Geum.ru

И. И. Ползунова Ю. А. Кряжев, Б. Д. Даниленко проектирование фасонных резцов радиального типа методические указания

Вид материалаМетодические указания

Содержание


Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Технология машиностроения».
2 Общие сведения
3 Выбор геометрических параметров фасонных резцов
4 Расчет размеров профиля фасонного резца радиального типа
Определение координат базовых точек на детали
Коррекционный расчет профиля резца
Конструктивное оформление профиля резца (рисунок 4)
5 Содержание отчета
7 Вопросы для самопроверки
Подобный материал:

Министерство образования и науки

Российской Федерации


Алтайский государственный технический университет

им. И. И. Ползунова


Ю.А. Кряжев, Б.Д. Даниленко




ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ РАДИАЛЬНОГО ТИПА


Методические указания

к практическим занятиям по курсу

«Проектирование металлорежущих инструментов» для студентов специальности 12.01

всех форм обучения





Изд-во АлтГТУ

Барнаул` 2009

УДК


Кряжев Ю.А., Даниленко Б.Д. Проектирование фасонных резцов радиального типа: Методические указания к практическим занятиям по курсу «Проектирование металлорежущих инструментов» для студентов специальности 12.01 всех форм обучения/ Алт. гос. техн. ун-т им И.И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ.- 2009.-18с.


В методических указаниях приводятся алгоритмы расчета фасонных резцов с радиальной подачей для случая исполнения режущей части с геометрическими параметрами: и , задания с исходными данными к различным вариантам практических работ. Прелагаемые методические указания могут быть использованы студентами дневного и вечернего отделений при выполнении курсового проекта.


Рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Технология машиностроения».




1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ


Целью данной работы является практическое освоение студентами методики проектирования фасонных резцов радиального типа для случая исполнения передней поверхности с углами , и .

Работа рассчитана на 4 академических часа.


2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Фасонные резцы применяют для обработки деталей с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы, точность размеров детали, которая зависит в основном от точности изготовления резца, высокую производительность благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию машинного времени. Резцы удобны в эксплуатации благодаря простоте переточки по передней поверхности.

Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Резцы проектируют для обработки конкретной детали, и их применение экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Проектирование фасонных резцов предусматривает решение следующих задач:

а) назначение и расчет геометрических и конструктивных параметров;

б) профилирование резца, т.е. определение его профиля в осевом сечении.

3 ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ

При проектировании резца задают передний и задний углы в базовой точке режущего лезвия. За базовую точку режущего лезвия принимают ближайшую к оси детали точку, лежащую на наиболее важном ее участке. После этого, как показала практика, необходимо произвести проверку условий резания на всем режущем профиле. В необходимых случаях в принятые углы вносят поправки, а затем устанавливаются окончательные значения.


3. 1 Передний угол

Передний угол выбирается в соответствии с механическими свойствами обрабатываемого материала для резцов из быстрорежущей стали по таблице 1. Для резцов из твердого сплава передний угол принимают на 5º…10º меньше.

Таблица 1 – Значения переднего угла для фасонных резцов



Обрабатываемый материал
Сталь , МПа
Чугун, НВ
Латунь
Бронза свинцовистая
Красная медь, алюминий

1200…800
800…500
500
250…200
200…150
150
ЛС59
Л62








Передний угол,

10…15
20…25
25


8


12


15
0…5
5…10


0…5


25…30



Углы на разных участках профиля определяют по формуле:

, град.,

где и - передний угол и радиус детали в сечении, проведенном параллельно основной плоскости через произвольно выбранную точку i профиля;

- радиус детали в сечении, проведенном параллельно основной плоскости через базовую точку режущего лезвия.

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

, град.,

где - передний угол в град;

- наибольший обрабатываемый радиус детали;

- наибольшая глубина обрабатываемого профиля.

3. 2 Задний угол

Для образования заднего угла круглого резца вершина его должна быть расположена ниже оси на расстоянии h (рисунок 2). Величина смещения определяется по формуле:

, мм,

где R – наибольший радиус резца.

Для резцов из быстрорежущей стали оптимальный задний угол выбирается в пределах 10º…12º.

Задний угол призматического резца (рисунок 3) получается не заточкой, как у круглого резца, а установкой в державке. Он может быть выбран большей величины, чем для круглых резцов, а именно 12º…15º.

