Практическое занятие конструирование профиля призматического фасонного резца. Проектирование фасонного дискового резца. Определение высоты установки резца

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

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДИСКОВОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

1.1.1. Исходные данные:

Деталь: вид заготовки; марка материала; твердость и предел прочности; размеры, точность и шероховатость обработанных поверхностей детали.

Оборудование: модель станка.

Выбор базовой точки на профиле детали.

Базовая точка лежит на наименьшем радиусе детали.

1.1.3. Выбор количества узловых точек Nна профиле детали

Узловые точки определяются пересечениями линейных участков профиля детали.

Выбор инструментального материала

Дисковые фасонные резца изготавливаются цельными из быстрорежущих сталей или сборными с режущей частью из твердого сплава. При обработке заготовок из конструкционных и легированных сталей применяются резцы из быстрорежущих сталей типа Р6М5 и твердых сплавов типа TI5K6, для обработки заготовок из чугунов и цветных сплавов - резцы из твердых сплавов типа ВК8.

Выбор основных параметров дискового фасонного резца

Основными конструктивными параметрами дискового фасонного резца является наружный диаметр D , диаметр отверстия под оправку d , ширина резца L , элементы крепления резца α 2 и l 2 (рис.1.1.1).

Конструктивные размеры резцов (рис. 1.1.1) выбираются по таблице 1.1.1 в зависимости от максимальной глубины профиля обрабатываемой детали

t max = R max – R max , мм, (1.1.1)

где R max и R max –соответственно максимальный и минимальный радиусы детали, мм.

Таблица 1.1.1

Конструктивные параметры дисковых фасонных резцов, мм

Глубина профиля детали t max	Параметры фасонного резца
Диаметры	Ширина b max	Зазор К	Радиус R	Диаметр d 2	Длина l 2
Dh13	αH8	d 1
До 4						-	-
4 – 6
6 – 8
8 – 10
10 – 12
12 – 16
16 – 18
18 – 21

Рис 1.1.1.

Таблица 1.1.2

Геометрические параметры дисковых фасонных резцов

Обрабатываемый материал	Предел прочности, σ b , МПа	Твердость, НВ	Передний угол γ	Задний угол α
Материал режущей части
Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
Медь, алюминий	-	-	25 – 30	-	8 – 15
Сталь	до 500	до 150	20 – 35	10 – 15	10 – 12
Сталь	500 – 800	150 – 235	10 – 20	10 – 15	10 – 12
Сталь	800 – 1000	235 – 290	10 – 15	0 – 5	10 – 12
Сталь	1000–1200	290 – 350	5 – 10	0 – 5	10 – 12
Бронза, латунь	-	-	0 – 5	-	8 – 10
Чугун	-	до 150			8 – 10
Чугун	-	150 – 200			8 – 15
Чугун	-	200 – 250			8 – 10

Примечания : 1. Допускается применение табличных значений нэдуаишс диаметров D для меньших значений t max

2. Длина шлифованных поясков l 1 = (0,5-1,0)·d (см рис. 4); дана выточки под головку болта l 3 = 0,8·d 1 (см. рис. 4)

3. Ширина резца L определяется расчетом, приведенным ниже.

4. Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий по квалитету Н14, валов – по квалитету h14,

остальные по квалитету ±IT14/2.

Выбор геометрических параметров режущей части резца

Передний γ и задний α углы резца в периферийной точке выбираются в зависимости от марки и физико-механических свойств обрабатываемого материала и марки инструментального материала по табл. 1.1.2.

