Задача 1. Построение параметрической модели фасонного резца в модуле АРМ GRAPH

1. Тип резца – призматический фасонный резец (вар. № 10 ).

2. Чертеж детали.

3. Материал обрабатываемой детали – Сталь 40ХС (σ в = 1200 МПа).

4. Особые условия обработки – наличие канавки под последующую отрезку

Рис.1. Эскиз детали

Задача 2. Построение твердотельной модели в модуле АРМ STUDIO

Задача 3. Конструирование резца в модуле АРМ GRAPH

Исходные данные представлены в задаче 1. Построение модели базируется на результатах, полученных при решении задачи 1.

Дата выдачи, подпись

Преподаватель ._____

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Задача 1

1) По заданной детали конструируется фасонные резец и выполняется коррекционный расчет глубины профиля.

2) Производится анализ входных данных, необходимых для построения модели. Данные делятся на исходные (независимые) и производные (зависят от исходных).

3) Входные данные, в виде переменных, вводятся в диалоговом окне Переменные (рис.), причем для исходных данных задается только значение, а для производных также и выражение, являющееся функцией исходных и уже объявленных производных данных. Так, размеры передней поверхности определяются с помощью выражения. Действует единое правило: переменная, которая используется в последующих выраже-ниях, должна быть объявлена заранее.

4) Графически задается последовательность команд, ведущая к построению нужной модели.

5) В списке параметрических команд указываются, если нужно, параметры для команд. При этом, в расчетных выражениях используются переменные, заданные в п.3, или вспомогательные переменные, созданные в процессе построения модели.

6) Анализируется соответствие сформированной таким образом модели с требуемой, и, при необходимости, исправляются параметры команд или меняется способ построения всей модели или ее части.

7) Анализируется правильность построенной модели при различных значениях исходных данных.

Задача 2

1. Начальным этапом решения 2-й задачи является построение эскиза резца (рабочая плоскость в трехмерном пространстве, в котором строятся плоские кривые).

2. Для получения твердотельной модели фасонного резца используются графические операции – выталкивания, вращения и кручения.

Задача 3

1. Полученную параметрическую модель (задача 1) вставляют как блок в поле чертежа АРМ GRAPH. Для этого следует воспользоваться командой БЛОК/ВСТАВИТЬ БЛОК.

2. В чертеж можно вставить параметрический объект из базы данных . Перед вставкой в списке переменных можно изменить значение основных параметров.

1. Дарманчев С.К. Фасонные резцы.– М.:Машиностроение,1968. -166 с.

2.Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов.- М.: Изд-во машиностроительной литературы, 1962. – 952 с.

3.Фрайфельд И.А. Расчеты и конструкции специального металлорежущего инструмента.- М.-Л.: Машгиз, 1957.- 196 с.

4.Методические указания и комплект контрольных заданий к курсовому проекту «Проектирование металлорежущего инструмента»/ В.Н. Кисилев и др. – Ворошиловград: ВМСИ, 1987. – 48 с.

5. Методические указания «Автоматизированное проектирование фасонных резцов с помощью ЭВМ СМ-2М»/ Кисилев В.Н., Андросов П.М. . – Луганск: ЛМСИ, 1991. – 20 с.

6.Шелофаст В.В. Основы проектирования машин.- М.: Изд-во АПМ, 2005.– 472 с.

7.Шелофаст В.В., Чугунова Т.Б. Основы проектирования машин. Примеры решения задач. – М.: Изд-во АПМ, 2004.- 240 с.

Метод исследования и вычислительные средства : применен метод построения параметрических моделей на базе параметрического геометрического ядра Parasolid; использованы компьютерные технологии автоматизированного проектирования призматических и круглых фасонных резцов. При решений проектных задач использованы различные модули: APM Saft, APM Bear, APM Joint, APM Trans и инструментарий баз данных АРМ WinMachine.

Эффективность применения предлагаемого инструментария позволяет кардинально сократить время проектирования резца и повысить технический уровень принимаемых проектных решений.

Область применения предлагаемый инструментарий параметрического моделирования может быть использован в рамках курсов «Детали машин», «Проектирование металлорежущих станков» и «Конструирование, расчет и САПР станков» .

Введение

1 Проектирование фасонного резца

1.1 Исходные данные и алгоритм расчета:

1.2 Определение геометрических параметров режущей части и основных конструктивных размеров фасонных резцов резца.

1.3 Проектирование шаблона и контршаблона

2 Построение параметрической модели призматического фасонного резца

2.1 Исходные данные:

2.2 Ввод исходных данных для создания параметрической модели

2.3 Построение параметрической модели.

2.4 Сохранение параметрической модели

Литература

Введение

В современном машиностроении уприсутствует большая номенклатура изделий с фасонными поверхностями. Эти поверхности могут быть обработаны на токарных станках с ЧПУ для этого задается программа, для получения фасонного профиля) или специальным фасонным резцом, который

представляет собой инструмент, работающий по методу копирования. Профиль режущей кромки резца соответствует профилю поверхности детали.

Фасонные резцы обеспечивают идентичность формы и необходимую точность деталей, высокую производительность обработки и обладают большой долговечностью благодаря значительному количеству допустимых переточек. Они применяются в мелкосерийном, серийном и массовом производствах для обработки наружных и внутренних поверхностей на токарных автоматах, полуавтоматах и револьверных станках.

Наибольшее распространение получили радиальные круглые и призматические резцы.

Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом.

Резцы, режущая кромка которых совпадает с криволинейным или ступенчатым профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.

Достоинство рассматриваемых резцов - простота, а поэтому сравнительно низкая стоимость их изготовления. Существенный недостаток таких резцов заключается в том, что после нескольких, а иногда двух-трех переточек по передней поверхности (а для сохранения профиля их можно перетачивать только по передней поверхности) пластинка стачивается, высота по центру при установке уменьшается и резец становится негодным для дальнейшей работы. Поэтому стержневые фасонные резцы применяют преимущественно в тех случаях, когда работа не имеет массового характера и профиль резцов прост (например, для обработка галтелей).

Для получения правильного профиля обрабатываемой детали фасонный резец необходимо устанавливать так, чтобы его режущая кромка была точно на высоте центров станка. Положение фасонного резца, если на него смотреть сверху, следует проверять посредством маленького угольника. Если одну кромку такого угольника приложить к цилиндрической поверхности детали (вдоль ее оси), а другую подвести к боковой, поверхности обыкновенного или призматического резца, или к торцовой поверхности дискового резца, то между угольником и резцом не должно быть неравномерного просвета.

При закреплении фасонных резцов необходимо особенно тщательно выполнять общие правила закрепления резцов.

Подача фасонного резца в большинстве случаев осуществляется вручную. Она должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10-20 мм и 0,03 мм/об при ширине свыше 20 мм. Подача должна быть тем меньше, чем меньше диаметр обрабатываемой детали. При обработке участка детали, расположенного близко к патрону (или к задней бабке), подачу можно брать больше, чем при обработке участка, расположенного сравнительно далеко от патрона (или от задней бабки).

При обработке фасонных поверхностей стальных деталей следует применять охлаждение маслом. Поверхность детали получается при этом гладкой и даже блестящей. Фасонные поверхности чугунных, бронзовых и латунных деталей обрабатываются без охлаждения.

Правильность фасонной поверхности проверяется шаблоном. Между обработанной поверхностью и шаблоном не должно быть просвета.

Если обрабатываемая поверхность детали имеет большие перепады диаметров разных участков, то при работе фасонным резцом приходится снимать много металла. Во избежание быстрого износа резца предварительную обработку такой поверхности надо производить обдирочным резцом, профиль которого подобен профилю окончательного фасонного резца, но значительно проще его.

Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной подач резца. Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной ручных подач резца производится при небольшом количестве обрабатываемых деталей или при сравнительно больших размерах фасонных поверхностей. В первом случае изготовление даже обыкновенного фасонного резца нецелесообразно, во втором - потребовался бы очень широкий резец, работа которым неизбежно вызвала бы вибрации детали.

Снятие припуска производится остроносым чистовым или проходным резцом. Для этого перемещают (вручную) продольные салазки влево и одновременно поперечные салазки суппорта вперед и назад. При обработке сравнительно небольших фасонных поверхностей продольную подачу осуществляют используя верхние салазки суппорта, установленного так, чтобы направляющие их были параллельны центровой линии станка; для поперечной подачи применяют поперечные салазки суппорта. В том и другом случаях вершина резца будет перемещаться по кривой. После нескольких проходов резца и при правильном соотношении величин подач (продольной и поперечной) обрабатываемая поверхность получит требуемую форму. Для выполнения этой работы нужен большой навык. Опытные токари, обрабатывая фасонные поверхности рассматриваемым способом, пользуются автоматической продольной подачей, перемещая одновременно с этим поперечный суппорт вручную.

Фасонные резцы – инструменты, режущие кромки которых определены профилем детали и работают по методу копирования. Они широко применяются в серийном, крупносерийном и массовом производстве при обработке тел вращения, имеющих наружные или внутренние фасонных поверхности. Обработка ведется из прутка на револьверных станках, автоматах, полуавтоматах. Точно рассчитанные и изготовленные для обработки конкретной детали фасонные резцы обеспечивают высокую производительность, идентичность формы детали и точность размеров, не зависящих от квалификации рабочего. Точность размеров обрабатываемых деталей поIT8-IT12 и шероховатость поверхностиR а =0,63-2,5 мкм.

Наибольшее распространение имеют круглые и призматические резцы, работающие с радиальной и тангенциальной (направленной по касательной) подачей.

Призматические резцы применяют для обработки наружных поверхностей. По сравнению с круглыми резцами они обладают повышенной жесткостью, высокой точностью обработки, простотой установки на станках.

Круглые резцы применяются для обработки наружных и внутренних поверхностей. Они более технологичны в изготовлении, чем призматические, обеспечивают большее число переточек но уступают последним в жесткости точности обработки.

При выборе типа фасонного резца решающее значение имеет его стоимость, точность формы и линейных размеров профиля, которые гарантируют получение годной детали.

3.2.Методика проектирования фасонных резцов

Проектирование фасонного резца любого типа для обработки заданной детали состоит из ряда общих и обязательных этапов для всех типов резцов. Так, назначение материала инструмента, выбор передних и задних углов и назначение ряда конструктивных параметров осуществляются абсолютно одинаково для всех фасонных резцов.

3.2.1.Характерные точки

Перед проектированием на профиле детали последовательно отмечают характерные (узловые) точки 1, 2, 3 и др. К ним относятся точки начала и конца профиля; узловые, в которых один участок профиля переходит в другой; дополнительная средняя точка на коническом участке; две или три равноудаленных друг от друга дополнительные точки на криволинейном участке. Простые фаски не координируются. На чертеже резца указывается тот же угол и размер фаски, что и на детали.

Затем определяются расчетные размеры характерных точек c учетом величины и расположения полей допусков. Расчетные номинальные диаметры устанавливают по середине поля допуска, с точностью до 0,001 мм. Результаты записывают в сводную таблицу.

Координаты средней промежуточной точки конуса определяют по следующим формулам:

где
диаметры начальной, средней промежуточной и конечной точки конуса;
линейные размеры конуса и средней промежуточной точки.

Координаты средней промежуточной точки криволинейного участка (квадранта) определяют по следующим формулам:

где
диаметры средней, промежуточной и начальной точки квадранта, который входит в состав криволинейного участка;
радиус дуги;
линейные размеры центра дуги и средней промежуточной точки.

3.2.2.Назачение материала фасонных резцов

Круглые фасонные резцы в основном проектируются и изготовляются цельными, а призматические, с целью экономии инструментального материала – составными. В качестве материала рабочей части резцов чаще всего применяется быстрорежущая сталь Р6М5. При изготовлении деталей из трудно обрабатываемых материалов экономически выгодно использовать резцы из быстрорежущих сталей Р10К5Ф5, Р9К10, Р18К5Ф2, Р9К5 и твердых сплавов ВК10-М, ВК8, Т15К6. При проектировании составных резцов в качестве материала державки используется сталь 45 ГОСТ 1050-74.