Для фасонных резцов из твердого сплава = 8º…12º.

После принятия той или иной величины угла должна быть произведена проверка условий резания на тех участках профиля, где задние углы могут оказаться наименьшими, для этого используется формула:

, град.,

где - задний угол в сечениях, перпендикулярных проекции режущего лезвия на основную плоскость;

- угол в точке i между проекцией режущего лезвия на основную плоскость и направлением подачи (угол в плане).

Для создания удовлетворительных условий резания на всех участках режущего профиля должны быть обеспечены задние углы в сечениях, перпендикулярных проекции режущего лезвия на основную плоскость, не менее 5º…4º.

3. 3 Проверка величины угла заострения

Величина угла заострения определяется прочностью режущего клина резца и его способностью отводить возникающее при резании тепло. С этой целью при выборе углов резца всегда желательно иметь достаточно большие углы . Особенно это важно для круглых резцов, у которых угол не остается постоянным на протяжении всего профиля, а уменьшается по мере увеличения глубины профиля.

Минимально допустимыми значениями углов у круглых резцов являются:

40º - при обработке красной меди и алюминия;

50º - при обработке автоматной стали;

60º - при обработке легированных сталей;

55º - при обработке чугуна.


4 РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ПРОФИЛЯ ФАСОННОГО РЕЗЦА РАДИАЛЬНОГО ТИПА

На лекциях было показано, что для получения профиля фасонного резца, т. е. размеров в сечении, перпендикулярном задней поверхности, необходимо выполнить коррекционные расчеты. Размеры профиля фасонного резца в осевом направлении (т. е. параллельном оси обрабатываемой детали, размеры L на рисунке 4) совпадают с размерами детали l (рисунок 1) и не подвергаются коррекции. Диаметральные размеры или размеры в направлении, перпендикулярном оси детали (размеры h на рисунке 4), определяются в результате коррекционного расчета, причем исходными для расчета служат диаметральные размеры соответствующих точек, т.е. радиусы , и т.д. (рисунок 1). Некоторые радиусы узловых точек задаются чертежом детали (например, радиусы точек 1, 2, 5 на рисунке 1), другие необходимо определить путем расчета.

В связи с этим коррекционный расчет профиля фасонного резца производят в следующем порядке.

Этап I Определение координат базовых точек на детали

Фасонный контур разбивается на отдельные участки, базовые точки, характеризующие концы участков, обозначаются цифрами и определяются координаты всех базовых точек, т.е. составляется таблица 2 (см. рисунок 1).


Таблица 2

N точки
1
2
3
4
5
4'
3'
2'



l, мм



























r, мм



























Базовые точки желательно расположить так, чтобы они попарно имели одни и те же радиусы r (например, т. 4 и т. 4' находятся на радиусе), что сокращает объем коррекционных расчетов. Неизвестные координаты точек определяются путем решения прямоугольных треугольников. Например: задается размер , после этого определяется радиус точки (см. формулы на рисунке 1), а затем, имея радиус, аналогичным способом получают размер . Точность расчета координат точек детали 0,01 мм.

Когда таблица 2 заполнена, приступают к собственно коррекционному расчету.


ЭТАП 2 Коррекционный расчет профиля резца

Алгоритм расчета профиля круглого фасонного резца приведен на рисунке 2.

Для выполнения коррекционного расчета необходимо установить габаритные размеры круглого резца, т.е. радиус . Эта величина определяется приближенно по формуле (см. рисунок 2).

, мм,

где – высота фасонного профиля детали, т.е.

, мм

- расстояние до вертикальной стенки углового паза; эта величина характеризует свободу схода стружки по передней поверхности; величина выбирается в пределах = 5…10 мм;

- толщина стенки между клиновым пазом и базовым отверстием; эта величина выбирается в пределах = 4…8 мм;

- диаметр базового отверстия; диаметр оправки определяется необходимостью получения достаточной ее прочности и жесткости; эта величина зависит от ширины и глубины фасонного контура, свойств обрабатываемого материала, режимов резания и т.п.

Для приближенного определения величины можно использовать данные таблицы 3, где обобщен опыт конструирования и изготовления фасонных резцов в производственных условиях.


