Проектирование фасонного резца

Проектирование фасонного резца

Исходные данные:

Тип резца - круглый, внутренний

Материал детали - сталь 12ХМФ


Определение конструктивных элементов резца.

Габаритные размеры и размеры элементов крепления резца выбирают в зависимости от

наибольшей глубины профиля обрабатываемой детали.

t>max >= d>max> - d>min> / 2,

где d>max> , d>min> - наибольший и наименьший обрабатываемые диаметры.

t>max >= 170 - 138 / 2 = 16 мм

Для внутренней обработки диаметр круглого резца должен быть не более 0.75 наименьшего

обрабатываемого им диаметра детали.

Рабочая ширина резца L>p>, кроме основной режущей части, образующей форму обрабатываемой

детали, имеет дополнительные режущие кромки. Они предназначены для подготовки отрезки

детали от прутка и для обработки фасок.

Кроме того, режущие кромки, обрабатывающие фаски, имеют перекрытие, а резец заканчивается

упрочняющим участком.

L>p> = l>g> + b + b>1> + c + a,

где l>g> - длина фасок поверхности детали;

b - ширина лезвия под отрезку = 5мм;

b>1>=c=1 мм - величина перекрытия;

a =3 мм - ширина упрочняющего участка.

L>p> = 39 + 5 + 1 + 3 = 48 мм

Выбор геометрических параметров

Величины переднего >1> и заднего >1> углов принимают в зависимости от обрабатываемого материала для основной точки профиля резца, обрабатывающей наибольший диаметр детали.

учитывая это, выбираем:

передний угол >1> = 14

задний угол >1> = 15

Расчет профиля резца

Расстояние от оси детали до следа передней поверхности резца:

h>g> = r>1>  sin >1> = 85  sin 15 = 21.9996 мм

Вспомогательный параметр

A>1> = r>1 > cos >1> = 85  cos 15 = 82.1 мм

Угол заточки резца:

>1> = >1> + >1> = 15 + 15 = 30

Передний угол в текущей точке:

>i>> >= arcsin h>g>/r>i> , 

>2> = arcsin 21.9996 / 71 = 18.047

>3> = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

>4> = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

>5> = arcsin 21.9996 / 77 = 18.59

>6> = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

>7> = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

>8> = arcsin 21.9996 / 70 = 18.317

Вспомогательный параметр:

A>i> = r>i>  cos >i> ,

A>1> = 85  cos 15.011 = 82.099

A>2> = 71  cos 18.047 = 67.510

A>3> = 69  cos 18.590 = 65.390

A>4> = 69  cos 18.590 = 65.390

A>5> = 77  cos 16.600 = 73.790

A>6> = 69  cos 18.047 = 65.390

A>7> = 70  cos 18.047 = 65.390

A>8> = 85  cos 18.317 = 66.450

Глубина профиля резца по передней поверхности для i-той точки:

C>i> = - (A>i> - A>1>), мм

C>1> = 0

C>2> = - ( 67.51 - 82.099 ) = 14.6

C>3> = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C>4> = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C>5> = - ( 73.79 - 82.099 ) = 8.3

C>6> = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C>7> = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C>8> = - ( 66.45 - 82.099 ) = 15.7

Расстояние от точки оси резца до следа его передней поверхности:

h>p> = R>1>  sin >1>

где D>1> = 0.75d>2> ; D>1> = 104.25 ; R>1> = 52 мм

h>p> = 52  sin 30 = 26 мм

Вспомогательный параметр

B>i> = B>1> - l>i> ,мм

где B>1> = R>1>  cos >1> = 52  cos 30 = 45.03 мм

Подставив известные величины, получаем:

B>2> = 45.03 - 14.6 = 30.4

B>3> = 45.03 - 16.7 = 28.3

B>4> = 45.03 - 16.7 = 28.3

B>5> = 45.03 - 8.3 = 36.73

B>6> = 45.03 - 16.7 = 28.3

B>7> = 45.03 - 16.7 = 28.3

B>8> = 45.03 - 15.7 = 29.3

Суммарный угол в i-той точке профиля резца:

>i> = arctg h>p> / B>i> ,

>1> = 30

>2> = arctg 26/ 30.4 = 40.54

>3> = arctg 26/ 28.3 = 42.57

>4> = arctg 26/ 28.3 = 42.57

>5> = arctg 26/ 36.73 = 35.29

>6> = arctg 26/ 28.3 = 42.57

>7> = arctg 26/ 28.3 = 42.57

>8> = arctg 26/ 29.3 = 41.58

Задний угол в рассматриваемой i-й точке резца:

>i> = >i> - >i> , 

>1> = 15

>2> = 40.54 - 18.047 = 22.493

>3> = 42.57 - 18.59 = 23.98

>4> = 42.57 - 18.59 = 23.98

>5> = 35.29 - 16.6 = 18.69

>6> = 42.57 - 18.59 = 23.98

>7> = 42.57 - 18.59 = 23.98

>8> = 41.58 - 18.317 = 23.26

Радиус резца в i-й точке:

R>i> = h>p> / sin >i> ,мм

R>1> = 26 / sin 30 = 52

R>2> = 26 / sin 40.54 = 40.001

R>3> = 26 / sin 42.57 = 38.434

R>4> = 26 / sin 42.57 = 38.434

R>5> = 26 / sin 35.29 = 45.005

R>6> = 26 / sin 42.57 = 38.434

R>7> = 26 / sin 42.57 = 38.434

R>8> = 26 / sin 41.58 = 39.176

Глубина профиля резца в i-й точке:

t>i> = R>1> - R>i> , мм

t>1> = 0

t>2> =52 - 40.001 = 11.999

t>3> =52 - 38.434 = 13.566

t>4> =52 - 38.434 = 13.566

t>5> =52 - 45.005 = 6.995

t>6> =52 - 38.434 = 13.566

t>7> =52 - 38.434 = 13.566

t>8> =52 - 39.176 = 12.824

Профилирование круглого резца.