Транскрипт

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» М. Ю. Смирнов, Г. И. Киреев, В. В. Демидов РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ Учебное пособие Ульяновск УлГТУ 011

2 УДК 61.9 (075) ББК 34.6 я7 С 50 Рецензенты: канд. техн. наук, доцент кафедры «Математическое моделирование технических систем» УлГУ Евсеев А. Н., кафедра «Материаловедение и технология машиностроения» УлГСХА. Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия С 50 Смирнов, М. Ю. Расчет и проектирование фасонных резцов: учебное пособие / М. Ю. Смирнов, Г. И. Киреев, В. В. Демидов. Ульяновск: УлГТУ, с. ISBN Приведена методика расчета и проектирования круглых и призматических фасонных резцов. Представлены примеры расчетов фасонных резцов и выполнения рабочих чертежей. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». УДК 61.9 (075) ББК 34.6 я7 Смирнов М. Ю., Киреев Г. И., Демидов В. В., 011 ISBN Оформление. УлГТУ, 011

3 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ МЕТОДИКА РАСЧЕТА КРУГЛЫХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ Определение конструктивно-геометрических параметров круглого фасонного резца Профилирование круглого фасонного резца с боковым наклоном передней поверхности (λ 0) Особенности профилирования круглого фасонного резца без бокового наклона передней поверхности (λ=0) Определение недостающих размеров профиля детали, имеющих криволинейный участок в виде дуги окружности МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ Определение конструктивно-геометрических параметров призматического фасонного резца Профилирование призматического фасонного резца без бокового наклона передней поверхности (λ=0) Профилирование призматического фасонного резца с боковым наклоном передней грани (λ 0) МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ФАСОННОГО РЕЗЦА И ШАБЛОНА С КОНТРШАБЛОНОМ К НЕМУ... 8 ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ... 3

4 4 ВВЕДЕНИЕ Фасонные резцы однолезвийные режущие инструменты, которые применяются для обработки тел вращения с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами фасонные резцы обеспечивают идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят в основном от точности изготовления резца. Кроме того, фасонные резцы обеспечивают высокую производительность обработки заготовок благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и простоте переточки. Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах в крупносерийном и массовом производстве. Фасонные резцы могут быть стержневыми, призматическими и круглыми. Наибольшее распространение нашли два последних типа резцов. Круглые фасонные резцы используют для точения наружных и внутренних поверхностей, а призматические только для наружных. Основными преимуществами круглых фасонных резцов является простота их изготовления, большое количество переточек по сравнению с призматическими резцами. В то же время призматические фасонные резцы обладают более высокой точностью и надежностью крепления. По направлению подачи фасонные резцы подразделяются на радиальные и тангенциальные. При работе радиальных резцов обеспечивается поперечная подача по радиусу заготовки. У призматических резцов осуществляют касательное направление подачи к обрабатываемой фасонной поверхности. При проектировании фасонного резца решается задача его профилирования. Спрофилировать фасонный резец это значит определить его профиль в плоскости нормальной к его задней поверхности по известному осевому профилю детали. 1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА КРУГЛЫХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ 1.1. Определение конструктивно-геометрических параметров круглого фасонного резца Определение наружного диаметра резца и диаметра отверстия под оправку Минимально допустимый наружный радиус r a круглого фасонного резца рассчитывается, исходя из схемы рис.1: ra t e f 0,5d 0, (1) где t r max rmin глубина профиля детали; e расстояние по передней поверхности, необходимое для образования и завивания стружки: e 3 10мм; f толщина стенки: f 0, r a ; d 0 диаметр посадочного отверстия; d 0 =0,3 d a = 0,6 r a, где d a наружного диаметра резца. После подстановки f и d 0 в формулу (1) получим:

5 5 r a (t e) или d a предв. = 4 (t + e). () Стандартные значения d a и d 0 можно выбрать по табл. 1 или по глубине профиля t, или по расчетному значению d 0 (см. формулы (4) и (5)). Рис.1. Схема к расчету наружного диаметра круглого фасонного резца Таблица 1 Определение наружного диаметра и диаметра посадочного отверстия круглого фасонного резца Глубина профиля t, мм d a, мм d 0, мм (t+e), мм e, мм R, мм По выбранному диаметру посадочного отверстия проверяется прочность оправки. Применяются одностороннее и двухстороннее крепление резцов. Одностороннее крепление применяется для резцов шириной вдоль оси детали до 30 мм. В этом случае со стороны отрезки детали в резце делают выточку под головку оправки диаметром d в =1,4 d 0 +1 длиной l в =5 8 мм. При ширине резца больше 30 мм применяют двухстороннее крепление, при котором оправка для установки резца имеет две опоры.

6 6 Для проверки прочности оправки, прежде всего, необходимо рассчитать силу резания по формуле: " P p l, (3) z где р уд сила резания, приходящаяся на единицу длины режущей кромки резца при обработке стали 45 (40Х) (табл.), Н/мм; l " и проекция длины режущей кромки на ось резца, мм. При обработке других материалов следует умножить р уд на коэффициент k, равный отношению допускаемых напряжений на растяжение рассматриваемого материала и стали 45 (40Х). уд. Таблица Удельная сила резания заготовок из конструкционной стали и Подача, S, мм/об 0,03 0,04 0,05 0,06 (рекомендуется при расчете) 0,08 0,09 0,1 Удельная сила резания, р уд., Н/мм Расчет на прочность производится по формулам сопротивления материалов. Для одностороннего закрепления резца прочность оправки рассчитывается на основе схемы работы балки, закрепленной одним концом в опоре. Для двухстороннего закрепления на основе схемы работы двухопорной балки. Обычно применяются оправки из стали 45 или 40Х, допускаемые напряжения на изгиб которых можно принять равным МПа (Н/мм). В приведены формулы, по которым можно определить диаметр посадочного отверстия фасонного резца: 0,33 0,38 d 0 0,6 L д Pz, (4) для двухстороннего закрепления резца: 0,33 0,5 d 0 0,78 L д Pz, (5) где L д длина детали, мм. После расчета d 0 формулам (4) и (5) следует принять стандартное значение d 0 и соответствующее ему значение по табл Назначение переднего и заднего углов резца Ориентировочные значения углов α 1 и γ 1 у фасонных резцов, изготовленных из быстрорежущей стали Р5М5 по ГОСТ, в зависимости от обра-

7 7 батываемого материала, приведены в табл. 3 (передний и задний углы назначают для базовой точки резца). Значение геометрических параметров фасонного резца Таблица 3 Обрабатываемый материал Механические свойства Значение углов (в базовой точке) σ в, МПа НВ γ 1, градус α 1, градус Красная медь, алюминий Бронза, свинцовистая латунь 0 5 до 500 до Сталь Чугун до В зависимости от конфигурации профиля α = 8 15º 1.. Профилирование круглого фасонного резца с боковым наклоном передней поверхности (λ 0) Спрофилировать круглый фасонный резец (КФР) это значит определить его профиль в нормальном к задней поверхности сечении (осевое сечение) по известному профилю детали. Профиль КФР в нормальном сечении необходимо знать для его изготовления (знать профиль режущего инструмента для изготовления КФР) и контроля точности профиля шаблоном или на универсальном измерительном средстве. Профилирование КФР может быть выполнено графически и аналитически Графическое профилирование КФР Графическое профилирование КФР покажем на следующем примере. Пусть задана фасонная деталь тела вращения, имеющая конический участок, который необходимо изготовить с минимальной погрешностью формы (рис.).

8 8 Рис.. Схема обработки детали фасонным резцом В этом случае необходимо использовать КФР с боковым наклоном передней поверхности (λ 0). Далее выполняют следующие действия: 1. Установить ширину КФР с учетом необходимости перекрытия обработкой длины детали: со стороны торца прутка (из которого изготавливают фасонную деталь на прутковых токарных полуавтоматах) для компенсации возможной неперпендикулярности торца оси детали перекрытие составляет 1 мм; а с другой стороны детали для последующей отрезки детали отрезным резцом перекрытие составляет 5 мм.. Проставляем характерные точки на профиле детали (т. 1, 3, 5, 6), выбирая в качестве базовой т. 1, расположенную на меньшем диаметре конуса, и учитываем крайние точки профиля КФР (т. 4 и 7). 3. Изображаем в выбранном масштабе (зависит от требуемой точности профилирования) обрабатываемую деталь с дополнительными точками перекрытия обработкой (т. 4 и 7) в двух проекциях (рис.3). Характерные точки профиля детали, лежащие на отрезках прямых (т. 3 и 6), можно не профилировать, так как их профилирование в этом случае обеспечивается профилированием концов отрезков прямых (т. и 4 для т.3; т.5 и 7 для т.6). 4. Рассчитываем превышение оси КФР над осью детали h R 1 sin 1, где R 1 радиус наружной поверхности КФР в базовой точке 1 (см. п) R1 r a, α 1 задний угол в базовой точке 1 детали (см. п. 1.1.). По известным значениям h и R 1 с помощью циркуля и линейки находим центр КФР точку O и и дорисовываем контур КФР.

9 Рис. 3. Графическое профилирование круглого фасонного резца (КФР): D a фактический наружный диаметр КФР (при λ 0 допускается отклонение величины D a от стандартного значения) 9

10 10 5. Пользуясь методами начертательной геометрии, находим точки 1", ", 4", 5", 7" пересечения передней поверхности КФР с характерными окружностями (окружности, проходящие через характерные точки 1, 4, 5, 7). При λ 0 т. 1" и " лежат на образующей конуса, а остальные т. 4", 5" и 7" находят с помощью дополнительных построений. Например, для нахождения т. 4" необходимо продлить образующую конуса до пересечения с плоскостью характерной окружности т. 4 получим т. 4". Находим проекцию т. 4" на другой проекции детали и проводим через нее линию под углом γ 1 до пересечения с характерной окружности т. 4 это и будет искомая т. 4". Аналогично выполняют построения для других точек 5" и 7". Соединив отрезками прямых т. 1", ", 4", 5" и 7", получаем соответствующую проекцию профиля КФР. 6. Проверяем достаточность величины заднего угла α 1" для всех спрофилированных точек: все точки должны быть ниже линии центров О и и О 1. В противном случае необходимо либо отказываться от профилирования всей детали одним КФР, либо увеличивать значение α 1 в базовой точке. 7. Угол λ определяется на виде А (см. рис. 3). 8. Расстояния от центра О и КФР до точек 1", ", 4", 5" и 7" есть радиусы КФР, соответствующие характерным точкам 1, 4, 5 и 7. Откладывая эти радиусы от оси КФР в его осевом сечении на соответствующих осевых расстояниях друг от друга, получим спрофилированные точки КФР. Соединяя спрофилированные точки отрезками прямых, получаем искомый профиль резца в нормальном сечении. На участках профиля КФР, перпендикулярных его оси, (за исключением участков, не участвующих в резании) выполняют поднутрения 3º. Со стороны острых кромок рекомендуется выполнить цилиндрический участок длиной 3 мм для усиления кромки. 9. Графически с учетом масштаба определяют перепады между спрофилированными точками и проставляют их на рабочем чертеже КФР Аналитическое профилирование КФР 1. Вводим систему координат YO 1 X c центром на оси детали (см. рис. 3). Координаты центра КФР точки О и будут: yoи h R1 sin1; xои R1 cos1 r1.. Находим координаты точек 1", ", 4", 5" и 7". Для т. 1": y 1" = 0; x 1" = r 1. Для т. ": y " = 0; x " = r. Для т. 4": y 4" и x 4" находим как решение системы из двух уравнений: одно уравнение прямой, проходящей через т. 4" под углом γ 1 к оси Х; второе уравнение окружности детали, проходящей через т. 4. y tg1 x1 r " tg 4 1, y x r4