Определение высоты установки резца

Относительно линии центров станка

h р = R·sind 0 , мм, (1.1.2)

где R – наружный радиус резца, мм; d 0 – задний угол резца в периферийной точке профиля, град (см. рис. 1.1.1)

Определение расстояния

От оси резца до плоскости передней поверхности

Н р = R·sin·(γ 0 + α 0) , мм, (1.1.3)

где γ 0 – передний угол резца в периферийной точке профиля, град (см. рис. 1.1.1)

1.1.9. Определение длины резца (см. рис.1.1.4)

При обработке заготовок из поковок и отливок

L = lg+ (4..6) , мм. (1.1.4)

При обработке заготовок из прутка

L = lg+S 1 +2S 2 +S 3 , мм. (1.1.5)

где S 1 – дополнительная режущая кромка для отрезки детали от прутка (S 1 на 0,5 – 1,0 мм больше ширины отрезного резца); S 2 – перекрытие режущей кромки, равное 2..3 мм; S 3 – упрочняющая часть резца, равная 2..5 мм.

Определение размеров стружечной канавки

Для беспрепятственного схода стружки необходимо предусмотреть достаточную глубину заточки по передней поверхности резца (см. рис 1.1.1). Размер К зависит от максимальной глубины профиля детали t max выбирается по табл 1.1.1.

Коррекционный расчет профиля резца

Работа круглого фасонного резца возможна при наличии положительного заднего угла. Дня образования такого угла переднюю поверхность резца необходимо сместить ниже центра на величину h p (см. рис. 1.1.1). Из формулы (1.1.2) следует, что задний угол α не одинаков по всей длине режущей кромки, а изменяется в зависимости от расстояния режущей кромки до центра резца: чем ближе расположена какая-либо точка режущи кромки к центру резца, тем больше задний угол. Практически значения задних углов для различных точек режущей кромки дискового фасонного резца могут колебаться в пределах 6..15 0 .

Вследствие смещения центра дискового фасонного резца относительна центра детали и наличия положительного переднего угла только точка (см. рис. 1.1.1) профиля резца будет лежать на оси детали, а все остальные ниже ее. Это свидетельствует о том, что профиль резца не идентичен профиле детали. Для получения точного профиля детали профиль дискового фасонного резца подвергается графической или аналитической коррекции.

Графический метод коррекции фасонных резцов менее точен, и применяют его в тех случаях, когда к расчету резцов не предъявляется высоких требований. Аналитический метод коррекции, описанный ниже, дает более точные результаты.

Назначение допусков и технические условия

Параметры шероховатости передних и задних поверхностей резца R a = 0,4..0,2 мкм; посадочного отверстия R a = 0,3..0,4 мкм; твердость режущей части быстрорежущих резцов HRC 62..65.

На габаритные размеры резцов D и L допуски назначаются по 12..13 квалитетам, а для посадочного диаметра резца d, - по 7..8 квалитетам.

Допуски на линейные и диаметральные размеры профиля фасонного резца принимают равными 1/3 допусков на соответствующие размеры обработанной детали. Допуски на диаметральные размеры обычно составляют 0,02..0,06 мм.

ЧИСЛОВОЙ ПРИМЕР РАСЧЕТА

ДИСКОВОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

Исходные данные

Рис. 1.1.2

Деталь – штуцер; заготовка – шестигранный пруток В = 14 мм; марка материала - сталь 45; твердость – I80 HB; предел прочности – σ в = 650 МПа; размеры, точность и шероховатость обработанных поверхностей – рис.2.

25 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

УКРАИНСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине: «Проектирование инструмента»

Работу выполнил С

Группа ЗМБ-А8-1

Проверил

Харьков, 2012 г.

Задание к курсовому проекту

Задание 1

Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали, представленной на эскизе. Материал: алюминий В95 .

Рисунок 1 – Эскиз

Задание 2

Спроектировать круглую протяжку для обработки отверстия. Материал детали: бронза БрА9Ж3Л (HB100), диаметр отверстия после протягивания мм, длина отверстия мм. Шероховатость обработанной поверхности мкм.

Задание 3

Спроектировать зуборезный долбяк для обработки зубчатого колеса со следующими параметрами: мм, , . Степень точности колес 7-В.