Вычерчиваем профиль резца в масштабе. На профиле отмечаем характерные точки 1 ... 10, на

тех участках, где профиль изделия параллелен его оси, характерными будут узловые точки.

Для каждой точки определяем расстояние до нее от одного из торцов детали l>i> и радиус r>i>.

Получаем проекции всех угловых точек на оси детали 1`... 10` . Из центра изделия проводим

окружности с радиусами r>1>,r>2>,...

На оси детали находим основную точку, находящуюся на пересечении профиля детали и наи-

большего обрабатываемого радиуса резца.

Через основную точку под углом 1 к оси детали проводим прямую N-N, которая является

следом от передней поверхности резца. Найдем положение характерных точек на передней поверхности резца. Для этого из центра детали проводим радиусы O>g1>` ,O>g2>’... На пересечении

этих радиусов с прямой N-N получаем соответствующие точки 1``,2``...

Для построения профиля резца переносим эти точки на ось O>p>-O>p>` радиусами R>1> ,R>2> ... из центра O>p>. Обозначим эти точки 1```,2```...

Для получения профиля круглого резца в радиальном сечении, спроецируем эти точки на гори

зонтальную проекцию детали до пересечения с перпендикулярами ее оси, проходящими через точки 1,2 ...

Профиль обрабатываемых деталей состоит из следующих участков:

два конических, торовидный и цилиндрический.

Из-за несовпадения радиальных сечений изделия и резца, размеры конических и торовидного участков будут отличаться.

Если точность изготовления деталей невысока (11 квалитет и грубее), то конический участок

профиля строят по крайним точкам, тогда угол этого участка находят:

 = arctg t/l

где t - глубина профиля резца на коническом участке

l - расстояние между крайними точками конического участка профиля вдоль оси детали.

 = arctg 1 / 1 = 45

 = arctg 14.5 / 15 = 441`30``

Определим радиус профиля фасонного резца:


 = ( t2>1> + x2>0> ) / 2t>1> = 72 +72 / 14 = 7 мм

Исследование геометрии резца

Для исследования геометрии фасонного резца необходимо провести анализ изменения величин

углов вдоль его режущих кромок. Величины передних и задних углов в нормальной плоскости

к рассматриваемой точке фасонного профиля резца находят по формулам:

>ni> = arctg ( tg >i>  sin >i >),

>ni> = arctg ( tg >i>  sin >i> ),

где >i> - угол между касательной к режущей кромке в рассматриваемой точке и прямой,

перпендикулярной к оси резца.

В узловых точках 1 и 2 углы 1= 2 = 90 - 90 = 0

>n1,2> = arctg (tg 16.3  sin0) = 0

>n1,2> = arctg ( tg 15.7  sin0) = 0

Поэтому соответствующий участок заменим прямой.

Построим график изменения углов по всему контуру.


Материал фасонного резца, допуски на размеры и технические

требования.

В качестве материала для изготовления фасонного резца следует применять быстрорежущую

сталь или твердый сплав. Выбираем твердый сплав Т15К6.

Определяем допуски на диаметральные размеры:

- размер 140 Js12, T` = 0.4 2T = 0.250.4 = 0.1 мм T = 0.1/2 = 0.05 мм

- размер 170 Js9 , T` = 1 2T = 0.251 = 0.25 мм T = 0.25/2 = 0.125 мм

Определяем допуски на линейные размеры:

- размер 39 H24 , T` = 0.4 T = 0.4  0.5 = 0.2 мм

- размер 4 H22 , T` = 0.12 T = 0.12  0.5 = 0.6 мм

- размер 14 H22 , T` = 0.18 T = 0.18  0.5 = 0.9 мм

- размер 2 H22 , T` = 0.12 T = 0.12  0.5 = 0.6 мм

- размер 15 H22 , T` = 0.18 T = 0.18  0.5 = 0.9 мм

Допуски наружного диаметра выбираем по h9, а диаметр под оправку H7

Определение ресурса работы резца

Обеспечение производства режущим инструментом возможно только на базе технически

обоснованных нормативов его расхода, которые нетрудно установить, зная ресурс работы

инструмента; определяемый по формуле:

T>1> = ( n + 1 )  T,

где n - количество переточек инструмента;

T - стойкость инструмента между переточками;

n = M / h>u>

где M - величина допустимого стачивания;

h>u> - величина стачивания до 1-й переточки.

Величина допустимого стачивания:

M = 0.83D - 10

где D - наружный диаметр круглого резца.

M = 0.83    90 - 10 = 224.6

n = 224.6 / 1.5 = 149.8

T>1> = ( 149.8 + 1) 2.25 = 339.3