11 где 11 r r1 r 4 " r l4 tgk, tg k. l1 Решение системы уравнений имеет вид: x 4 "" r 4 " sin 1 (r y 4 " 4 "" sin 1) 4 r 4 " 4 "" r x. sin 1 r 4 cos Знак «+» при r 4" r 4 и при r 4" < r 4. Для точек 5" и 7" координаты y 5", x 5" и y 7", x 7" определяют аналогично точке 4" с соответствующей заменой в формуле r 4" на r 5" и r 7", а r 4 на r 5 и r 7. Радиусы КФР определяем как расстояние между центром КФР т. О и и точками 1", ", 4", 5", 7". Радиус КФР до точки 1" R 1" известен как радиус наружной поверхности КФР (см. п), т.е. R 1" = R 1 = r a. Радиус КФР до точки " находим по известной формуле: R "" oи "" (y y) (x x), Радиусы КФР до остальных точек 4", 5", 7" КФР находим аналогично т. ". С соответствующей заменой в формуле y " и x " на координаты точек 4", 5" и 7" получаем R 4", R 5", R 7". 4. По найденным радиусам КФР R 1", R ", R 4", R 5", R 7" рассчитываем соответствующие перепады профиля резца: oи; 1 R "" R 1 "" 14 R 4 "" R 1 "" 15 R 5 "" R 1 "" 17 R 7 "" R 1 "" ; ;. Перепады могут быть представлены в виде углового размера: 1 arctg[ 1 / l1], где l 1 проекция расстояния между точками 1" и " на ось КФР. Аналогично могут быть рассчитаны углы остальных перепадов 14, 15, Рассчитываем задние и передние углы в плоскости вращения детали (в плоскости рис. 3). Для т. 1": углы α 1" и γ 1" заданы: "" 1, "" 1. Для т. ": "" arctg [(yoи y "") /(xoи x "")] arctg(y "" / x "") arctg (y / x). "" 1 1 Для остальных точек 4", 5" и 7" значения углов рассчитываются аналогично т. " с соответствующей заменой в формуле координат y " и x " на координаты точек 4", 5" и 7". "" 1 "" "" 1

12 1 6. Рассчитываем значения задних и передних углов в нормальном сечении (перпендикулярном проекции режущей кромки на основную плоскость), от величины которых зависит стойкость резца. "" arctg , ni i i arctg , ni "" где α i" и γ i" соответствующие задний и передний углы в i"- й точке профиля КФР в плоскости вращения детали; α ni" и γ ni" соответственно задний и передний углы в i"- й точке профиля КФР в нормальном сечении; φ i" угол в плане (угол между касательной к профилю резца и направлением подачи) в i"- й точке профиля КФР. Значение можно определить по формуле: i "" i "" i "" arctg , i "" i "" где l i" проекция расстояния между двумя соседними точками профиля КФР, одна из которых i"-я, на ось КФР; R i" радиус КФР до точки i"; R радиус "" КФР до соседней к i -й точке. При R R i "" Для обеспечения резания необходимо, чтобы α ni" >3º и γ ni" >0º. В противном случае необходимо либо принимать большие значения α i и γ i либо отказываться от профилирования детали одним фасонным резцом. 7. Угол бокового наклона передней поверхности λ (см. вид А на рис. 3) и передний угол в поперечной плоскости γ поп (см. сечение Б-Б на рис. 3): arctg ; поп. arctg. i "" i "" 1.3. Особенности профилирования круглого фасонного резца без бокового наклона передней поверхности (λ=0) Профилирование КФР с λ=0 проводится в основном аналогично профилированию КФР с λ 0. Особенности профилирования (как графического, так и аналитического) заключается в следующем. 1. За базовую точку детали берут характерную точку, находящуюся на ее меньшем диаметре.. Проекции всех точек пересечения характерных окружностей детали с передней поверхностью КФР (т. 1", ", 4", 5", 7") на плоскость, перпендикулярную оси КФР, лежат на одной прямой, проходящей через т.1 под углом γ 1 к оси Х. Поэтому для графического нахождения точек ", 4", 5", 7" дополнительных построений делать не требуется (см.п.1..1) и их проекции на плоскость, перпендикулярную оси КФР, находят как точки пересечения соответствующих характерных окружностей с прямой, проходящей через т.1 под углом γ 1 к оси Х.

13 13 При аналитическом профилировании координаты точек ", 4", 5", 7" находят по формулам, например для т. ": x "" r sin (r sin y "" 1) r 1 "" r x. sin 1 r cos Для остальных точек 4", 5", 7" координаты x i" и y i" находят аналогично т. " с заменой в приведенной формуле радиуса r на радиус соответствующей характерной точки профиля детали r i. 1 ; 1.4. Определение недостающих размеров профиля детали, имеющих криволинейный участок в виде дуги окружности Криволинейный участок профиля детали, как правило, задается дугой окружности. Варианты задания этой дуги окружности могут быть различными. Предположим, что для профиля детали по рис. 4, а известны диаметры d 3 и d 4, и длина L. Известно также, что участок профиля между точками 3 и 4 очерчен дугой окружности радиуса R. Для определения профиля фасонного резца между точками 3 и 4 необходимо определить дополнительные параметры заданного участка профиля детали: координаты центра окружности радиуса R(x 0,y 0) и координаты самой нижней (верхней) точки криволинейного профиля детали (x 6,y 6) определяющей максимальный (минимальный) диаметр детали на участке между точками 3 и 4 (рис. 4,б). На основании графической схемы рис. 4,б составлена система уравнений: x0 y0 R (y6 y0) R (6) (x 4 x0) (y4 y0) R Решение системы уравнений позволяет определить x 0, y 0, y 6: x 4 y4 y4 a R a ; b ; c ; x x 1 b 4 4 ab d ; y 0 d d c ; 1 b x0 a by 0 ; y6 R y0. (7)

14 14 а) б) Рис. 4. Заданный криволинейный участок профиля детали (а) и схема к определению недостающих его параметров (б) Также могут быть заданы d 3, d 4, d 6, L и на чертеже показан участок профиля, заданный точками 3-6-4, дуга окружности. Требуется определить координаты центра окружности x 0 и y 0 и величину радиуса этой окружности R. Расчет можно выполнить по формулам: y6(x 4 y4 y4y6) x 4y6 A ; B ; y y x 4 0 B B A ; 4 0 R x 0 y ; (8) x 4 y4 x 4 y0 x0. y4 y4 После расчета радиусов профильных точек резца R 3, R 4, R 6, можно определить координаты точек профиля относительно выбранной системы координат, на-

15 15 пример, так, как это показано на графической схеме рис. 5. На основании схемы можно составить систему уравнений: " " 0 6 " 0 6 " " 0 4 " 0 4 " " 0 " 0) (R) y (y) x (x) (R) y (y) x (x) (R) (y) (x (9) Решение системы уравнений позволяет определить координаты центра окружности, заменяющей криволинейный участок теоретического профиля резца, x" 0 и y" 0 и величину ее радиуса R":) y x y (x y6 y y x y y y x x " 0 ;) y x y (x x6 y x x x y x x y " 0 ; (10) " 0 " 0 ") (y) (x R. Рис. 5. Схема к определению радиуса R" криволинейного профиля резца и координат x" 0 и y" 0

16 16 а) б) в) г) д) Рис. 6. Криволинейные профили (а, г) и их замена для обработки фасонным резцом (б, в, д) Следует также заметить, что не любой криволинейный профиль можно обработать фасонным резцом. Если на криволинейном профиле детали имеются участки с углом профиля φ д = 90, то в этих точках резца заданий угол в нормальной плоскости будет равен 0, а вблизи этих точек он будет недостаточен. Например, в точке А (рис. 6, а) задний угол в нормальной к режущей кромке резца плоскости равен нулю независимо от угла α 1 ; на криволинейном участке, приближающемся к точке А, задний угол будет также недостаточным.

17 17 Поэтому, чтобы получить удовлетворительные условия резания с точки зрения заднего угла в этих местах, необходимо изменить профиль детали. И, если это допустимо по назначению детали (вопрос изменения следует согласовать с конструктором узла, в который входит деталь), то возможными вариантами измененного профиля детали могут быть варианты, представленные на рис. 6, б и в. В варианте б (рис. 6) другой профиль заменяется дуговым и сопряженным с ним прямолинейным профилем. При этом уменьшается размер l 1 детали. В варианте в (рис. 6) размер l 1 сохраняется, а часть дугового профиля заменяется хордальной прямой. На рис. 6, г представлен другой профиль и возможный вариант его замены (рис. 6, д). При появлении каких-либо других аналогичных профилей с φ д =90 рекомендуется действовать по аналогии.. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРИЗМАТИЧЕСКИХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ С РАДИАЛЬНОЙ ПОДАЧЕЙ.1. Определение конструктивно-геометрических параметров призматического фасонного резца.1.1. Определение габаритных размеров и элементов крепления резца Призматические фасонные резцы (ПФР) изготавливают из быстрорежущей стали. Для экономии быстрорежущей стали их изготавливают сварными. Режущая часть приваривается встык или в прямоугольное гнездо державки из сталей марок 45 или 40Х. При массовом производстве фасонных деталей (например, при производстве корпуса запальной свечи двигателя внутреннего сгорания) призматические фасонные резцы оснащаются твердым сплавом, привариваемым к корпусу резца. Форма и размеры быстрорежущей части резца зависят от способа сварки и размеров профиля резца. В табл. 4 приведены конструктивные размеры призматических фасонных резцов по рис. 7. Со стороны открытого торца заготовки резец по профилю должен перекрывать деталь на 0,5 мм (т. е. должен иметь напуск). Со стороны торца резца, которым резец должен располагаться к патрону станка, делается дополнительная кромка длиной 4 5 мм (прямой или трапецеидальной формы) под последующую отрезку готовой детали. Таким образом, размер L складывается из длины обрабатываемой детали, напуска и длины профиля под отрезку. При длине обрабатываемой детали до 30 мм размеры «ласточкина хвоста» определяются только глубиной профиля детали t. При длине обрабатываемой детали больше 30 мм следует проверить прочность «ласточкина хвоста» в наиболее ослабленном месте. Для этого необходимо определить силу резания при обработке детали P z. Порядок расчета P z для ПФР аналогичен расчету для КФР, который представлен в п. 1 (формула 3 и табл.). Площадь сечения материала «ласточкина хвоста», работающего на срез,

18 18 можно подсчитать по формуле: Fср (А 1,15 Е) (H B tg0), (1) где (см. п.1.). Напряжение на срез равно: Pz ср. (13) Fср Должно быть выдержано условие: ср ср, (14) где τ ср допускаемое напряжение на срез для стали 45 (40Х); [τ ср ] = 10 Н/мм. Если условие (14) не выполняется, то следует перейти к конструкции резца, размеры которого будут соответствовать большему значению t. Для того чтобы повысить жесткость резца, следует предусмотреть с торца, противоположного передней поверхности, резьбовое отверстие, в которое при использовании инструмента будет ввернут винт, обеспечивающий дополнительную опору. Если получилось, что размер А60 мм следует произвести разработку конструкции резцедержавки с учетом конкретного оборудования, на котором будет использован спроектированный призматический фасонный резец. Рис. 7. Конструктивные размеры призматического фасонного резца

19 19 Размеры призматических резцов Таблица 4 Глубина профиля t, мм Размеры резца, мм Размеры хвостовика в мм в зависимости от диаметра роликов, мм b=tmax+3 Размеры привар. части, мм B H E A F r d M d M b H ,5 4 1,5 6 9,5 6 34,54 55 Кроме крепления резца с помощью «ласточкина хвоста» применяются и другие способы крепления. В этом случае проектируется резцы с отличными элементами крепления, приспособленными к соответствующим конструкциям резцедержавок . Оснащение призматических фасонных резцов твердым сплавом повышает производительность обработки заготовок. Однако изготовление твердосплавных фасонных резцов связано с определенными трудностями. Кроме того, в связи с недостаточной прочностью твердого сплава вполне возможны сколы режущих кромок. Поэтому переход на использование твердого сплава для оснащения призматического фасонного резца требует принципиально нового подхода к разработке конструкций. Например, нежелательно использовать резец для обработки полного профиля детали. Целесообразнее фасонный профиль детали обрабатывать с помощью отдельных резцов. В этом случае выход из строя одного из резцов и его замена становятся менее ощутимым с точки зрения затрат на инструмент по сравнению с тем, если бы использовался один полнопрофильный резец. Кроме того, применение резцов для отдельных участков профиля детали позволяет поставить резцы с обеспечением оптимальных значений задних углов по профилю режущей кромки..1.. Назначение переднего и заднего углов Ориентировочные значения углов α 1 и γ 1 у ПФР выбираются так же, как и для КФР по табл. 3 (см. п. 1.1.). Для резцов, оснащенных твердым сплавом, в среднем можно принять α 1 = γ 1 =10º.

