Проектирование фасонного резца

1 Проектирование фасонного резца

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.

Если все точки фасонного режущего лезвия резца расположены на высоте центра вращения детали, то эти точки лежат в диаметральной плоскости детали и профиль лезвия в этом случае тождественен профилю шаблона детали. Такое расположение фасонных режущих лезвий резцов возможно лишь при условии, что передний угол γ =0 и передняя поверхность резцов совпадает с диаметральным сечением деталей. Если при этом передняя поверхность резцов будет одновременно нормальна к фасонным задним поверхностям, то профили деталей и резцов совпадут, коррекционные расчеты станут ненужными и шаблонами резцов будут служить контршаблоны деталей; последнее возможно лишь при условии, что передний угол γ = 0⁰ и задний угол α = 0⁰, что практически является невозможным.

Для эффективного резания резцами необходимо осуществить заточку или произвести установку резцов под углом α > 0⁰ (при этом устраняется смятие поверхности резания детали задней поверхностью резца). Для повышения режущих качеств осуществляется заточка передней поверхности резца под углом γ > 0⁰.

Таким образом причиной, вызывающей необходимость коррекционных расчетов фасонных профилей является угол искажения профиля Σ = α + γ.

Рассмотрим алгоритм коррекционного расчета глубины профиля фасонного резца.

1.1 Исходные данные и алгоритм расчета.

 

Деталь

 

Рис.1

Материал заготовки: Сталь 40ХС

σ_в=1200Мпа;

Тип резца – призматический.

Блок-схема расчета профиля призматического фасонного резца (Рис.2).

Рис.2.

 

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

Определяем наибольшую глубину профиля детали.

_max=(d_max-d_min)/2=(45-35)/2=5мм,

где d_max и d_min соответственно наибольший и наименьший диаметры заготовки.

Выбираем величину переднего γ₀ и заднего α₀ углов резца в зависимости от обрабатываемого материала.

 

По таблице 1.1 выбираем γ₀=12° α₀=10°

Величина переднего угла для различных точек режущей кромки различна и в отдельных случаях принимает нежелательное значение .Поэтому производим проверку допустимости выбранной величины

γ₀ 

где r_max – максимальный радиус обрабатываемой детали.

γ_{0≤10х(22.5/5) =45,}

Что позволяет сделать вывод о выполнении данного условия.

Определяем угол заточки Σ₀: Σ₀= γ₀+α₀=12⁰+10⁰=22⁰

Определяем угол заострения β₀: β₀=90⁰-Σ₀=≥[ β]

β₀₌90-22=68⁰

 

Определяем форму и размеры резца вдоль оси детали.

Для этого вычерчиваем заданную деталь, распологая ее торцом большего диаметра слева, ближе к шпинделю. На чертеже находим дополнительные режущие кромки резца.

a=3мм; b₁=1мм;

Определяем ширину резца вдоль оси детали

 L_p=lg+a+с+b+b₁=35+3+2+5+1=46мм

 

Рис. 3. Дополнительные режущие кромки фасонного резца.

Выбираем габаритные и конструктивные размеры резца по табл.2

[10] в зависимости от t_max.

Т.к. t_max=5мм , то:

a= 3мм;

b=5мм;

b1=1 мм;

t=5 мм;

φ=15⁰

ld=35 мм

Рис 4. Размеры призматических резцов

Табл. 1.2

Рис5. Габаритные размеры призматического фасонного резца

Геометрические параметры резца:

-В=14мм;

-Н=75мм;

-Е=6мм;

-А=20мм;

-F=10мм;

-r=0.5мм;

-d=6мм;

-M=29мм.

Алгоритм расчет профиля призматичемкого фасонного резца.