1. Проектирование круглого радиального фасонного резца

1.1 Теоретические сведения

Фасонный резец – инструмент, предназначенный главным образом для использования в условиях серийного и массового производств, где все больший удельный вес приобретают автоматически действующие станки – универсальные и специальные автоматы и полуавтоматы. В связи с этим наиболее существенной задачей проектирования фасонных резцов является обеспечение условий рационального использования автоматического оборудования. К таким условиям относятся: высокая стойкость фасонных резцов, широкие технологические возможности и минимальные потери времени на смену, и переточку затупившихся резцов.

Фасонные резцы служат для обработки наружных, внутренних и торцевых поверхностей разнообразного профиля и различаются по конструктивной форме, способу заточки, способу установки в рабочее положение и по характеру главного движения резания.

По конструктивной форме фасонные резцы разделяются на плоские или стержневые, призматические и круглые.

Принцип работы радиальных фасонных резцов основан на постепенном срезании в виде стружки всего подлежащего удалению объема металла режущим лезвием. По мере движения резца в работу вступают все новые и новые точки режущего лезвия и к концу работы стружка срезается всем режущим лезвием. Следовательно, каждая точка режущего лезвия работает определенное время.

Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наружных, так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны, чем призматические, так как представляют собой тела вращения, и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины.

Задние углы у круглых резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости на заготовке в специальных резцедержателях.

1.2 Расчет круглого радиального фасонного резца

Определим общую длину кфр по формуле:

где – длинна обрабатываемой детали, мм;

– участок для перекрывания профиля детали, мм; – длина буртика с радиальным рифлением, мм.

Параметры зубчатых рифлений.

Число зубьев принимаем 32.

Выбор подачи по таблице 5 мм/об.

Составляющие силы резания определим по формуле:

Диаметр посадочного отверстия определим по формуле:

Округляем до ближайшего большего размера из стандартного ряда:

. Так как , крепление кфр в двух опорной державке. Определим наружный диаметр резца по формуле:

(1.4)

где – максимальный радиус кфр, мм;

– глубина профиля, мм;

– участок для размещения стружки, мм;

– толщина стенки резца для обеспечения прочности, мм.

Округляем до ближайшего большего целого числа кратного пяти:

Углы в базовой точке выбираем по таблице 4 :

1.3 Коррекционный расчет КФР

При расчете кфр используем размеры по их середине поля допуска, для размеров без допусков назначаем 14 квалитет. Для линейных размеров используем 14 квалитет точности, а поле допуска по , что позволяет использовать номинальные размеры. На эскизе вычерчиваем заготовку, проставляем все необходимые размеры, указываем узловые точки заготовки, проставляем все необходимые размеры. Для точек с одинаковым диаметром все параметры одинаковы, поэтому рассчитывать их не нужно.

Необходимо спроектировать фасонный резец для обработки детали, представленной на эскизе.

Рис.1

Вариант задания - 5234

Исходные данные об обрабатываемой детали

Размеры детали

D1 =69мм D2= 55,5 мм D3= 13 мм L1=5 мм L2= 10 мм

L3 = 13 мм R1=28 мм D4=62,5 мм D5=58,5 мм D6=55,5 мм

D7=53,5 мм D8=52,5 мм L4=13 мм L5=3 мм L6=6 мм

L7=9,5 мм D9=49 мм D10=44 мм L8=12 мм L9=10 мм

Материал детали - Сталь 50

Твердость материала детали НВ, МПа - 2364

Обрабатываемая деталь представляет собой тело вращения и имеет цилиндрический, конический, сферический участки и участок, заданный координатами.

Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали

фасонный резец червячный фреза

Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали определяется относительно координатных осей X и Y. Центр координатных осей 0 находится в точке пересечения левого края детали и ее оси вращения. Координатная ось Y проводится из центра координатных осей 0 перпендикулярно оси X.Фасонный профиль детали на отдельных участках в большинстве случаев состоит из сочетания отрезков прямых линий и дуг окружностей. Координатным способом можно задать фасонный профиль детали, образующая поверхность которой описывается кривыми линиями. Фасонный профиль обрабатываемой детали условно разделяется на отдельные элементарные участки (отрезки прямых линий, дуги окружностей и т.д.), для каждого из которых определяется математическое выражение.

Графическое выражение фасонного профиля показано на рисунке 1.

Рис.2

Математическое выражение фасонного профиля:

В интервале 0?Х?5 профиль представляет собой отрезок линии, параллельной оси детали (оси Х), и выражается формулой Y=27,75.

В интервале 5? Х?13 профиль представляет собой отрезок линии, заданный по окружности, и выражается формулой

В интервале 13? Х? 26 профиль представляет собой отрезок линии, заданной координатным способом, и выражается формулами:

Y = 31,25 Х= 13

Y = 29,25 Х = 16

Y = 27,75 Х= 19

Y = 26,75 Х = 22,5

Y = 26,25 Х= 26

В интервале 26? Х?38 профиль представляет собой отрезок линии, наклонной к оси детали (ось Х), проходящий через две точки 1и 2 с координатами: точка 1- 26, 24,5; точка 2- 38, 22 - и выражается формулой

Y= + 22- = -0,1875Х+22,1875 = -0,188Х+22,188

Выбор габаритных размеров фасонного резца

Габаритные размеры фасонного резца выбираются в зависимости от максимальной глубины Тmax фасонного профиля обрабатываемой детали и коэффициента К, которые определяются по формулам:

Тmax = ,

где Dmax и Dmin - максимальный и минимальный диаметр фасонного профиля обрабатываемой детали

L- общая длина фасонного профиля обрабатываемой детали (вдоль оси Х).

Тmax = = 12,5 мм

Выбор габаритных размеров призматического фасонного резца

Габаритные размеры призматического фасонного резца (рис.3) выбираются из таблицы 2.[ 6,стр.10]

Для Тmax = 12,5 и К= 3,84 габаритные размеры фасонного резца следующие

Ширина Lр определяется после конструктивного оформления фасонного профиля режущей части резца; угол ф элементов крепежной части фасонного резца принимается равным 60о; угол в определяется по формуле

в = 90о - (б+г)

где б и г передний и задний углы фасонного резца в зависимости от материала обрабатываемой детали и инструментального материала.

Рис. 3.

Выбор переднего и заднего углов фасонного резца

Передний и задний углы выбираются из таблицы 4 в зависимости от материала обрабатываемой детали.

При обработке стали 50 НВ = 2364 МПа

г=12°; б=8°.

в=90°-12°-8°=70°.

Расчет глубины фасонного профиля призматического фасонного резца

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок прямой линии, параллельной оси детали, глубина фасонного профиля резца постоянна для всех значений Х и рассчитывается по формуле

Ср = М) ,

где М -коэффициент, характеризующий отрезок прямой линии, принимается равным b0

В интервале 0?Х?5 М = 27,75 мм

Ср = 27,75*) = 27,75*) = 27,75* *4,519 = 27,75*0,0436*4,5199 = 5,46 мм.

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок прямой линии, наклоненной к оси детали, глубины фасонного профиля резца для каждого значения от Х1 до Х2 рассчитывается по формуле

Ср = (NX +Q) ],

где коэффициенты N и Q характеризуют отрезок прямой линии и принимаются равными

Ср = (-0,188*26+22,188)] =

17,3*) = 17,3* = 17,3*(-

0,0523)*4,519 = 4,09 мм

Ср = (-0,188*38+14,875)] =

7,731*) = 7,731* =

7,731*(-0,1074)*4,519 = 3,75 мм

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок линии, заданной по окружности, глубины фасонного профиля резца для каждого значения от Х1 до Х2 рассчитывается по формуле

где коэффициенты S, G, B и W характеризуют отрезок линии и принимаются равными:

