Реферат: Проектирование фасонного резца
Исходные данные:
Тип резца — круглый, внутренний
Материал детали — сталь 12ХМФ
/>
Определение конструктивных элементов резца.
Габаритныеразмеры и размеры элементов крепления резца выбирают в зависимости от
наибольшейглубины профиля обрабатываемой детали.
tmax = dmax — dmin/ 2,
гдеdmax, dmin — наибольший и наименьший обрабатываемыедиаметры.
tmax = 170 — 138 / 2 = 16 мм
Длявнутренней обработки диаметр круглого резца должен быть не более 0.75наименьшего
обрабатываемогоим диаметра детали.
Рабочаяширина резца Lp, кроме основной режущей части, образующей формуобрабатываемой
детали,имеет дополнительные режущие кромки. Они предназначены для подготовки отрезки
деталиот прутка и для обработки фасок.
Крометого, режущие кромки, обрабатывающие фаски, имеют перекрытие, а резецзаканчивается
упрочняющимучастком.
Lp = lg + b + b1+ c + a,
гдеlg — 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
Величиныпереднего g1 изаднего a1 угловпринимают в зависимости от обрабатываемого материала для основной точки профилярезца, обрабатывающей наибольший диаметр детали.
учитываяэто, выбираем:
переднийугол g1 = 14°
заднийугол a1 = 15°
Расчет профиля резца
Расстояниеот оси детали до следа передней поверхности резца:
hg = r1 * sin g1= 85 * sin 15° = 21.9996 мм
Вспомогательныйпараметр
A1 = r1 * cos g1= 85 * cos 15° = 82.1 мм
Уголзаточки резца:
e1 = g1+ a1= 15 + 15 = 30°
Переднийугол 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
Глубинапрофиля 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
Расстояниеот точки оси резца до следа его передней поверхности:
hp = R1 * sin e1
гдеD1 = 0.75d2; D1 = 104.25; R1 = 52 мм
hp = 52 * sin 30° = 26 мм
Вспомогательныйпараметр
Bi = B1 — li, мм
где B1 = R1* cos e1= 52 * cos 30° = 45.03 мм
Подставивизвестные 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
Суммарныйугол 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
Заднийугол 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
Радиусрезца 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.
Вычерчиваемпрофиль резца в масштабе. На профиле отмечаем характерные точки 1… 10, на
техучастках, где профиль изделия параллелен его оси, характерными будут узловыеточки.
Длякаждой точки определяем расстояние до нее от одного из торцов детали li и радиус ri.
Получаемпроекции всех угловых точек на оси детали 1`… 10`. Изцентра изделия проводим
окружностис радиусами r1,r2,...
Наоси детали находим основную точку, находящуюся на пересечении профиля детали инаи-
большегообрабатываемого радиуса резца.
Черезосновную точку под углом g1 к оси детали проводим прямую N-N,которая является
следом от передней поверхности резца. Найдем положение характерных точек на переднейповерхности резца. Для этого из центра детали проводим радиусы Og1` ,Og2’… На пересечении
этихрадиусов с прямой N-N получаем соответствующие точки 1``,2``...
Дляпостроения профиля резца переносим эти точки на ось Op-Op` радиусами R1 ,R2…из центра Op. Обозначим эти точки 1```,2```…
Дляполучения профиля круглого резца в радиальном сечении, спроецируем эти точки нагори
зонтальнуюпроекцию детали до пересечения с перпендикулярами ее оси, проходящими черезточки 1,2 ...
Профильобрабатываемых деталей состоит из следующих участков:
дваконических, торовидный и цилиндрический.
Из-занесовпадения радиальных сечений изделия и резца, размеры конических иторовидного участков будут отличаться.
Еслиточность изготовления деталей невысока (11 квалитет и грубее), то коническийучасток
профилястроят по крайним точкам, тогда угол этого участка находят:
j = arctg t/l
гдеt — глубина профиля резца на коническом участке
l — расстояние между крайними точками коническогоучастка профиля вдоль оси детали.
j = arctg 1 / 1 = 45°
j = arctg 14.5 / 15 = 44°1`30``
Определим радиус профиля фасонного резца:
/>
r = ( t21 + x20) / 2t1 = 72 +72 / 14 = 7 мм
Исследование геометрии резца
Дляисследования геометрии фасонного резца необходимо провести анализ изменениявеличин
угловвдоль его режущих кромок. Величины передних и задних углов в нормальнойплоскости
крассматриваемой точке фасонного профиля резца находят по формулам:
ani = arctg ( tg ai* sin ji ),
gni = arctg ( tg gi* sin ji),
гдеgi — угол между касательной к режущей кромке в рассматриваемой точке ипрямой,
перпендикулярной к оси резца.
Вузловых 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
Поэтомусоответствующий участок заменим прямой.
Построимграфик изменения углов по всему контуру.
/>
Материал фасонного резца, допуски на размеры итехнические
требования.
Вкачестве материала для изготовления фасонного резца следует применятьбыстрорежущую
стальили твердый сплав. Выбираем твердый сплав Т15К6.
Определяемдопуски 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
Определяемдопуски 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
Допускинаружного диаметра выбираем по h9,а диаметр под оправку H7
Определение ресурса работы резца
Обеспечениепроизводства 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
гдеM — величина допустимого стачивания;
hu — величина стачивания до 1-й переточки.
Величинадопустимого стачивания:
M = 0.83*pD — 10
гдеD — 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