20 0.. Профилирование призматического фасонного резца без бокового наклона передней поверхности (грани) Спрофилировать призматический фасонный резец это значит по известному профилю детали определить профиль его режущей кромки в двух плоскостях: в плоскости передней грани для точного контроля профиля на оптических приборах (микроскопе, проекторе) и в плоскости, перпендикулярной к задней поверхности (в нормальной плоскости) для изготовления профиля резца и контроля его с помощью шаблона (шаблонов). Профилирование производится графическим и аналитическим путем. Графическое профилирование позволяет получить графическую схему для аналитического профилирования (получить расчетные формулы). Графическое профилирование позволяет выявить грубые ошибки аналитического профилирования. В ряде случаев графическое профилирование облегчает создание рабочего чертежа инструмента (например, для резца λ 0º). Получить точное значение размеров профиля резца возможно как при графическом профилировании в CAD системах, так и при аналитическом профилировании. Графическое и аналитическое профилирование ПФР покажем на примере обработки фасонной детали произвольного профиля (рис. 8). Изобразим схему профиля детали совместно с профилем ПФР (рис. 9). Напуск в 1 мм со стороны торца прутка (из которого изготавливают фасонную деталь на прутковых токарных полуавтоматах) для компенсации возможной неперпендикулярности торца оси детали обеспечит гарантированно обработку всего профиля, а профиль резца, обозначенный точками, предназначается для прорезки канавки под последующую отрезку детали от прутка. В учебных курсовых проектах (работах) под отрезку вполне допустим участок профиля длиной 5 мм, обозначенный точками 5-9. При этом со стороны торца резца (т. 9) следует предусмотреть поднутрение для снижения трения на торцевой режущей кромке. За базовую точку следует принять точку профиля детали, лежащую на окружности наименьшего диаметра. Такой точке следует присвоить номер 1. Простановка номеров всех остальных профильных точек детали безразлична. Так как предусмотрен напуск профиля резца по отношению к торцу детали, то в данном случае целесообразно номером 1 обозначить не фактическую точку профиля детали, а точку профиля, расположенную на окружности ø16 h1 и отстоящую от торца детали на 1 мм, т. е. на расстоянии напуска. Для профилирования криволинейного участка профиля ПФР, предназначенного для обработки дугового участка профиля детали (на рис. 8 задан радиусом R14), необходимо, чтобы на дуговом участке профиля детали были известны координаты трех точек. Из чертежа видно, что координаты точек 3 и 4 известны. В качестве третьей точки профиля следует выбрать точку под номером 10, которая находится на пересечении дуги окружности и прямой, перпендикулярной оси детали и проходящей через центр окружности. Формулы, свя-

21 1 занные с определением недостающих размеров профиля детали, имеющих криволинейный участок в виде дуги окружности, приводятся в п Рис. 8. Эскиз обрабатываемой детали Рис. 9. Схематический профиль для профилирования ПФР

22 Рис. 10. Схема к аналитическому профилированию ПФР

23 3 Схема к аналитическому профилированию ПФР представлена на рис. 10. Осевые размеры (расстояния между профильными точками, измеренные вдоль оси детали) профиля резца не искажаются по сравнению с осевыми размерами профиля детали, т. е. размеры l 1, l 3 и т. д. одинаковы на резце и детали. Поэтому профилирование сводится к определению перепадов профильных точек в двух вышеуказанных плоскостях. Необходимо определить перепады в плоскостях передней грани С 1 10, С 1 3, С 1 4,9 и в нормальной плоскости h 1 10, h 1 3, h 1 4,9. Передний угол в плоскости, перпендикулярной к оси детали, для точки резца 10 можно определить по формуле d 1 10 arcsin sin 1. (15) d10 Перепады С 1 10, h 1 10 можно определить по формулам: C1 10 0,5 d10 cos10 0,5 d1 cos1, (16) h1 10 C110 cos(1 1). (17) Передний и задний угол для любой i-й точки определяются по формулам: d 1 i arcsin sin 1 i 1 1 i. (18) d10 А перепады для i-й точки по формулам: C1 i 0,5 di cos10 0,5 d1 cos1, (19) h1 i C1i cos(1 1). (0) Перепады можно определить по другим формулам: sin(1 i) C1 i 0,5 di. (1) sin 1 Если γ 1 =0, то по формуле (1) считать нельзя. Следует принять: di d1 C1 i. () Для того чтобы убедиться в работоспособности инструмента, следует определить значение переднего и особенно заднего угла во всех точках режущей кромки в секущих плоскостях, нормальных к режущей кромке. Их можно определить по формулам ni arctg, (3) ni arctg, (4) где φ i угол профиля резца в i-й точке. Он заключен между осью детали и касательной к профилю режущей кромки в данной i-й точке. В большинстве профильных точек имеется два угла профиля. Например, в точке угол профиля, если двигаться со стороны точки 1, будет равен φ =0º, а если двигаться со стороны точки 3, то он будет равен h 3 arctg. l3 В точке 3 угол профиля, если двигаться со стороны точки, будет равен

24 4 h 3 3 arctg, l3 а со стороны точки 10 будет равен l103 3 arcsin, R" где R" радиус дуговой части профиля резца, определение которого раскрыто в п Аналогично находятся углы профиля резца и для остальных точек профиля. Если для данной точки имеется два угла профиля, то, как следует из формул 3 и 4, в этой точке резца будут иметь место по два значения углов α n и γ n. Для обеспечения удовлетворительного резания необходимо выдержать условие ni 0 30". В противном случае следует либо увеличить угол α 1, либо: - принять меры конструктивного характера (например, наклон в вертикальной плоскости или расположение резца под углом к оси детали), которые бы позволили увеличить значение угла α ni ; - выполнить поднутрения на режущих кромках с φ i =90. Последнее наиболее часто осуществляется при проектировании инструмента. На рабочем чертеже маркируется угол Профилирование призматического фасонного резца с боковым наклоном передней грани Графическое профилирование ПФР с боковым наклоном передней поверхности (грани) покажем на примере профилирования резца для обработки детали, профиль которой содержит точный конус (рис. 11). В этом случае за базовую окружность принимают окружность с наименьшем диаметром конической поверхности детали. Здесь поставим точку с номером 1. Номером следует обозначить точку на профиле детали, лежащую на окружности наибольшего диаметра конической поверхности. Простановка всех остальных номеров точек безразлична. Прямая образующая конуса детали лежит на линии 1-1, совпадающей с диаметральной плоскостью конической поверхности. Следовательно, режущая кромка резца, обрабатывающая (профилирующая) эту часть детали, должна простираться от точки 1 до точки (рис. 11,а), а расстояние h 1 определяет перепад точек 1 и в плоскости, перпендикулярной к задней грани резца.

25 Рис. 11. Схема к аналитическому профилированию ПФР с боковым наклоном передней поверхности 5

26 6 Принцип нахождения любой другой точки профиля резца на проекции а (рис. 11) покажем на примере нахождения точки резца, соответствующей точке 4 профиля детали. На проекции б (рис. 11) проведем образующую конуса детали до концов профиля (с учетом напуска с одной стороны детали и дополнительного профиля под отрезной резец). Затем через профильные точки детали 3, 4 и т. д. необходимо провести прямые, перпендикулярные оси детали. В месте пересечения этих прямых и образующей конуса детали появятся точки, которые следует обозначить прежними номерами со штрихами. Например, на пересечении прямой, которая проходит через точку 4 перпендикулярно оси, и прямой образующей конуса детали поставим точку 4" (индексами «d» и «ф» при диаметрах d 4 обозначим точки, принадлежащие детали и продолжению профиля детали с учетом напуска). Точка 4" лежит на окружности с диаметром d 4. Точку 4" с проекции б (рис. 11) следует перенести на проекцию а. На проекции а точка 4" будет расположена на прямой 1-1, а расстояние от точки 0 до d точки 4" будет равно: 04 " 4" r4". Через точку 4" проведем прямую под углом γ 1 и найдем пересечение этой прямой и окружности с диаметром d 4. Обозначим точку пересечения точкой 4. Она и будет на проекции а (рис. 11) искомой точкой профиля резца. Расстояние h 1 4 определяет перепад точек резца 1 и 4 в плоскости, перпендикулярной к задней грани резца. Аналогичные построения проводят и для других точек профиля резца. Графическое профилирование при проектировании ПФР с боковым наклоном передней грани является обязательным, т. к. это дает возможность правильно выполнить рабочий чертеж инструмента. При графическом профилировании выявляется также возможность профилирования резца для обработки всего профиля детали из условия достаточности заднего угла для всех его профильных точек. Для того чтобы графическим путем определить достаточность заднего угла, на проекции а (рис. 11) через точку О проведем прямую 00 1 под углом α 1 к линии 1-1. Если какая-либо точка окажется на этой прямой, то для нее значение заднего угла будет равно нулю, и, следовательно, процесс резания в этом месте невозможен. В точках профиля резца, лежащих выше прямой 00 1, будут отрицательные задние углы, и процесс резания тем более будет невозможен. В первом и втором случаях следует пойти следующими путями: - уменьшить передний угол; - увеличить задний угол; - отказаться от обработки всего профиля детали одним резцом, заменив обработку двумя резцами; - перейти от профиля трапецеидального под отрезку к прямому профилю (см. рис. 8, 9). При нахождении точки профиля резца ниже прямой 00 1 достаточность заднего угла определяется расчетом при аналитическом профилировании ПФР с боковым наклоном передней грани.

27 7 Аналитическое профилирование ПФР с боковым наклоном передней грани производится на основе графического построения и сводится к определению перепадов профильных точек, т. к. осевые размеры резца не изменяются по сравнению с осевыми размерами профиля детали. Размеры l 1, l 3, l 3 4 и т. д. одинаковые на резце и на детали. Для такого резца достаточно определить перепады только в одной секущей плоскости: плоскости, перпендикулярной к задней поверхности резца. Перепады точек 1 и определяются по формуле: d d1 h1 cos1. (5) Перепады точек 1 и 4 определяются по формуле: d4 y4 d1 h1 4 cos 1 arctg cos1 x, (6) 4 где x 4 и y 4 координаты точки 4 относительно координатной системы X0Y. d4 Учитывая, что r4, d4" r 4", получим: x 4 r4" sin 1 (r4" sin 1) r 4" sin 1 r4 cos, (7) 4 r4 x 4 y. (8) Для любой i-й точки координаты X i и Y i определяются как: x i i" 1 i" 1 r sin (r sin) r sin r cos, (9) i yi r x. (30) Знак «+» при и при. Соответственно перепад между i-й точкой и точкой с номером 1 будет: di yi d1 h1 i cos 1 arctg cos1 x. (31) i Знак «+» при, «-» при. При h 1 i < 0 точки профиля резца дальше удалены от базы («ласточкин хвост») по сравнению с точкой 1. Значения диаметров d i" можно рассчитать по формуле: d d1 di" d1 1i, (3) 1 знак «+» при условии расположения точки i со стороны точки, при расположении точки i cо стороны 1. Задний угол в любой точке профиля будет достаточным, если выдержано условие: yi 1 arctg x. (33) i Угол наклона режущей кромки, обрабатывающей конус детали, определяется по формуле: i i " 1 i 1 1

28 8 d d1 arctg sin 1. (34) 1 Угол наклона передней поверхности резца в поперечной плоскости (значение используется при заточке и определении угла в нормальной плоскости) определяется по формуле: d d1 II arctg tg1. (35) 1 Анализ изменения заднего угла в нормальной плоскости производится по формулам, приведенным в п... Передний угол в нормальной плоскости для i-й точки можно определить по формуле: ni arctg(tgi cosi) arctg(tg II sin i). (36) Величины y i и γ II надо подставлять в формулы 33 и 36 со своими знаками, arctg y x. а i 1 i i 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ ФАСОННОГО РЕЗЦА И ШАБЛОНА С КОНТРШАБЛОНОМ К НЕМУ Допуск на перепады профильных точек резца определяется как /3 суммы допусков на радиусы характерных точек профиля детали, соответствующих рассматриваемому перепаду. Например, допуск на перепад между точками 1 и 3 будет равен: Td3 Td1 T(h) T(r) T(r) 0, 3 где T(r 3), T(r 4) допуски на радиусы характерных точек детали; Td 3, Td 4 допуски на диаметры характерных точек детали. Если оказывается, что рассчитанный допуск меньше 0,0 мм, то следует ужесточить допуск на диаметр окружности, соответствующий базовой точке 1, т. е. принять Td 1 по девятому или восьмому квалитету. Тогда расширится поле допусков на все остальные перепады. В последнем случае, как правило, обеспечивается допуск на перепад более 0,0 мм. Знак перед отклонением на перепады должен быть один и тот же у всех перепадов: «+» или. Допуск на осевые размеры резца принимается равным 1/ 1/3 части допуска на соответствующий осевой размер детали, но не более ±0,03. Пример исполнения рабочего чертежа круглого фасонного резца без бокового наклона передней плоскости показан в приложении 1. Диаметр буртика с торцовыми зубьями d Б = (1,5 1,7) d 0. Угол по дну зубьев приблизительно может быть рассчитан по формуле:

