Таблица 4.1.

Рекомендуемые значения заднего и переднего углов фасонных

резцов, ° (по данным ВАЗ)

Обрабатываемый материал

Материал резца

Быстрорежущая сталь

Твердый сплав

Углеродистые и легированные стали с пределом прочности, МПа:

до 1100

8

10-15

6-8

0-10

свыше 1100

8

10-15

6-8

0-6

Высоколегированные стали

-

-

6

20-24

Титановые сплавы

-

-

11-12

0-(-5)

Серый чугун:

НВ<220

6-8

6-12

6-8

10-15

HB>220

6

0-6

6-8

0-10

Медь, латунь

До 14

15-25

10-15

10-20

Бронзы

6

10-20

8-10

5-10

Алюминиевые сплавы:

НВ<60

До 10

До 40

10

20-35

HB>60

10

До25

8-10

10-20

Силумины (9-13% Si)

10

10-18

8-10

8-15

При проектировании оформляются при необходимости дополнительные режущие кромки резцов, осуществляющие обработку фаски с углом (рис.4.1, а) и кольцевой канавки под отрезной резец. Для облегчения условий работы отрезного резца фасонный резец обрабатывает кольцевую канавку размером b0 (рис. 4.1, a), а для уменьшения трения на участках резца, перпендикулярных к оси детали, делается поднутрение под углом (рис. 4.1,б) или ленточка размером 0,5 мм (рис. 4.1, в).

Рис.Оформление дополнительных режущих кромок фасонных резцов под обработку фаски и кольцевой канавки под отрезной резец (а) и подрезку торцевых участков (б и в):

1 — резец; 2 — деталь

Размеры дополнительных кромок выбираются по следующим рекомендациям:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

а1 — ширина дополнительного участка упрочняющей кромки 2 - 4 мм;

b0 — ширина под отрезку должна быть больше или равна ширине режущей кромки отрезного резца 3 - 6 мм; t1 — высота кромки под отрезку;

lд —длина детали (размер условно показан для случая подрезки без фаски);

— угол под отрезку равен 15°; — угол бокового поднутрения, равный 1  - 3°.

Приведенные виды оформления дополнительных кромок обычно применяются у фасонных резцов с осью или базой крепления параллельной оси детали.

Для призматических и круглых резцов с посадочным отверстием общая длина Lp и Lo рассчитывается с учетом lД и принятых дополнительных режущих кромок.

Для круглых резцов, имеющих хвостовую часть диаметром d1, общая длина Lo принимается с учетом длины хвостовой части (см. рис.Для резцов с повернутым расположением осей или базы крепления под углом расчет общей длины проводится с учетом угла разворота.

Рис.Круглые фасонные резцы для внутренней обработки с цилиндрическим хвостовиком (а) и с торцевыми рифлениями (б)

Габаритные и конструктивные размеры фасонных резцов рекомендуется выбирать в зависимости от максимальной глубины профиля обрабатываемой детали по табл.иПризматические резцы закрепляются в державках с помощью хвостовой части в виде «ласточкина хвоста», а круглые резцы на оправке с помощью специальных рифлений или штифтов. Для облегчения установки и крепления на оправке у круглых резцов на одном торце изготовляются рифления с числом зубчиков z=34. В общем случае для круглых фасонных резцов наружный диаметр можно рассчитать по формуле , где и . После подстановки имеем: , при этом t=3 ¸ 8 мм.

Круглые фасонные (дисковые) резцы для внутренней обработки из-за небольших габаритных размеров могут выполняться с посадкой на оправку диаметром dо (рис. 4. 2, б) или на хвостовую часть диаметром d1 (рис. 4. 2, а), выполненную цельной или сварной.

Наружный диаметр резца , где — минимальный диаметр отверстия у заготовки. Для повышения жесткости закрепления резца рекомендуется, чтобы . Для облегчения ввода резца в отверстие заготовки верхняя часть резца срезается под углом = 50°. Размер среза обычно определяется графическим способом с учетом размеров и др.

Таблица 4. 2.

Резцы фасонные призматические

Размеры, мм

Размеры резца

Контрольные размеры

хвостовиков

B

H1

E

A

F

r

d

M

4

9

75

4

15

7

0,5

3;

4

18,57

21,31

6

14

75

6

20

10

0,5

4;

6

24,00

29,46

10

19

75

6

25

15

0,5

4;

6

29,00

34,46

14

25

90

10

30

20

1,0

6;

10

34,84

45,77

20

35

90

10

40

25

1,0

6;

10

44,84

55,77

28

45

100

15

60

40

1,0

8;

15

64,53

83,66

Примечания: 1. Допускается изменение габаритных размеров для принятых значений hM.

2. При наличии контрольных роликов других d размер М рассчитывается по формуле

M =A + d (1+ ctg30°) - 2Fctg60°.

3. При ширине резца Lp>2,5 А допускается применение хвостовиков большего размера.

Таблица 4. 3.

Резцы фасонные круглые с торцевыми рифлениями

hM, мм

Размеры резца

Размеры рифлений

DH(h18-h12)

d0(H9)

d1

bM

t

r

d2

b2

До 4

30

10

16

7

3

1

-

-

6

40

13

20

10

3

1

20

3

8

50

16

25

12

4

1

26

3

10

60

16

25

14

4

2

32

3

12

70

22

34

17

5

2

35

4

15

80

22

34

20

5

2

40

4

18

90

22

34

23

5

2

45

5

21

100

27

40

26

5

2

50

5

Примечания: 1. Размеры b1 и b3 выбираются в следующих пределах: b1=(0,25 ¸ 0,5)L0; b3 = 0,25b.