Ср=(1*6,5)*sin

= (1* +6,5)*sin (12- =

34,0499*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,099*0,0756*4,5199=11,64 мм

Ср=(1*6,5)*sin

34,3388*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,338*0,0756*4,5199=11,74 мм

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок линии, заданной координатным способом, глубины фасонного профиля резца для каждого значения Х рассчитывается по формуле

Ср = 31,25*)* = 31,25 * sin (12-

*=31,25* sin (12- *4,5199 =31,25*0,0640*4,5199= 9,04 мм

Ср = 29,25*)* = 29,25 * sin (12-

*=29,25* sin (12- *4,5199 = 29,25*0,0523*4,5199 = 6,92 мм

Ср = 27,25*)* = 27,25 * sin (12-

*=27,25* sin (12- *4,5199 =27,25*0,0436*4,5199 = 5,37 мм

Для Х = 22,5

Ср = 26,75*)* = 26,75*

26,75*0,0378*4,5199 = 4,57мм

Для Х = 26,0

Ср = 26,25*)* = 26,25 * sin (12-

*= 23,25*sin (12- *4,5199 = 26,25*0,0349*4,5199 = 4,36 мм

Конструктивное оформление фасонного резца

Построение фасонного профиля резца производится координатным способом. Для призматического фасонного резца координатами являются глубина Ср фасонного профиля резца и размер Х вдоль оси обрабатываемой детали.

Ширина Lр фасонного профиля обрабатываемой детали (вдоль оси детали); Т1иТ2 - размеры, определяющие дополнительные упрочняющие кромки фасонного профиля резца. Так как у нас деталь изготавливается из штучной заготовки, то Т1=Т2.

где Т3 - размер принимается равным 1…2 мм, Т4 принимается равным 2…3 мм.

Принимаем Т3 и Т4 равным 2 мм.

Lp = 48+2*4 = 54 мм

Размер Т5 выбирается из соотношения

где Тmаx - максимальная глубина фасонного профиля обрабатываемой детали

Принимаем Т5 = 12 мм

Размер Т6 принимаем равным Т5 с перекрытием на 2…3 мм.

Т6 = 12,5+3=15 мм

Угол принимаем равными 15°.

Рис. 4

Фасонные резецы с шириной Lp? 15 мм изготавливаются составными. В составном призматическом В составном фасонном резце режущая часть имеет следующие размеры:

высота - (0,5…0,6)Н = 0,5*·90=45 мм;

ширина - Lр= 52 мм

толщина - (0,6…0,7)В = 0,7*25 = 17,5 мм

Твёрдость фасонного резца:

а) режущая часть из быстрорежущей стали - HRC, 62…65;

б) крепёжная часть - HRC, 40…45.

Параметры шероховатости поверхностей фасонного резца:

а) передней поверхности и фасонной задней поверхности - Ra?0,32 мкм;

б) посадочных поверхностей крепёжной части - Ra?1,25 мкм;

в) остальных поверхностей - Ra?2,5 мкм.

Предельные отклонения глубины фасонного профиля принимаются ±0,01 мм, ширины фасонного профиля резца принимаются в зависимости от её допуска, т.е. ±1/2Тр.

Допуск на ширину фасонного профиля резца определяется по формуле

Тр=(0,5…0,7)Тs,

где Тs - допуск на ширину фасонного профиля обрабатываемой детали.

Предельные отклонения других размеров фасонного резца принимаются:

а) для вала - h12;

б) для отверстия - Н12;

в) для остальных - ±1/2IT12.

Предельные отклонения углов:

а) передний г и задний б углы ±1°;

б) угол крепёжной части ф=±30?;

в) остальные углы ±1,5°.

Комплексная проверка крепёжной части фасонного резца производится по размеру П (с точностью 0,05 мм)

где d - диаметр калиброванного ролика, d=Е=10 мм.

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.