29 9 tg 3, z где z количество зубьев. Предотвратить поворот круглого фасонного резца относительно оправки можно и с помощью пальца, один конец которого входит в отверстие на торце резца. Таким образом, окончательное оформление рабочего чертежа круглого фасонного резца следует согласовать с конструкцией резцедержавки для его закрепления. В различных литературных источниках приведены различные конструкции, предназначенные для использования на различных моделях станков. Поэтому, прежде чем приступить к разработке конструкции резцедержавки, следует установить модель станка, на котором можно изготовить заданную деталь. Длина шлифованной части посадочного отверстия l1 0,5 (B lв) ; B (Lд ln 6...8), где B ширина резца, l n ширина врезки под отрезной резец. На чертеже резца обязательно указывают расстояние H ra sin(1 1) от плоскости передней поверхности до оси резца, которое нужно выдерживать при переточке резца. Переточка обеспечит образование угла γ 1 постоянной величины. На чертеже указывается превышение оси резца над вершиной режущей кромки h. Этот размер выдерживается при установке резца на станке и обеспечивает задний угол α 1. Величины H и h маркируются на торце резца. Пример исполнения рабочего чертежа призматического фасонного резца с боковым наклоном передней плоскости показан в приложении. Оформление рабочего чертежа ПФР также следует согласовать с конструкцией резцедержавки для его закрепления. В литературных источниках приведены различные конструкции, предназначенные для использования на различных моделях станков. Поэтому следует определить, на каком станке можно обрабатывать профиль заданной детали. При изготовлении ПФР и КФР контролируют профиль с помощью шаблона по размерам в нормальном сечении. При конструировании шаблона следует предусмотреть базовую поверхность, к которой прикладывается шаблон и на просвет контролируется профиль. Обычно это торец фасонного резца. Для определения степени износа шаблона предусматривается контршаблон. Рабочий чертеж шаблона и контршаблона для измерения профиля фасонного резца показан в приложениях 1 и. Допуск на размеры профиля шаблона принимаются равными /3 от допуска на профиль резца. Фаска по профилю шаблона дает возможность точнее проконтролировать профиль резца, т.к. при малой толщине шаблона лучше виден просвет между резцом и шаблоном. Шаблон и контршаблон изготавливают из стали 0 с последующей цементацией и закалкой, либо из стали У7, У8 с закалкой.

30 30 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Обработка наружных и внутренних поверхностей фасонными резцами является высокопроизводительным и точным методом механической обработки. Эффективность обработки фасонными резцами в значительной степени предопределяется конструктивной формой инструмента, методами их регулирования, крепления и переточки. Расчет фасонных резцов, как и других режущих инструментов, является многовариантной задачей. В данном учебном пособии рассмотрены особенности конструкции круглых и призматических фасонных резцов. Для каждого вида резцов даны методики расчета и проектирования оптимального варианта конструкции с учетом условий эксплуатации и требуемого качества получаемых поверхностей. Даны таблицы с необходимыми справочными данными для расчета. Кроме того, в помощь студентам приведены примеры расчета резцов, разработки чертежей и технических требований к резцам. Содержание данного учебного пособия позволит студентам изучить современные методики расчета и проектирования фасонных резцов и грамотно рассчитать такой инструмент в курсовых и дипломных проектах. Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Кроме того, данное пособие будет полезно преподавателям и аспирантам высших учебных заведений.

31 31 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Металлорежущие инструменты: учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты»/ Г. Н. Сахаров, О. Б. Арбузов, Ю. Л. Боровой и др. М. : Машиностроение, с.. Шатин, В. П. Справочник конструктора-инструментальщика / В. П. Шатин, Ю. В. Шатин. М. : Машиностроение, с. 3. Грановский, Г. И. Фасонные резцы / Г. И. Грановский, К. П. Панченко. М. : Машиностроение, с. 4. Дарманчев, С. К. Фасонные резцы / С. К. Дарманчев. Л. : Машиностроение, с. 5. Шатин, В. П. Режущий и вспомогательный инструмент: справочник / В. П. Шатин, П. С. Денисов. М. : Машиностроение, с.

32 3 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Пример расчета круглого фасонного резца 1.1. Определение наружного диаметра резца и диаметра отверстия под оправку Минимально допустимый наружный радиус круглого фасонного резца: d aпред = 4(t + e) = 4(1 + 5) = 68 мм. Выбираем двухстороннее закрепление резца, т.к длина детали больше 30 мм. Определяем удельную силу резания для рекомендуемой подачи S = 0,06 мм/об; P уд = 60 Н/мм. Главная составляющая силы резания: P z = P уд l и = 60 10= Н. Предварительно диаметр посадочного отверстия: d 0пред = 0,78 L д 0,33 P z 0,5 = 0,7810 0,5 = 50,3 мм. Принимаем S = 0,03 мм/об; P уд = 150 Н/мм. P z = P уд l и = = Н. d 0пред = 0,78 L д 0,33 P z 0,5 = 0,7810 0,5 = 39,7 мм. Окончательно выбираем стандартные значения: da = 15 мм; d 0 = 40 мм; е = 6 мм; R = 3 мм. 1.. Выбор переднего и заднего углов 1 = 0 0, 1 = Графическое профилирование круглого фасонного резца с боковым наклоном передней поверхности и (0) Устанавливаем ширину КФР с учетом необходимости перекрытия обработкой длины детали: l=16 мм. Проставляем характерные точки на профиле детали (т. 1, 3, 4, 5, 6), выбираем в качестве базовой т. 1, расположенную на меньшем диаметре конуса. Изображаем в выбранном масштабе обрабатываемую деталь в двух проекциях. Рассчитываем превышение оси КФР над осью детали: h = R 1 sin 1 = 6,5sin1 0 =1,994 мм. По известным значениям h и R 1 дорисовываем контур КФР. Проверяем достаточность величины заднего угла α для всех спрофилированных точек: все точки, кроме т. 6, ниже линии центров O u и O 1. Следовательно, в точке 6 задний угол отрицательный. Отказываемся от обработки детали одним резцом. Ступень l 56 не обрабатываем. Далее, т. к. все построения выполнены в программе AutoCAD, снимаем показания с получившегося изображения: R 1 = 6,500 мм;

33 R = 5,760 мм; R 3 = 64,38 мм; R 4 = 65,095 мм; 1 = 9,740 мм; 13 = 1,88 мм; 14 =,595 мм; λ=3, Аналитическое профилирование КФР Вводим систему координат YO 1 X с центром на оси детали. Координаты центра КФР т. О И будут: y 0и = h = R 1 sin 1 = 6,5sin1 0 =1,994 мм. x 0и = R 1 cos 1 + r 1 = 6,5cos = 81,134 мм. Находим координаты т. 1,3: Для точки 1: y 1 = 0; x 1 = r 1 = 0 мм. Для точки: y = 0; x = r = 30 мм. Для точки 3: r 3 = 18 мм; r 3 = r 1 = 0 мм x r sin (r sin) r sin 1 r 3 cos 1 ; x 3 0sin 0 17,9850 мм; y 3 r3 x 3" ; 0 (0sin 0 0) 0 sin cos y ,9850 0,7334 мм. Для точки 4: r 4 = 18 мм; к = arctg[(r r 1)/l 1 ] = arctg[(300)/50] = 11,30993 град. r 4 = r 1 l 14 tg к = 0 4 tg11, = 11,6000 мм x r sin (r sin) r sin 1 r 4 cos 1; x 4 11,600sin 17,855 мм; y 4 r4 x 4" 0 ; 0 (11,600sin. y 4 = ± 18-17,855 = -, 767 мм Находим радиусы КФР. Для точки: 0 0) 11,600 sin cos 0 0

34 R (you y) (xou x) Аналогично для других точек: ; 34 R = (1,944-0) + (81,134-30) = 5,760 мм. R 3 (1,944 0,7334) (81,134 17,9850) 64,38 R 4 = (1,944 +, 768) + (81,134-17,8554) = 65, 095 мм. По найденным радиусам КФР рассчитываем соответствующие перепады профиля резца: 1 = R R 1 =5,760 6,500 = 9,740 мм. Аналогично для других точек: 13 = R 3 R 1 =64,38 6,500 = 1,88 мм; 14 = R 4 R 1 =65,095 6,500 =,595 мм. Рассчитываем задние и передние углы в плоскости вращения детали: Для точки 1: 1" = 1 =1 0 ; 1" = 1 =0 0. Для т. : = arctg[(y 0и y)/(x 0и x)] arctg(y /x); = arctg[(1,994 0)/(81,134 30)] arctg(0/30) =14,58 град; = 1 + arctg(y /x); = arctg(0/30) =0 град. Аналогично и для других точек: Для т. 3: 3 = arctg[(1,994 0,733)/(81,134 17,985)] arctg(0,733/17,985) = = 8,65 град; 3 = arctg(0,733/17,985) =,335 град. Для т. 4: 4 = arctg[(1,994 +,77)/(81,134 17,855)] arctg(,77/17,855) = = 1,733 град; 3 = arctg(,77/17,855) =0,834 град. Определяем углы в плане. Для точек 1, : = 1 = arctg (l 1 /R 1 R) = arctg(50/6,5005,760) =78,9763 град. Для точек 3, 4: 3 = 4 = arctg (l 34 /R 4 R 3) = arctg(4/65,09564,38) =88,9538 град. Рассчитываем значения задних и передних углов в нормальном сечении (перпендикулярном проекции режущей кромке на основную плоскость): Для точки 1: n1 = arctg(tg 1 sin 1); n1 = arctg(tg1 0 sin78,976 0) =11,784 град. n1 = arctg(tg 1 sin 1); n1 = arctg(tg0 0 sin78,976 0) =19,659 град. Для точки: n = arctg(tg sin); n = arctg(tg14,58 0 sin78,976 0) =14,005 град. мм;

35 35 n = arctg(tg sin); n = arctg(tg0 0 sin78,976 0) =19,659 град. Для точки 3: n3 = arctg(tg 3 sin 3); n3 = arctg(tg8,65 0 sin88,954 0) =8,651 град. n3 = arctg(tg 3 sin 3); n3 = arctg(tg,335 0 sin88,954 0) =,33 град. Для точки 4: n4 = arctg(tg 4 sin 4); n4 = arctg(tg1,733 0 sin88,954 0) =1,731 град. n4 = arctg(tg 4 sin 4); n4 = arctg(tg0,834 0 sin88,954 0) =0,831 град. Для обеспечения резания необходимо, чтобы: ni > 0 0 ; ni > 0 0. Эти условия выполняются для всех точек. Угол бокового наклона передней поверхности λ и передний угол в поперечной плоскости γ поп. arctg(tg k sin 1); arctg(tg11,3099 sin 0) 3,913 ; поп arctg(tgktg1); поп arctg(tg11,3099 tg0) 4,1634. H = R 1 sin()= 6,5sin()= 33,10 мм Допуски на перепады и осевые размеры КФР Допуск на перепад КФР определяется как разность допусков на радиусы характерных точек детали, соответствующих рассматриваемому перепаду. При получении слишком жестких допусков на перепады КФР необходимо переназначить допуск на диаметр одной из характерных точек (лучше базовой) перепада в сторону ужесточения. Допуски на диаметры заготовки: T d1 = 0,1 мм; T d = 0,1 мм; T d3 = T d4 = 0,6 мм. Допуски на перепады: T 1 = 0,7(T d / + T d1 /) = 0,7(0,1/ +0,10/) =0,077 мм. T 13 = T 13 = 0,7(T d3 / + T d1 /) = 0,7(0,6/ +0,10/) =0,5 мм. Знак отклонения принимаем для всех перепадов. Допуски на осевые размеры КФР назначаем как ½...⅓ часть допуска на соответствующие осевые размеры детали.

36 36 ПРИЛОЖЕНИЕ Варианты задания на проектирование фасонного резца

37 37 Продолжение прил.

38 38 Продолжение прил.

39 39 Продолжение прил.

40 40 Продолжение прил.

41 41 Продолжение прил.

42 4 Продолжение прил.

43 43 Продолжение прил.

44 44 Продолжение прил.

