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.

tmax = dmax - dmin / 2,

где dmax , dmin - наибольший и наименьший обрабатываемые диаметры.

tmax = 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 Lp , 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.

Lp = lg + b + b1 + c + a,

где lg - длина фасок поверхности детали;

b - ширина лезвия под отрезку = 5мм;

b1 =c=1 мм - величина перекрытия;

a =3 мм -ширина упрочняющего участка.

Lp = 39 + 5 + 1 + 3 = 48 мм

Выбор геометрических параметров

Величины переднего g1 и заднего a1 углов принимают в зависимости от обрабатываемого материала для основной точки профиля резца, обрабатывающей наибольший диаметр детали.

учитывая это, выбираем:

передний угол g1 = 14°

задний угол a1 = 15°

Расчет профиля резца

Расстояние от оси детали до следа передней поверхности резца:

hg = r1 * sin g1 = 85 * sin 15° = 21.9996 мм

Вспомогательный параметр

A1 = r1 * cos g1 = 85 * cos 15° = 82.1 мм

Угол заточки резца:

e1 = g1 + a1 = 15 + 15 = 30°

Передний угол в текущей точке:

gi = arcsin hg /ri

g2 = arcsin 21.9996 / 71 = 18.047

g3 = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

g4 = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

g5 = arcsin 21.9996 / 77 = 18.59

g6 = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

g7 = arcsin 21.9996 / 69 = 18.59

g8 = arcsin 21.9996 / 70 = 18.317

Вспомогательный параметр:

Ai = ri * cos gi

A1 = 85 * cos 15.011 = 82.099

A2 = 71 * cos 18.047 = 67.510

A3 = 69 * cos 18.590 = 65.390

A4 = 69 * cos 18.590 = 65.390

A5 = 77 * cos 16.600 = 73.790

A6 = 69 * cos 18.047 = 65.390

A7 = 70 * cos 18.047 = 65.390

A8 = 85 * cos 18.317 = 66.450

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

Ci = - (Ai - A1 ), мм

C1 = 0

C2 = - ( 67.51 - 82.099 ) = 14.6

C3 = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C4 = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C5 = - ( 73.79 - 82.099 ) = 8.3

C6 = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C7 = - ( 65.39 - 82.099 ) = 16.7

C8 = - ( 66.45 - 82.099 ) = 15.7

Расстояние от точки оси резца до следа его передней поверхности:

hp = R1 * sin e1

где D1 = 0.75d2 ; D1 = 104.25 ; R1 = 52 мм

hp = 52 * sin 30° = 26 мм

Вспомогательный параметр

Bi = B1 - li ,мм

где B1 = R1 * cos e1 = 52 * cos 30° = 45.03 мм

Подставив известные величины, получаем:

B2 = 45.03 - 14.6 = 30.4

B3 = 45.03 - 16.7 = 28.3

B4 = 45.03 - 16.7 = 28.3

B5 = 45.03 - 8.3 = 36.73

B6 = 45.03 - 16.7 = 28.3

B7 = 45.03 - 16.7 = 28.3

B8 = 45.03 - 15.7 = 29.3

Суммарный угол в i-той точке профиля резца:

ei = arctg hp / Bi

e1 = 30°

e2 = arctg 26/ 30.4 = 40.54

e3 = arctg 26/ 28.3 = 42.57

e4 = arctg 26/ 28.3 = 42.57

e5 = arctg 26/ 36.73 = 35.29

e6 = arctg 26/ 28.3 = 42.57

e7 = arctg 26/ 28.3 = 42.57

e8 = arctg 26/ 29.3 = 41.58

Задний угол в рассматриваемой i-й точке резца:

ai = ei - gi , °

a1 = 15

a2 = 40.54 - 18.047 = 22.493

a3 = 42.57 - 18.59 = 23.98

a4 = 42.57 - 18.59 = 23.98

a5 = 35.29 - 16.6 = 18.69

a6 = 42.57 - 18.59 = 23.98

a7 = 42.57 - 18.59 = 23.98

a8 = 41.58 - 18.317 = 23.26

Радиус резца в i-й точке:

Ri = hp / sin ei ,мм

R1 = 26 / sin 30 = 52

R2 = 26 / sin 40.54 = 40.001

R3 = 26 / sin 42.57 = 38.434

R4 = 26 / sin 42.57 = 38.434

R5 = 26 / sin 35.29 = 45.005

R6 = 26 / sin 42.57 = 38.434

R7 = 26 / sin 42.57 = 38.434

R8 = 26 / sin 41.58 = 39.176

Глубина профиля резца в i-й точке:

ti = R1 - Ri , мм

t1 = 0

t2 =52 - 40.001 = 11.999

t3 =52 - 38.434 = 13.566

t4 =52 - 38.434 = 13.566

t5 =52 - 45.005 = 6.995

t6 =52 - 38.434 = 13.566

t7 =52 - 38.434 = 13.566

t8 =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 li и радиус ri .

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

окружности с радиусами r1 ,r2 ,...

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

большего обрабатываемого радиуса резца.

Через основную точку под углом g1 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 Og1 ` ,Og2 ’... На пересечении

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

Для построения профиля резца переносим эти точки на ось Op -Op ` радиусами R1 ,R2 ... из центра Op . 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:

j = arctg t/l

где t - глубина профиля резца на коническом участке

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

j = arctg 1 / 1 =45°

j = arctg 14.5 / 15 = 44°1`30``

Определим радиус профиля фасонного резца:


r = ( t2 1 + x2 0 ) / 2t1 = 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:

ani = arctg ( tg ai * sin ji ),

gni = arctg ( tg gi * sin ji ),

где gi - угол между касательной к режущей кромке в рассматриваемой точке и прямой,

перпендикулярной к оси резца.

В узловых точках 1 и 2 углы g1= g2 = 90° - 90° = 0

an1,2 = arctg (tg 16.3 * sin0) = 0

gn1,2 = arctg ( tg 15.7 * sin0) = 0

Поэтому соответствующий участок заменим прямой.

Построим график изменения углов по всему контуру.


Материал фасонного резца, допуски на размеры и технические

требования.

В качестве материала для изготовления фасонного резца следует применять быстрорежущую

сталь или твердый сплав. Выбираем твердый сплав Т15К6.

Определяем допуски на диаметральные размеры:

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

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

Определяем допуски на линейные размеры:

- размер 39 h14 , T` = 0.4 T = 0.4 * 0.5 = 0.2 мм

- размер 4 H12 , T` = 0.12 T = 0.12 * 0.5 = 0.6 мм

- размер 14 H12 , T` = 0.18 T = 0.18 * 0.5 = 0.9 мм

- размер 2 H12 , T` = 0.12 T = 0.12 * 0.5 = 0.6 мм

- размер 15 H12 , 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:

T1 = ( n + 1 ) * T,

где n - количество переточек инструмента;

T - стойкость инструмента между переточками;

n = M / hu

где M - величина допустимого стачивания;

hu - величина стачивания до 1-й переточки.

Величина допустимого стачивания:

M = 0.83*pD - 10

где D - наружный диаметр круглого резца.

M = 0.83 *p* 90 - 10 = 224.6

n = 224.6 / 1.5 = 149.8

T1 = ( 149.8 + 1) *2.25 = 339.3




29-04-2015, 04:10

Разделы сайта