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