45 45 Продолжение прил.

46 46 Продолжение прил.

47 47 Продолжение прил.

48 48 Продолжение прил.

49 49 Продолжение прил.

50 50 Продолжение прил.

51 51 Продолжение прил.

52 5 Продолжение прил.

53 53 Продолжение прил.

54 54 Продолжение прил.

55 55 Продолжение прил.

56 56 Продолжение прил.

57 57 Продолжение прил.

58 58 Продолжение прил.

59 59 Продолжение прил.

60 60 Продолжение прил.

61 61 Продолжение прил.

62 6 Продолжение прил.

63 63 Продолжение прил.

64 64 Продолжение прил.

65 65 Продолжение прил.

66 66 Продолжение прил.

67 67 Продолжение прил.

68 68 Продолжение прил.

69 69 Продолжение прил.

70 70 Окончание прил.

71 71 ПРИЛОЖЕНИЕ 3

72 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 7

73 ПРИЛОЖЕНИЕ 5 73

74 ПРИЛОЖЕНИЕ 6 74

75 75 ПРИЛОЖЕНИЕ 7

76 ПРИЛОЖЕНИЕ 8 76

77 77 ПРИЛОЖЕНИЕ 9

78 Учебное издание СМИРНОВ Максим Юрьевич КИРЕЕВ Геннадий Иванович Демидов Валерий Васильевич РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ Учебное пособие Редактор М. В. Штаева ЛР от Подписано в печать Формат 60 84/16. Усл. печ. л. 4,53. Тираж 100 экз. Заказ 3. Ульяновский государственный технический университет 4307, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 3. Типография УлГТУ, 4307, г. Ульяновск, ул. Сев. Венец, д. 3.

1 Исходные данные При расчете комбинированного сверла исходными данными являются: диаметры ступеней обрабатываемого отверстия d 1 и d 2 соответственно, длины ступеней обрабатываемого отверстия l 1 и l

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВ ЗАТОЧКИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ Методические указания к лабораторной работе по дисциплинам «Технология конструкционных материалов», «Физико-химические процессы при обработке металлов» Федеральное

Что такое зенкер? Зенкеры - это осевые многолезвийные режущие инструменты, которые применяются для промежуточной или окончательной обработки отверстий, полученных предварительно сверлением, литьем, ковкой

В. В. Демидов, Г. И. Киреев, М. Ю. Смирнов РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТЯЖЕК ЧАСТЬ 1 ВНУТРЕННИЕ КРУГЛЫЕ ПРОТЯЖКИ Ульяновск 2005 1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение

Среднее ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВанИЕ Л.С.агафонова процессы формообразования и инструменты Лабораторно-практические работы Рекомендовано Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный

Геометрия рабочей части токарных резцов Цель работы: закрепление теоретических знаний о назначении, применении и конструкции токарных резцов общего назначения; ознакомление с методами и средствами измерения

1 Исходные данные При расчете комбинированной развертки исходными данными являются: диаметры ступеней обрабатываемого отверстия d 1 и d 2 соответственно, длины ступеней обрабатываемого отверстия l 1 и

4 ПРОЦЕСС ТОЧЕНИЯ Токарная обработка является наиболее простым и показательным процессом, на основе которого, далее изучаются более сложные виды обработки. Режущий инструмент токарный резец представляет

Лабораторная работа 1 КЛАССИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТИ ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ Цель работы изучение классификации и геометрии токарных резцов и прибора для измерения углов. 1.

Т е м а 13. ТОЧНОСТЬ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РЕЗАНИИ Цель изучение взаимодействия инструмента и заготовки, видов отклонения формы поверхности заготовки, возникающих при резании; исследование влияния факторов

УДК 621.9 142 Тихонова А.А. УГЛЫ ПРИЗМАТИЧЕСКИХ И КРУГЛЫХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ БНТУ, Минск, Республика Беларусь Научный руководитель: Молочко В.И. Фасонные призматические и круглые резцы предназначаются для

Для определения углов резца устанавливаются следующие исходные плоскости: плоскость резания и основная плоскость (рис. 279). Плоскостью резаная называется плоскость, касательная к поверхности резания и

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Тольяттинский государственный университет Институт машиностроения Кафедра «Оборудование и технологии машиностроительного производства» ПРОЕКТИРОВАНИЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Курганский государственный университет» Кафедра

ЗЕНКЕРЫ Зенкep многолезвийный режущий инструмент, предназначенный для предварительной или окончательной обработки просверленных, штампованных или отлитых отверстий Основные особенности и отличия зенкера

Министерство образования Российской Федерации Ульяновский государственный технический университет РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Ульяновск 2003 Министерство образования

5.3. Сверление Сверление распространенный метод получения отверстий в сплошном материале. Сверлением получают сквозные и несквозные (глухие) отверстия и обрабатывают предварительно полученные отверстия

ТЕХНИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО -Монолитные фрезы Общая информация Фактический диаметр сферических монолитных фрез Решение проблем T2 T8 T10 Выбор сплава монолитной фрезы Обрабатываемый материал Закаленные стали

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОСТРОЕНИЕ РАЗВЕРТОК

Известия Челябинского научного центра, вып. 3 (33), 26 ПРОБЛЕМЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ УДК 621.9 РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ПРОСТРАНСТВЕННО СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ИМЕЮЩИХ СТУПЕНЧАТЫЙ ПРИПУСК

Lab_1_TKM_1АА_АД_LNA_05_09_2016 Доцент Лалазарова Н.А. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение геометрии резцов, способов ее измерения и графического изображения. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ: универсальный угломер конструкции Семёнова;

ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ, ШЛИЦЕВЫХ И ГРАННЫХ ОТВЕРСТИЙ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ГОСТ 28442 90 ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ, ШЛИЦЕВЫХ И ГРАННЫХ ОТВЕРСТИЙ ОКП 39 3241 ГОСТ Технические условия Broaches for cylindrical,

В машиностроении часто применяют детали, имеющие формы, отличные от рассмотренных ранее цилиндрических и конических поверхностей, - детали с фасонными поверхностями. К деталям с фасонными поверхностями

Федеральное агентство по образованию Архангельский государственный технический университет ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Изготовление деталей литьем Механическая обработка отливок Методические

ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ УДК 621.9.025.01 Н. П. М а л е в с к и й, А. В. М у р з а е в ПРОФИЛИРОВАНИЕ СТРУЖЕЧНЫХ КАНАВОК ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РАЗВЕРТОК Предложен новый алгоритм проектирования и изготовления

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Считается одной из наиболее сложных токарных работ. Эти резьбы изготовляют однозаходными и многозаходными. Резец для нарезания прямоугольной резьбы (рис. 321). Резец должен быть заточен 1 / 8 по шаблону,

УДК 621.919.1.04 + 621.9.01 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗОНЫ РЕЗАНИЯ ПРИ МНОГОКООРДИНАТНОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ В.А. Батуев, В.В. Батуев На основе аналитической геометрии в пространстве разработана математическая модель

ВИУСК 7, 2009 роцеси механічної обробки в машинобудуванні УДК 621.9.015 А.С. Мановицкий, к.т.н., с.н.с. Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев РАВНОДЕЙСТВУЮЩАЯ И СОСТАВЛЯЮЩИЕ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет» Воткинский филиал Смирнов В.А. Методические

Федеральное агентство по образованию Московский государственный технический университет «МАМИ» Кафедра «Технология машиностроения» Доцент, к.т.н. Васильев А.Н. УТВЕРЖДЕНО Методической комиссией Факультета

«Утверждаю» Ректор университета А. В. Лагерев 2007 г. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ Методические указания к выполнению лабораторной работы 9 для студентов

УДК 629.488.2 В. С. Кушнер, А. А. Крутько Омский государственный технический университет СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» В. К. Манжосов

Т е м а 3. ОБРАБОТКА КОНИЧЕСКИХ И ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Цель изучение технологических возможностей способов обработки конических и фасонных поверхностей на токарно-винторезном станке, используемых режущих

СВЕРЛА СПИРАЛЬНЫЕ С ТВЕРДОСПЛАВНЫМИ ПЛАСТИНАМИ ГОСТ 5756-81 Настоящий стандарт распространяется на спиральные сверла, оснащенные твердосплавными 9 пластинами, диаметром от 5 до 30 мм для сверления деталей

2891 РАСЧЁТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС Методические указания для студентов всех специальностей Иваново 2010 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего

Министерство образования Российской Федерации азанский государственный технологический университет РАСЧЕТ СТАТИЧЕСИ ОПРЕДЕЛИМОЙ СТЕРЖНЕВОЙ СИСТЕМЫ Методические указания азань 004 Составители: доц..а.абдулхаков,

1 Оформление рабочей документации на зубчатые колёса Чертёж каждого зубчатого колеса выполняют с количеством проекций, сечений и видов, достаточным для полного изображения всех его элементов. На главном

УДК 6.9 Расчетное определение глубины и степени упрочнения деталей из жаропрочных материалов при несвободном точении Михайлов С. В., Данилов С. Н., Михайлов А. С. (Костромской государственный технологический

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ Общие термины, определения и обозначения элементов зубчатых передач устанавливает ГОСТ 16530-83. Передача механизм, осуществляющий передачу вращательного движения или его

1. Понятие размеров на чертеже Одной из важнейших составляющих чертежа являются размеры. Размер число, характеризующее величину отрезка прямой, дуги или угла. Размеры на чертежах проставляют так, чтобы

Министерство путей сообщения Российской Федерации Департамент кадров и учебных заведений САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Кафедра Инженерной графики Построение линии пересечения двух

Кафедра инженерной и компьютерной графики Лекции по инженерной графике Требования и рекомендации по простановке размеров на чертежах Доцент Решетов Алексей Львович Челябинск 2017 Простановка размеров на

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2 Контрольная работа 2 дисциплины «Начертательная геометрия. Инженерная графика» включает задания по инженерной графике. Номера выполняемых заданий устанавливает кафедра в соответствии

1 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Комсомольский-на-Амуре государственный технический

ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ РАЗМЕРОВ НА ЧЕРТЕЖАХ ОГЛАВЛЕНИЕ 1. Понятие размеров на чертеже... 2 2. Виды размеров детали... 2 3. Размерные элементы... 3 4. Условные знаки... 6 5. Способы нанесения размеров... 8 6.

УДК 621.813 ВЛИЯНИЕ ЛЮНЕТОВ НА ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗАГОТОВОК ПРИ ОБРАБОТКЕ ТОЧЕНИЕМ Власов М.В., студент Россия, 105005, г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, кафедра «Технологии обработки материалов» Научный

Министерство сельского хозяйства РФ Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» Кафедра прикладной механики

УДК 514.181.24:621.9.65.015.13 Масягин В.Б. ПРИМЕНЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ОБРАЗА В ВИДЕ КРОМКИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМЫ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ С УЧЕТОМ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРИ РАЗМЕРНОМ АНАЛИЗЕ Омский

Б. М. Маврин, Е. И. Балаев ИЗОБРАЖЕНИЕ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Практикум Самара 2005 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ. ОП.05 «Общие основы технологии металлообработки и работ на металлорежущих станках» Наименование разделов и тем Тема 1. Физические основы процесса резания

3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЦОВ

Резцы с фасонной режущей кромкой применяются для образования поверхностей тел вращения и призматических деталей, поверхностей, имеющих в качестве образующих линию, представляющую сочетание участков прямых и кривых.

Получение фасонной поверхности детали возможно путем раздельной обработки каждого из участков ее образующей при помощи резцов, фрез, шлифовальных кругов, но при непременном условии такого их (участков) взаимного расположения, которое обеспечивает получение заданного профиля образующей поверхности детали с требуемой точностью. Данный вариант обработки имеет ряд недостатков: пониженную производительность процесса, трудность получения требуемого расположения обработанных участков, т.е. точности профиля образующей обработанной детали, и, наконец, необходимость использования труда рабочего повышенной квалификации. Это ограничивает его применение: он используется в условиях единичного производства деталей или в случаях, когда невозможно получить одновременно профиль из-за его сложности, увеличенного периметра и других причин.

Фасонные поверхности призматических деталей могут быть обработаны одновременно по всему профилю их образующей фрезерованием, протягиванием, шлифованием, строганием фасонным резцом. Последний способ как малопроизводительный применяется редко. Некоторые его особенности позволяют успешно использовать строгальные фасонные резцы при получении простых фасонных поверхностей значительной длины.