2. Для резцов с <15°, =80° и с ³15°, =70°.

3. Допускается изменение значения Dн для принятых величин hM.

Диаметр посадочного отверстия (do) рассчитывается по формуле

,

где МЭ — эквивалентный момент, Н·мм; — допустимое напряжение материала оправки на изгиб (для конструкционных сталей МПа). При консольном креплении , а при двустороннем креплении , где равнодействующая сила (расчет сил Рz и Ру см. ниже). Аналогичным образом рассчитывается диаметр d1 при консольном креплении резца в державке. При Lp > 30 мм рекомендуется применять державки с двусторонним креплением, обеспечивающие требуемую жесткость и надежность закрепления резца при работе. После расчета значения Dн, dо и d1 округляются до ближайшего большего значения из нормального ряда чисел.

Для совершения процесса резания фасонные резцы имеют задние и передние углы. У призматических резцов задний и передний углы получаются за счет установки и поворота резца относительно базовой точки 1 обрабатываемой детали (рис., для чего передняя поверхность резца при изготовлении затачивается под углом . У круглых фасонных резцов (рис. 4. 4.; рис.задний угол создается за счет смещения центра резца ОД на величину К относительно оси детали Од, а передний угол образуется за счет заточки передней поверхности резца. Из-за наличия угла профиль сечения у призматических и круглых фасонных резцов, перпендикулярный к их задним поверхностям (рис. 4. 3, сечение А – А), не совпадает с профилем детали в диаметральном сечении. Поэтому для определения размеров резца в сечении А - А, по которому будет изготовляться и контролироваться резец, необходимо проводить коррекционный расчет. Схемы для расчета параметров фасонных резцов приведены на рис.– 4. 6, на которых резцы при обработке показаны в конечном положении. Точка 1 является базовой, а точки 2, 3, 4 — характерные точки профиля детали, которые будут соответственно обрабатываться характерными точками 1р, 2р, 3р и 4р режущей кромки резца. Для удобства расчета вводится текущая точка профиля детали Х и соответствующая ей текущая точка режущей кромки резца Хр, для которой в дальнейшем будут приведены формулы для расчета геометрических параметров фасонных резцов.

На расчетных схемах приняты следующие обозначения:

Pnc1 и Pncx — соответственно статические плоскости резания в базовой 1 и текущей Х точках режущей кромки; Pvc1 и Pvcx — соответственно основные плоскости в базовой 1 и текущей х точках режущей кромки; и — векторы скорости резания соответственно в базовой и текущей точках; — радиусы соответственно в базовой 1 и текущей точках профиля детали; – соответственно рекомендуемые значения переднего и заднего углов в базовой точке режущей кромки; — передние и задние углы в секущей плоскости в точке х режущей кромки; Сх — размер резца по передней поверхности от базовой точки 1 до текущей точки х; Rx — наружный радиус в точке х режущей кромки круглого резца; hPX — высота профиля резца в сечении А-А; K и H – соответственно высота установки и радиус заточки круглого резца.

Рис. 4.3. Расчетная схема параметров призматического фасонного резца для наружной

обработки

Рис.Расчетная схема параметров круглого фасонного резца для наружной обработки

Рис.Расчетная схема параметров круглого фасонного резца для внутренней обработки

На практике применяются несколько аналитических методов расчета профиля фасонных резцов, например метод трехчленных уравнений, метод с применением специальных таблиц.

Рассмотрим алгоритм расчета фасонных резцов тригонометрическим методом. При этом некоторые расчетные формулы являются общими для призматического и круглых резцов, что упрощает разработку программ САПР фасонных резцов.

1.  Расчет призматического фасонного резца для наружной обработки (см. рис. 4.3)

Базовой точкой является т. 1, следовательно rδ = r1.

Исходные данные: γ; α; rδ и rх

Расчетные формулы:

При расчетах необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:

2.  Расчет круглого фасонного резца для наружной обработки (см. рис. 4.4)

Исходные данные: γ; α; Rн, rδ и rх

Расчетные формулы:

Величины hдх, , γх,∆γх и Сх рассчитываются по формулам для призматического фасонного резца.

- высота установки резца

- радиус заточки резца

Проверочные условия:

3.  Расчет круглого фасонного резца для внутренней обработки (рис. 4.5)

Исходные данные: γ; α; rδ и rх

Расчетные формулы:

Проверочные условия:

Расчет параметров резца проводится от базовой точки 1, расположенной на линии центра детали, для всех характерных точек (1, 2 и др.) профиля резца. При этом расчет проводится по текущему радиусу rх характерных точек профиля детали, который изменяется при наружной обработке от rmin до rmax, а при внутренней обработке, наоборот, от rmax до rmin. Следовательно, для каждой характерной точки резца определяются и другие величины. Размеры hРХ проставляются на рабочем чертеже резца. Из анализа приведенных формул видно, что передний и задний углы зависят от положения точки, плоскости резания и основной плоскости. У призматических и круглых фасонных резцов для наружной обработки с увеличением rX передний угол уменьшается, а задний, наоборот, увеличивается. У круглых фасонных резцов для внутренней обработки с уменьшением rX углы и увеличиваются, что улучшает условия резания. Расчет нормальных углов ( и ) проводится по формулам:

и

где — угол в плане в точке х.

Радиус дугового участка резца (rP) и его координаты (х0 и у0) рассчитываются по координатам трех выбранных точек профиля 1p, 2р и 3р (рис. 4.6, б, сечение А - А) в принятой системе координат х2Ру. В общем случае для несимметричного профиля с одним участком окружности составляется система трех уравнений:

для точек 1р (координаты )

для точек 2р (О, О)

для точек 3р ()