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 = 441`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 = 0.250.4 = 0.1 мм T = 0.1/2 = 0.05 мм
- размер 170 Js9 , T` = 1 2T = 0.251 = 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 = 0.83D - 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