Получение образующей фасонной поверхности тел вращения одновременно по всему периметру используется в серийном и массовом производствах. Этот вариант профилирования обеспечивает, по сравнению с вариантом профилирования по участкам, повышение производительности обработки, повышение точности профиля деталей и их идентичность по профилю, что осуществляется при помощи фасонных инструментов: фрез, протяжек, шлифовальных кругов, фасонных резцов. Каждый из этих способов имеет свои особенности и показатели производительности, точности, стоимости и другие данные в зависимости от условий, в которых они применяются.

В машиностроении имеются детали таких размеров и такие процессы их производства, при которых оказывается нецелесообразным применение фрезерования, протягивания и шлифования и предпочтительным является использование фасонных резцов. Точно изготовленные фасонные резцы при правильной установке их на станках обеспечивают высокую производительность, точность формы и размеров обработанных деталей по IT8…IT12 и поверхность с = 0,63…2,5 мкм. Они имеют также и такие преимущества, как: малая металлоемкость конструкции, большой срок службы, простота заточки и переточки, технологичность конструкции, относительно невысокая стоимость, они не требуют при эксплуатации рабочих высокой квалификации. Применяются фасонные резцы на токарных, револьверных станках и станках-автоматах, т.е. на тех же станках, на которых предварительно обрабатываются такие детали. Наличие шлифовальных станков для профилирования фасонных резцов повышает технологичность их изготовления и способствует более широкому использованию.

Как и другие металлорежущие инструменты, фасонные резцы характеризуются рядом признаков, которые используются для их классификации. Фасонные резцы можно разделить на следующие группы: по форме – резцы стержневые, призматические и круглые; по виду обрабатываемой поверхности – наружные и внутренние; по установке относительно обрабатываемой детали и направления движения подачи – радиальные и тангенциальные; по расположению резца относительно детали – с параллельным и с повернутым под углом расположением осей или базы измерения; по расположению передней поверхности – без наклона (λ = 0) или с наклоном под углом λ ; по форме образующих фасонных поверхностей – кольцевые и винтовые.

ВВЕДЕНИЕ

В современном машиностроении находят широкое применение новые методы обработки, новые конструкции и виды режущего инструмента и металлорежущих станков. Непрерывно повышается доля процессов чистовой обработки, определяющих точность изготовления, шероховатость поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя деталей, которые имеют чрезвычайно большое значение для достижения высоких эксплуатационных качеств изделия.

Инструменты в широком смысле представляют собой орудия, употребляемые при ручной и механической обработке разного рода материалов в машиностроении, горном деле, в деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, в медицине, в домашнем обиходе и т.п. Режущем инструментов в узком смысле называется та часть металлорежущих станков, которая непосредственно изменяет форму обрабатываемой детали.

В народном хозяйстве инструменты играют огромную роль, и ни одна отрасль не может обойтись без использования инструментов в широкой их номенклатуре.

В данной курсовой работе проектируется три режущих инструмента: фасонный резец, протяжка и долбяк. Резцы – наиболее распространенный вид режущего инструмента. Фасонные резцы применяют для обработки деталей с фасонным профилем. Протяжки являются многозубыми металлорежущими инструментами, осуществляющими снятие припуска без движения подачи за счет превышения высоты или ширины последующего зуба по отношению к высоте или ширине предыдущего. Они применяются для чистовой обработки различных по форме внутренних и наружных поверхностей деталей. Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и специфичного в проектировании, изготовлении и эксплуатации. Зуборезный долбяк предназначен для нарезания зубьев цилиндрических колес методом огибания.

1 ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ
1.1 Назначение, область применения и типы фасонных резцов
1.2 Задание на проектирование фасонного резца


1.5 Графический метод определения профиля резца
1.6 Аналитический метод расчета профиля резца
1.7 Определение передних и задних углов на всем протяжении режущего лезвия
1.8 Конструктивное оформление резцов
1.9 Установка, регулирование и крепление резцов на станках
2 ПРОТЯЖКА
2.1 Назначение, область применения и типы протяжек
2.2 Задание на проектирование протяжки
2.3 Расчет протяжки

3.1 Назначение, область применения и типы долбяков
3.2 Задание на проектирование долбяка
3.3 Расчет дискового долбяка
3.4 Проектирование дискового долбяка

Список используемой литературы

1 Фасонный резец

1.1 Назначение, область применения и типы фасонных резцов

Фасонные поверхности различных деталей машин могут быть получены при точении следующими основными методами :

а) обработкой токарными резцами с применением одновременно продольной и поперечной подачи;

б) обработкой токарными резцами с помощью специального копира или гидросуппорта;

в) обработкой токарными резцами на станке с ЧПУ;

г) обработкой на токарных многорезцовых станках, где все элементы профиля детали обрабатываются одновременно двумя группами предварительно настроенных резцов, одна из которых работает с продольной подачей, другая – с поперечной. При этом каждый резец производит обработку отдельного элемента профиля;

д) обработкой токарными резцами на станке с ЧПУ.

При обработке фасонным резцом все элементы профиля образуются одним резцом, совершающим прямолинейное перемещение в одном направлении.

В крупносерийном и массовом производстве для обработки фасонных поверхностей распространение получили фасонные резцы, так как они обеспечивают высокую производительность, а также идентичность формы и высокую точность размеров обрабатываемых изделий .

Применяются фасонные резцы для обработки тел вращения на станках с вращательным движением обрабатываемой детали, а также для фасонных поверхностей на станках с прямолинейным движением детали или резца .

Круглые фасонные резцы применяются для обработки как внутренних, так и наружных фасонных поверхностей. Широкое применение круглых фасонных резцов объясняется относительной простотой их изготовления и долговечностью (допускается большое количество переточек) .

1.2 Задание на проектирование фасонного резца

Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали, представленной на рисунке 1.1.

Исходные данные: D 1 = 40 мм; D 2 = 20 мм; D 3 = 62 мм; l 1 = 25 мм;

l 2 = 3 мм; l 3 = 16 мм; l 4 = 8 мм; l 5 = 5 мм; R = 6 мм.

Материал изделия обрабатываемого фасонным резцом сталь 20, твердость  в = 45 кгс/мм 2 , предел прочности при растяжении  = 12 %. Тип резца: круглый.

Отклонения диаметральных и длинновых размеров принимаем по h9.

Рисунок 1.1. Эскиз детали, обрабатываемой фасонным резцом

1.3 Выбор параметров режущего инструмента

1.3.1 Определяем тип резца

Согласно заданию определяем тип резца: круглый фасонный резец (, с. 11, табл. 1.9).

1.3.2. Конструкция круглого фасонного резца: цельная.

1.3.3 Материал режущей части резца

Материал режущей части резца выбираем согласно обрабатываемому материалу. В нашем случае заготовка состоит из стали 20 и, следовательно, материал режущей части резца: Р6М5.

1.3.4 Назначение углов режущего лезвия резца

Задний угол  принимают в пределах 10…15 0 для круглых резцов; передний угол  назначают в зависимости от твердости обрабатываемого материала. Принимаем: задний угол  = 10 0 (, с. 8), а передний угол  = 20 0 (, с. 9, табл.1).

1.3.5 Период стойкости

Выбираем среднее значение стойкости при однострументной обработке: T = 60 мин (, с. 268).

1.4 Назначение режимов резания

1.4.1 Определение габаритных размеров фасонного резца

Наименьший допустимый диаметр фасонного резца определяем по формуле (1.1):

, (1.1)

где d – диаметр оправки для крепления резца;

t max – наибольшая глубина профиля детали;

d max , d min – наибольший и наименьший диаметры профиля обрабатываемой детали.

Рисунок 1.2. Определение габаритных размеров круглого фасонного резца

1.4.2 Определение глубины резания

Наибольшую глубину профиля детали определяем по формуле (1.2):

. (1.2)

мм.

Минимальные размеры оправки для крепления круглых фасонных резцов зависят от предполагаемого усилия резания, ширины резца и метода крепления оправки. Следовательно, для определения диаметра оправки выполним расчет режимов резания .

1.4.3 Определение значения подачи

Значение подачи s определяем по табл. 16 (, с. 269) в зависимости от ширины резца и наибольшего диаметра обработки D max = 62 мм, ширина резца b = 25 мм; s = 0,045 мм/об.

1.4.4 Определение скорости резания

Скорость резания при точении круглым фасонным резцом определяем по формуле (1.3):

(1.3)

где С V = 350 коэффициент (, с. 269, табл. 17);

T = 60 мин (, с. 268) – среднее значение стойкости инструмента;

m = 0,2; y = 0,35; x = 0,15 (, с. 269, табл. 17) – показатели степени.

Коэффициент K V определяем по формуле (1.4), (, c. 268):

(1.4)

где К М V – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К П V – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

К И V – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала: К М V = 0,6 (, с. 263, табл. 4).

Коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки: К П V = 1 (, с. 263, табл. 5).

Коэффициент, учитывающий качество материала инструмента: К И V = 1 (, с. 263, табл. 6); марка инструментального материала: Р6М5.

Подставляя численные значения в формулу (1.3), получаем скорость резания:

1.4.5 Определение частоты вращения шпинделя станка

Определяем частоту вращения шпинделя станка по формуле (1.5):

. (1.5)

об/мин.

1.4.6 Определение фактической скорости резания

Фактическую скорость резания определяем по формуле (1.6):

, (1.6)

где = 1250 об/мин – частота вращения шпинделя станка 16К20 (по паспорту).

м/мин.

1.4.7 Определение силы резания при точении фасонными резцами

Сила резания определяется по формуле (1.7), (, с. 271):

где С р = 212 – коэффициент для расчета силы резания при точении, выбираем в зависимости от материала заготовки (сталь 20) и материала режущей части резца Р6М5 (, с. 274, табл. 22);

t = 11 мм – глубина резания;

s = 0,045 мм/об – скорость подачи при фасонном точении;

х = 1; y = 0,75; n = 0 – показатели степеней (, с. 273, табл. 22)

Поправочный коэффициент К р определяем по формуле (1.8), (, с. 271):

где
= 0,84 (, с. 264, табл. 9) – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества стальных и чугунных сплавов на силовые зависимости;

= 1,0 (, с. 275, табл. 23);

,
,
,
- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке стали и чугуна

1.4.8 Определение мощности резания

Мощность резания определяем по формуле (1.9), (, с. 271):

(1.9)

кВт.

1.4.9 Сравнение мощности привода станка и мощности резания

Выбираем станок 16К20: мощность электродвигателя главного привода –
= 11 кВт,
. Мощность резания
= 7,7 кВт.

Следовательно, мощность электродвигателя главного привода станка удовлетворяет требуемой мощности резания.

1.4.10 Определение машинного времени

Машинное время определяем по формуле (1.10):

(1.10)

где L = 11 мм – длина хода резца, определяемая как полуразность диаметра заготовки и минимального диаметра фасонной детали;

s = 0,045 мм/об – подача;

n ст = 1250 об/мин – частота вращения шпинделя станка 16К20 (по паспорту);

i – количество проходов.

мин.

Диаметр посадочного отверстия определяем из условия достаточной прочности и жесткости оправки в зависимости от главной составляющей силы резания Р z .

При двустороннем креплении диаметр посадочного отверстия определяется по таблице № 1.1: d = 27 мм.

Таблица № 1.1

Сила резания

d, при ширине резца В, мм

А. Консольное крепление оправки

св. 1000 до 1300

св. 1300 до 1700

св. 1700 до 2200

св. 2200 до 2900

св. 2900 до 3800

св. 3800 до 5000

св. 5000 до 6500

св. 6500 до 8500

св. 8500 до 11000

Б. Двустороннее крепление оправки

св. 1000 до 1300

св. 1300 до 1700

св. 1700 до 2200

св. 2200 до 2900

св. 2900 до 3800

св. 3800 до 5000

св. 5000 до 6500

св. 6500 до 8500

св. 8500 до 11000

Подставляем численные значения в формулу (1.1):

Получаем, что D 68,5 мм. Округляем D до ближайшего стандартного значения: D = 70 мм (, с. 11).

