Проектирование металлорежущих инструментов

 
 

Министерство  образования и науки Республики Казахстан 

 ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. Серикбаева 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ  МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ ИНСТРУМЕНТОВ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы 04-ТМК-2

Турсынханов А.О.

Проверил:Капаева С.Д. 
 
 
 
 
 
 
 

Усть-Каменогорск

2006 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Методическое  указание для расчета  фасонных резцов

Исходные данные: 

 
 

     1) Выбор оборудования. Выбор оборудования  производится из условия серийности  производства детали. С этой точки  зрения обработка фасонной детали  может быть выполнена на токарных, токарно-винторезных станках, а  также автоматах и многорезцовых полуавтоматов. 

     2) Выбор типа и размеров заготовки.  Для выбранного типа оборудования  применяют в основном сортовой  прокат: круглый горячекатанный  повышенный и нормальной точности  по ГОСТ 2590-71-Диаметры заготовок  деталей, изготавливаемых из круглого сортового проката. Диаметр заготовки выбирается в зависимости от диаметра детали и ее длины (Таблица Б.23).

     Припуски  на механическую обработку торца  принимаются 2 мм при диаметре заготовки  до 50мм, 3мм при диаметре заготовки  свыше 50мм. 

     

3. Выбор типа фасонного резца. 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.  

     4) Конструкции державок. Для установки,  регулирования и крепления фасонных  резцов на станках могут быть  применены державки различных  конструкций. Подробно конструкции державок описаны в литературе [2]. 

     5) Выбор переднего и заднего  углов. 

     Передний  угол выбирается в зависимости от механических свойств обрабатываемого  материала (Таблица Б.27) «Значение углов режущей части фасонного резца»

     Для стали 40ХН с σ_в=700МПа≈70кгс/мм²

      Углы:γ=15⁰ 

           α=10⁰

     Резец из твердого сплава Т5К6

     Углы  на различных участках профиля определяют по формуле:

     

                                                                                            

     Проверяем допустимости выбранного переднего угла может быть осуществлена при помощи следующей эмпирической формулы: 

                                                                                               

     где -передний угол в град., γ=15⁰ 

           - наибольший обрабатываемый радиус детали, =12мм

           - наибольшая глубина обрабатываемого профиля,

          

     

     что удовлетворяет условие.

     Задние  углы резцов выбирают обычно округленными до целых градусов. При конструировании  державок для круглых резцов целесообразно  выбирать величину h, соответствующей целому значению угла a.  

     6) Корригирование профиля

     Задачей конструктора проектирующего фасонный резец, является определение размеров и форм его профиля, которые при заданных углах его заточки и установки создавали бы на обрабатываемой детали профиль заданный ее чертежом. Размеры глубины профиля Т резца в нормальном к задней поверхности сечении у призматических резцов и в радиальном - у круглых резцов должны создавать на детали заданные чертежом размеры глубины профиля t. Размеры профиля детали образуются в передней поверхности резца и непосредственно зависят от измеренных в этой плоскости размеров глубины профиля t. Так как сечения, в которых измеряют величины Т, t,t не совпадают, то коррекционные расчеты заключаются в определении линейных величин t, T по заданной величине t. Размеры ширины профиля фасонных резцов основного типа совпадают с соответствующими осевыми размерами обрабатываемой детали не корригируются.

     Расчет  профиля сводится к последовательному  решению ряда элементарно простых  формул.

     Изготовление  деталей 4 и 5-го классов точности обеспечивается при точности изготовления профиля фасонного резца 0.03мм. В соответствии с этим точность коррекционных расчетов должна составлять 0.005мм с округлением конечных результатов до 0.01мм. Вычисление всех промежуточных размеров должно быть с пятью знаками после запятой при использовании пятизначных таблиц тригонометрических функций.

     Исходные  данные: a- задний угол, g- передний угол, S5a1g- угол заточки, - радиус детали обрабатываемой основной точкой профиля резца, - радиусы детали в узловых точках профиля, - расстояние вдоль оси детали между узловыми точками.

     Общая часть коррекционного расчета  (рисунок 2)

     Целью общей части коррекционного расчета  является определение размеров глубины  профиля резца t по передней поверхности.

     Обозначим цифрами 1, 2, 3... узловые точки профиля  детали так, чтобы первым номером  была обозначена точка наименьшего  радиуса.

     Отметем положение т.1 режущего лезвия резца  на пересечении окружности радиуса с горизонтальной центровой линией детали. Через точку 1 проведем переднюю поверхность под углом g к горизонтальной центровой линии, отстоящей на расстоянии от оси детали. Остальные узловые точки 2, 3, 4... фасонного режущего лезвия располагаются ниже центра вращения на пересечении следа передней поверхности с окружностями радиусов , , и т.д. Соединим точки 2, 3, 4... с центром вращения детали. Получим ряд прямоугольных треугольников.

       Расчет глубины профиля передней поверхности в т.2: 

     из                                         ; 

     из                                           ;

        

;   .

     Отсюда                                              .                                   (45) 

     Аналогично  определяются размеры глубины профиля  , и т.д. 
 
 

 
 

     Рисунок 1 - Схема расчета общей части фасонных резцов. 
 

     2.5.2 Расчет круглого резца. 

     Коррекционный расчет круглого резца заключается (рисунок 4) в определении радиусов окружностей, проходящих через узловые  точки фасонного профиля резца. Резец устанавливается точкой 1 на высоте центра детали. При этом центр резца располагается на расстоянии от линии центра детали.

     Необходимый и достаточный радиус  

                                    

,                                           

     где t- наибольшая глубина профиля детали;

           e- глубина заточки передней поверхности, равная 8-12мм;

6. толщина стенки, равная 5-8мм;

      - радиус базового отверстия,  равный 10...25  мм.

     Вычисленный радиус необходимо округлить до ближайшего большего нормализованного размера ( Таблица Б.25,26 ).

     Положение узловых точек определяется пересечением следа передней поверхности с  соответствующими окружностями детали, проведенными через  
 
 

узловые точки детали. Искомые радиусы (рисунок 5) резца получаются соединением прямых линий центра резца с узловыми точками 2, 3, 4 и т.д.  

     Расстояние  между точкой 1 и узловыми точками определены в общей части расчета.

     Опустив из центра резца перпендикуляр на след передней поверхности, получим ряд прямоугольных треугольников.  

     Из  :                                          

                        

 

     Расчет  размеров в точке 2:

     Из  :                                         

                           

;       

     18

     Глубина профиля 

     Аналогично  ведется расчет для остальных  узловых точек.

     Рисунок 3 - Схема установки круглого фасонного  резца. 

 

     Рисунок 4 - Схема расчета круглого фасонного  резца. 

     2.5.3 Расчет фасонных резцов с базовой  линией по центру детали

     Чтобы увеличить точность обработки ответственных  контурных участков фасонных деталей, усложняют конструкцию фасонных резцов затачивая переднюю поверхность под двумя углами: под передним углом в плоскости, перпендикулярной оси или базе крепления резца, и под углом l в плоскости, параллельной оси или базе крепления резца (рисунок 6).