 
фигурой, чем клин, который изображен на рис. 1.1. 
Наиболее доступен для первого знакомства обыкновенный токарный 
резец, представляющий собой единое целое из корпуса 
(державки), в виде бруска прямоугольного сечения и режущей части, 
оформленной в виде клина.  
Чаще всего корпус инструмента располагается перпендикулярно 
или параллельно направлению главного движения резания. 
На рис. 1.2 изображена схема токарной обработки — точение 
наружной цилиндрической поверхности. На схеме присутствуют 
два относительных движения: Dr — главное движение резания, 
которое измеряется как скорость в м/c или м/мин, и Ds — вспомогательное 
движение подачи, которое, как правило,  на  несколько 
 
 

 
 
Рис. 1.2. Схема токарной обработки: 
а — вид справа; б — вид сверху; в — увеличено 

порядков меньше скорости главного движения, а размерность для 
данной схемы обработки — миллиметры на один оборот заготовки, 
обозначение — Sо. Кратчайшее расстояние между обработанной 
поверхностью d и обрабатываемой поверхностью D заготовки 
называется припуском под обработку и обозначается как 
t = (D – d)/2. Припуски могут быть пооперационными tj, попере-
ходными ti и суммарными tΣ = Σtj (tj = Σti). 
На рис. 1.3 показано, как тремя поверхностями Аγ, Аα и Аα′  отсечены 
части призматического тела, в результате чего получилась 
режущая часть инструмента  клиновидной формы. Поверхность  
Аγ — передняя поверхность инструмента; Аα — задняя главная 

поверхность инструмента; Аα′ — задняя вспомогательная поверхность 
инструмента. Пересечение передней и главной задней 
поверхностей образует главную режущую кромку (линия 1–2),  
пересечение передней и вспомогательной задней поверхностей образует 
вспомогательную режущую кромку (линия 1–3); пересечение 
главной и вспомогательной режущих кромок образует вершину 
инструмента — точка 1. Из двух (или нескольких) 
режущих кромок главной считается та, которая имеет наибольшую 
протяженность контакта с обрабатываемым материалом и воспринимает 
основную часть нагрузки при резании. 
Для того чтобы однозначно задать геометрические параметры 
режущей части инструмента, должна быть выбрана система координат. 
В соответствии с ГОСТ 25762–83 «Термины, определения и 
обозначения основных понятий обработки резанием» плоскость, 
проведенная перпендикулярно вектору скорости главного движения 
резания через заданную точку на режущей кромке, называется 
основной плоскостью — Pv, а плоскость, заключающая в 
себе режущую кромку (или касательную, проходящую через заданную 
точку на криволинейной режущей кромке) и перпендикулярная 
основной плоскости, называется плоскостью резания — 
Pn. Плоскость, заключающая в себе вектор скорости главного движения 
резания V и результирующий вектор скоростей вспомогательных 
движений Vs, называется рабочей плоскостью Ps. 
Таким образом, координатная плоскость XY будет основной 
плоскостью Pv. Угол между главной плоскостью резания Pn и рабочей  

Рис. 1.3. Режущая часть токарного резца: 
а — вспомогательная секущая плоскость
;
Рτ′  б — координатные плоскости;  

                                       в —  главная секущая плоскость 
τi
Р   
 
плоскостью Ps будет главным углом в плане ϕ (это угол между проекцией 
главной режущей кромки на основную плоскость и направлением 
подачи — ось X). Аналогично угол между вспомогательной 
плоскостью резания 
n
P′  и рабочей плоскостью Ps будет вспомога-

тельным углом в плане ϕ′. Для токарной обработки, изображенной на 
рис. 1.2, принято ось Х располагать вдоль оси вращения — главного 
движения резания Dr, ось Y — перпендикулярно оси вращения,