1.4.11 Определяем величину смещения

Величину смещения определяем по формуле (1.11):

(1.11)

Подставляем численные значения в формулу (1.11):

1.5 Графический метод определения профиля резца

Графический метод определения профиля круглого фасонного резца весьма прост и нагляден. Вместе с тем при правильно выбранном масштабе и тщательном выполнении построения он обеспечивает практически такую же точность, как и аналитический расчет. Часто аналитический и графический расчеты выполняются одновременно и при совпадении результатов данных расчетов считаются достоверными. Необходимость расчета различными способами вытекает из того, что при проверке результатов расчета тем же способом, которым он выполнен, вероятно повторение тех же ошибок, которые были допущены ранее. Если же проводится аналитический расчет и графическое построение, то совпадение ошибок в обоих случаях маловероятно. Более того, при расхождении результатов обоих расчетов легко найти допущенные ошибки, производя проверки только в тех местах, где имеются существенные расхождения .

Принимаем масштаб построения 5:1.

Исходными данными для графического построения профиля резца являются: чертеж обрабатываемой детали, диаметр резца D и выбранные геометрические параметры αи γ.

Графический метод построения профиля круглого фасонного резца

Вначале вычерчиваем профиль детали, который рассекается рядом параллельных прямых, отстоящих друг от друга на определенных расстояниях l i .

Таким образом, получаем ряд характерных точек профиля i. Полученные точки проектируем на горизонтальную ось ОО 1 , получая соответственно точки . Из центра О изделия проводим ряд концентрических окружностей радиусамиr i . Получаем таким образом проекцию детали на плоскость, перпендикулярную ее оси.

Для определения положения центра резца раствором циркуля, равным наружному радиусу фасонного резца, делаем засечку из точки I.

Затем проводим линию О 2 О 3 , параллельную линии ОО 1 , на расстоянии
. Точка пересечения будет искомым центром круглого фасонного резца.

Из точки под углом к линии ОО 1 проводим луч
, который является следом передней грани резца. Пересечении линии
с окружностямиr i дает точки I, II, III, IV режущего лезвия, образующего соответственно точки профиля детали. Из центра О 2 проводим ряд концентрических окружностей радиусами О 2 I, O 2 II, O 2 III, O 2 IV и т.д., получая, таким образом, соответствующие радиусы фасонного резца R i . Пересечение окружностей R i с линией О 2 О 3 дает соответственно точки ,
,
,
и т.д., которые располагаются в радиальном сечении и соответствует точкамI, II, III, IV и т.д. режущего лезвия.

Теперь представляется возможным построить профиль фасонного резца в радиальном сечении. Для этого необходимо провести линию СС, отложить от этой линии осевые размеры l i , которые, как известно, не будут претерпевать никаких изменений, так как ось резца параллельна оси обрабатываемого изделия. Проектируя точки пересечения окружностей с линией О 2 О 3 , проходящей через центр и параллельной линии СС, получим характерные точки профиля фасонного резца в радиальном сечении (
,
,
,
и т.д.).

1.6 Аналитический метод расчета профиля резца

Исходными данными для аналитического расчета являются: чертеж обрабатываемой детали, диаметр резца D и его геометрические параметры и. Решая элементарные геометрические задачи, определяем радиусы характерных точек профиля детали (r i).

На рисунке 1.3 представлена схема расчета круглого фасонного резца. Передняя грань этого резца представлена линией MN. Точки пересечения передней грани с соответствующими радиусами детали обозначены цифрами i. Радиусы этих точек r i и осевые расстояния l i между сечениями 1, 2, 3, 4 и т.д. (нижняя проекция) определяются по чертежу детали или рассчитываем с точностью до третьего знака после запятой.

Из центра резца О 2 через точки i проводятся окружности радиусами R i . Опуская из центра О 2 на линию MN перпендикуляр О 2 М и соединив центр О 2 с точками 1, 2, 3, 4 и т.д., получим ряд прямоугольных треугольников iМО 2 .

Рисунок 1.3. Схема расчета круглого фасонного резца для наружной обточки

Гипотенузами этих треугольников будут соответствующие радиусы резца R i , которые необходимо определить, чтобы построить профиль резца. А для этого необходимо знать размеры В i , являющиеся катетами этих треугольников, и углы , заключенные между катетами В и гипотенузами, являющимися искомыми значениями радиусов характерных точек.

Значение В 1 может быть определено без дополнительных построений по формуле (1.12), (, с.18):

Для определения последующих значений В и необходимо провести дополнительные построения на расчетной схеме. Через центр детали О 1 и точки 1, 2, 3, 4 и т.д. проводим прямые, перпендикулярные линии MN, и получаем, таким образом, размеры А i и размеры С i -1 . Соединяя точки 1, 2, 3, 4 и т.д. с центром детали О 1 , получаем ряд прямоугольных треугольников iNO i . Гипотенузами этих треугольников являются радиусы характерных точек профиля детали r i .

Определив значения А n , можно найти значения С n , зная значения С n , можно определить значения В n и значения искомых R n .

1.6.1 Определение размеров А i и С i:

4)
;

10)
;

1.6.2 Определение размеров В i и R i:

3)
мм;

4)
;

5)
мм;

6)
мм

7)
мм;

8)
;

9)
мм;

10)
мм;

11)
;

Используя графический и аналитический методы определения профиля резца определили геометрические параметры фасонного резца, занесем их в таблицу № 1.2 и определим погрешность этих методов.

Таблица № 1.2

1.8 Конструктивное оформление резцов

1.8.1 Дополнительные лезвия фасонных резцов

Наиболее широкое применение фасонные резцы нашли при обработке деталей из прутковых заготовок на токарно-револьверных станках и токарных автоматах. При этом на обоих торцах фасонной детали должен быть оставлен припуск для чистового точения в размер. Припускобеспечивается соответствующей установкой резца на станке и регулировкой упора, ограничивающего подачу пруткового материала .

Необходимо увеличить длину режущего лезвия 9 – 10 резца от точки 11 (рисунок 1.5). Для облегчения настройки подрезного резца и повышения точности подрезки торца с помощью фасонного резца намечаем на обрабатываемой детали точное положение конечной точки профиля 10. Для этого от точки 10 расчетного фасонного профиля резца строится участок 10 - 11 длиной, равной
. Для повышения прочности режущей кромки, улучшения технологичности изготовления резца и снижения травматизма остроугольные переходы у торцов резца нежелательны, поэтому фасонная поверхность резцов заканчивается цилиндрическом пояском 11 – 12 длиной 2 мм. С учетом изложенного длина дополнительного режущего лезвия
мм.

Участок 1 – 13 составляет с перпендикуляром к оси детали угол 15 0 , длина этого конусного участка равна
. Длина цилиндрического участка 13 – 14 для отрезки готовой детали соответствует ширине отрезного резца. Режущее лезвие 14 – 15 для снижения сил трения по задней поверхности резца выполняется также под углом 15 0 к торцу обрабатываемой детали. Учитывая вышеизложенное, ширина дополнительного режущего лезвия на втором торце В 2 = 3 мм.

Радиусы узловых точек цилиндрических поясков 11 – 12 и 13 – 14 определяются из следующих соотношений:

Общая ширина фасонного резца определяется как сумма размеров вдоль оси резца:

Рисунок 1.5. Схема оформления контура фасонного резца

1.8.2 Допустимая ширина фасонных резцов

Ширина обработки, допускаемая фасонными резцами, ограничивается мощностью станка и жесткостью системы «станок – деталь – инструмент». При недостаточной жесткости этой системы в процессе обработки возникают вибрации, причем вероятность возникновения вибраций при обработке фасонными резцами тем выше, чем больше ширина резца и тоньше срезаемая стружка. Слабым звеном системы «станок – деталь – инструмент» с точки зрения виброустойчивости является изделие, поэтому следует считать справедливым ограничение допустимой ширины фасонного резца в зависимости от требуемой точности обработки .

При выборе наибольшей допустимой ширины обработки фасонными резцами с радиальной подачей можно пользоваться рекомендациями, приведенными в таблице № 1.3.

Под шириной обработки (длиной режущего лезвия) следует понимать длину выпрямленного режущего лезвия фасонного резца. Допустимая ширина обработки фасонными резцами зависит от применяемой в процессе обработки подачи, с уменьшением которой можно увеличить ширину обработки .

Таблица № 1.3

Характер обработки: грубая (9 – 10 квалитет точности).

1.8.3 Построение шаблонов для контроля профиля резцов

Часто для контроля профиля фасонных резцов в процессе их изготовления применяют шаблоны, которые прикладываются к фасонной задней поверхности резца. По величине просвета судят о точности выполненного профиля резца.

Шаблон имеет те же номинальные размеры профиля, что и фасонный резец, однако допуски на размеры профиля шаблона должны быть в 1,5…2 раза жестче, чем соответствующие допуски резца.

Для контроля шаблона при его эксплуатации, применяем контршаблон. Его профиль одинаков с профилем резца, но допуски на размеры профиля в 1,5…2 раза жестче, чем допуски на размеры шаблона.

Шаблон и контршаблон изготавливаем ил листового материала толщиной 3 мм. Для увеличения износостойкости их закаливаем до твердости 56…64 HRC. Для уменьшения коробления применяем легированную инструментальную сталь ХВГ. Мерительные кромки по всему фасонному контуру делаем тоньше основной пластины (0,5 мм) для облегчения обработки точных размеров профиля и удобства контроля резца.

Для построения профиля шаблона через узловую контурную точку профиля 2 (рисунок 1.6) проводим координатную линию параллельно оси, от которой в перпендикулярном направлении откладываем размеры, определяющие относительное положение всех точек фасонного профиля. Расположение узловых контурных точек по глубине фасонного профиля определяются для круглых резцов координатными расстояниями Р i , полученными как разность размеров фасонного профиля в диаметральном сечении: Р i = P 2 – P i .

Рисунок 1.6. Шаблон и контршаблон для контроля фасонного резца

1.8.4 Конструктивные размеры, допуски фасонных резцов. Заточка резцов

Заключительным этапом проектирования фасонных резцов является разработка исполнительного чертежа резца и технических условий на его изготовление .

Основными размерами, которые должны быть указаны на рабочих чертежах фасонных резцов, являются: габаритные размеры, размеры базовых отверстий или поверхностей, глубина и угол заточки, диаметр контрольной окружности (риски) на торце круглых резцов, если она предусмотрена расчетом и размеры крепежного отверстия .

Посадочное отверстие круглого фасонного резца шириной более 15 мм выполняется с выточкой, при этом длина шлифовальных поясков с обеих сторон выбираем равной 0,25 ширины резца .

Чтобы исключить в процессе работы возможность проворота круглого резца на оправке, на торце резца сверлится отверстие, в которое входит штифт кольца с торцевыми рифлениями. Это кольцо является составной частью державки и может быть использовано при креплении целого ряда резцов на данной оправке .

Допуск на изготовление профиля резца целесообразно брать не более 0,2 допуска на изготовление детали. При этом отклонения размеров профиля задаются симметрично и назначаются в пределах
мм.

Заточка производится на универсально-заточных станках шлифовальными чашечными кругами. Для удобства контроля углов и установки резцов при заточке на торце круглых фасонных резцов рекомендуется выполнять риску .

1.9 Установка, регулирование и крепление резцов на станках

Для установки, регулирования и крепления резцов на станках применяются державки разнообразных конструкций в зависимости от типов резца и станка, возможности размещения их на суппорте, точности установки и регулирования положения резца относительно детали, действующих сил резания .

Двухопорное крепление используют для круглых и винтовых фасонных резцов значительной ширины (
мм), когда силы резания достигают больших значений. При этом можно применять сдвоенные или чаще всего цельные двухопорные державки. Вторую опору таких державок рекомендуется выполнять регулируемой для закрепления резцов различной ширины .

Круглые фасонные резцы в державках фиксируются с помощью:

штифта установочной зубчатой шайбы, входящего в соответствующее отверстие на резце;

зубчатого винта, изготовленного на торце регулировочного сектора и на торцовой поверхности резца;

регулировочной шпонки и шпоночных пазов в резце и опорном болте.

Существуют конструкции державок для круглых фасонных резцов допускают несколько способов регулировки положения резцов по высоте центра детали; возможны грубая и тонкая регулировки .

Грубая регулировка осуществляется поворотом резца относительно регулировочного сектора в зависимости от величины переточек резца .

Тонкая регулировка круглых фасонных резцов осуществляется с помощью: а) сектора и винта; б) эксцентриковой втулки; в) дифференциального винта; г) обычного винта .

Материал державки резца принимаем сталь 45.

Размер державки резца при двухопорном креплении: высота h = 50 мм, ширина b = 60 мм (рисунок 1.7).