Ao=r_osinγ_o=17.5sin12^о=3.28мм

γ_i= arcsin

γ₁= arcsin(3.28/20)=10.49 ^о

γ₂= arcsin(3.28/22.5)=6 ^о

Δi=γ_o- γ_i

Δ1=12 ^о -10.5=1.5

Δ2=12^о-6^о=4^о

Bi=r_o cos Δi

B₁=20 cos 1.5^о =19.94

B₂=22.5 cos 4^о =22.49

Yi= Bi-r_o

Y₁=19.94-17.5=2.496

Y₂=22.48-17.5=4.97

τ_i= Yi cos γ_o

τ₁=2.496/ cos12^о=2.539

τ₂=4.97cos12^о=5.069

Ti= τ_i cos Σ₀

T1=2.539 cos22 ^о =2.38мм

T2=5.069 cos22 ^о =4.76мм

1.3 Проектирование шаблона и контршаблона

По результатам коррекционного расчета строится профиль шаблона для контроля точности профиля фасонной поверхности резца после шлифования и контршаблона для контроля профилей шаблона и шлифования круга для обработки профиля резца. Для этого через базовую точку параллельно оси проводят координатную прямую, от которой откладывают вычисленные значения высоты профиля резца в характерных точках R_i. Осевые размеры профиля резцов с осью, параллельной оси детали, равны осевым размерам детали.

Криволинейные участки профиля могут быть заданы либо в виде дуги радиуса r, величина которого определяется с использованием координат трех характерных точек, расположенных на криволинейном участке, либо координатами ряда точек, через которые проходит кривая.

2 Построение параметрической модели призматического фасонного резца

2.1 Исходные данные:

1.Диаметры заготовки:

-r1=17.5мм;

-r2=20мм;

-r3=22.5мм.

2. Главные углы резца:

- γ₀=12-главный передний угол;

- α₀ =10-главный задний угол;

3.Геометрические параметры резца:

-В=14мм;

-Н=75мм;

-Е=6мм;

-А=20мм;

-F=10мм;

-r=0.5мм;

-d=6мм;

-M=29мм.

2.2 Ввод исходных данных для создания параметрической модели

Эти данные вводим в окно переменных. На их основе определяются производные данные.

Рис.6 Окно переменных в задаче параметрического моделирования

2.3 Построение параметрической модели

Для построения модели графически задается последовательность графических команд. При этом в расчетных выражениях указываются параметры для команд (рис.7.). В представленном окне команд зафиксирована графическая команда Рисование отрезка под углом к прямой. С помощью этой команды изображается главная задняя поверхность резца. В группе Значение выбирается вкладка Длина и угол.

Рис.7 Окно команд в задаче параметрического моделирования призматического фасонного резца.

В результате применения аппарата параметрического моделирования строится параметрическая модель призматического фасонного резца (рис.8).

рис.8 Параметрическая модель призматического фасонного резца

2.4 Сохранение параметрической модели

После окончания работы над моделью сохраняем ее в отдельный файл с расширением аgр (с помощью команды Файл / Сохранить). Теперь модель можно вставить в обычный чертеж как параметрический блок (см. команду Рисовать / Блок / Вставить блок). При вставке параметрического блока пользователю предоставляются для заполнения только исходные данные.

Литература

1.  Методические указания «Автоматизированное проектирование фасонных резцов с применением ЭВМ СМ-2М»: Кисилев В.Н. – Луганск 1991. – 20 с.

2.  Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: Уч. Пособие для вузов по спец. 0501/ под общ. ред. Г.Н.Кирсанова. – М.: Машиностроение, 1986 – 288с.

3.  Нефедов Н.А., Осипов К.А., Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. – М.: Машиностроение, 1984. – 400с.

4.  Справочник технолога по автоматическим линиям / Под ред. А.Г.Косиловой. – М.: Машиностроение, 1982. – 320с.

5.  Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. – Т.1 / Под ред. А.Г.Косиловой. – М.: Машиностроение, 1985. – 656с.

6.  Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. – Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещеряковой. – М.: Машиностроение, 1986. – 496с.

7.  Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. – Киев: Вища шк., 1986. – 455с.

8.  Методические указания к выполнению курсового проекта «Автоматизированное проектирование фасонных резцов с применением ЭВМ» / Сост.: В.Н. Кисилёв, П.М. Андросов. – Ворошиловград: ВМСИ, 1988.-19 с.