Таблица 3

, мм
до 4
4…6
6…10
10…18
18…22

, мм
10
13
16
22
27

, мм
5
6
7
8
10

, мм
4
5
6
7
8

D=2·, мм
до 30
30…45
45…65
65…90
90…120



После определения радиусов соответствующих точек , , и т.д. по приведенному на рисунке 2 алгоритму определяются координаты точек профиля резца в нормальном сечении, т.е. устанавливаются размеры , , и т.д. Например, . Алгоритм коррекционного расчета координат точек профиля призматического фасонного резца приведен на рисунке 3.

ЭТАП 3 Конструктивное оформление профиля резца (рисунок 4)

Линейные размеры, т. е. размеры в осевом направлении, в окончательном варианте устанавливаются то какой–либо удобной базы (см. размеры L на рисунке 4).

Окончательное конструктивное оформление резца устанавливается на основе технологических соображений с учетом (рисунок 1).

- перекрытие профиля по длине для гарантии обработки торца детали; обычно мм;

1-1 – участок, который подготавливается фасонными резцами для участка работы отрезного резца; ширина этого участка 3…5мм;

f – фаска для снятия заусенцев f=0,5…1 мм;

- перекрытие для выхода наклонного участка (под углом 15º) за поверхность исходного прутка; обычно =0,2 мм.

Для участка -1 в осевом направлении определяется глубиной профиля в т.1 (или 1), углом наклона участка 15º и диаметром прутка (заготовки). Условно будем считать, что мм.

Результатом семинарского занятия является чертеж профиля фасонного резца (рисунок 4) с обозначением всех размеров, которые получены в результате расчетов.





Вар
d5,

мм
d1,

мм
d2,

мм
L,

мм



Вар
d5,

мм
d1,

мм
d2,

мм
L,

мм

1
80
30
32
81
14
79
32
34
80

2
75
28
30
76
15
74
30
32
75

3
70
26
28
71
16
69
28
30
70

4
65
24
26
66
17
64
24
28
65

5
60
22
24
61
18
59
24
26
60

6
55
20
22
56
19
54
22
24
55

7
50
18
20
51
20
49
20
22
50

8
45
16
18
46
21
44
18
20
45

9
40
14
16
41
22
39
16
18
40

10
35
12
14
36
23
34
14
16
35

11
30
10
12
31
24
29
12
14
30

12
25
8
10
26
25
24
10
12
25

13
20
6
8
21



26
19
8
10
20








Кроме того, приводится таблица 4, где приведены координаты всех точек фасонного профиля для круглого и призматического резца.


Таблица 4

N точки

2
2
3
4
5
4
3
2
1
1

L, мм






























hкр, мм






























hпр, мм
































5 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

5. 1 Название работы.

5. 2 Исходные данные в соответствии с вариантом задания (марку обрабатываемого материала определяет преподаватель индивидуально каждому студенту).

5. 3 Расчеты и выбор параметров фасонного резца в порядке выполнения разделов 2 и 3.

5. 4 Чертеж профиля фасонного резца с обозначением всех размеров, полученных в результате расчетов(см. приложение 1 и рис. 4).

5. 5 Составить таблицу, в которой указать координаты всех точек фасонного профиля для круглого и призматического резца.


6 ЛИТЕРАТУРА


6. 1 Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.И. Проектирование металлорежущих инструментов. – М.: Машгиз, 1963.-949 с.

6. 2 Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты»/Под ред. Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. – М.: Машиностроение, 1989.-328 с.

6. 3 Дарманчев С.К. Фасонные резцы. – Л.: Машиностроение, 1968.-168 с.

6. 4 Грановский Г.И., Панченко К.П. Фасонные резцы. – М.: Машиностроение, 1975.-300 с.


7 ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ


7. 1 Как классифицируются фасонные резцы?

7. 2 В чем заключается различие фасонных резцов тангенциального и радиального типов?

7. 3 Какие задачи решаются при проектировании фасонных резцов?

7. 4 Как выбирают передний и задний углы фасонного резца?

7. 5 Какова последовательность коррекционного расчета профиля резца?

7. 6 Из каких линейных размеров складывается конструктивное оформление профиля резца?

7. 7 Как осуществляется контроль профиля фасонного резца?


ПРИЛОЖЕНИЕ 1:






ПРИЛОЖЕНИЕ 2: