Определение конструктивных параметров круглых фасонных резцов

При определении конструктивных параметров круг­лого фасонного резца производится выбор типа крепления резца, назначение параметров крепления, определение наружного диаметра резца, определение размеров рифле­ний, назначение дополнительных режущих кромок и опре­деление размеров выточки посадочного отверстия.

Определение конструктивных параметров сводится к следующей последовательности процедур:

1. На первом шаге осуществляется выбор типа крепления резца. При длине обрабатываемой поверхности менее 30 мм принимается одностороннее консольное крепле­ние резца. При длине обрабатываемой фасонным рез­цом поверхности 30 мм и более рекомендуется приме­нять двухстороннее крепление, при котором ось дляустановки резца имеет две опоры.

2. Производится определение диаметра посадочного от­верстия резца. Диаметр посадочного отверстия круглого фасонного резца определяется из условия дос­таточной прочности и жесткости оправки в зависимо­сти от главной составляющей силы резания Р_z. Определения диаметра посадочного отверстия сводится к следующим действиям:

а) назначение величины радиальной подачи (если величина радиальной подачи не задана). Как правило поперечная подача при работе фасонными резцами берется в пределах 0,03-0,06 мм/об;

б) определение величины главной (вертикальной) составляющей силы резания (величина Р_z). Составляющая силы резания Р_z определяется по формуле:

Р_z=р·L, Н,

Где р - удельная сила резания, приходящаяся на единицу длины режущей кромки (Н/мм); L – длина обрабатываемой поверхности (мм). Значения удельных сил резания при обработке конструкционных материалов приведены в табл. 6.2.;

Таблица 6.2

Значение удельных сил резания при обработке конструкционных материалов

Поперечная подача Sn, мм/об	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10
Удельная сила резания Р, Н/мм

в) определение диаметра посадочного отверстия. При консольном (одностороннем) креплении резца диа­метр посадочного отверстия резца определяется по эмпирической формуле [б, С.59]

, мм (6.3)

При двустороннем креплении резца диаметр поса­дочного отверстия определяется по формуле

, мм (6.4)

 

г) полученные значения диаметра посадочного отверстия округляются до ближайшего большего значения из следующего ряда стандартных диаметров: 10; 13; 16; 22; 27; 32; 40; 50 мм.

3. Производится определение наружного диаметра резца. Наружным диаметром резца считается диаметр окружности, проходящей через узловую точку профиля, лежащую по оси детали и расположенную на минимальном радиусе детали. Учитывая дополнительные режущие кромки фасонного резца и связи с последующими операциями (подрезкой торца и отрезкой от общей заготовки), фактический нужный диаметр резца, возможно будет несколько больше. Эта величина уточ­няется в конце расчета. Согласно рис. 6.1, наруж­ный диаметр круглого фасонного резца может быть рассчитан по следующей формуле:

D₁=d₀+2·(t_max+a+e), мм, (6.5)

где d₀ - диаметр посадочного отверстия резца, мм; t_max - наибольшая глубина профиля детали, мм; а - запас по длине передней грани фасонного резца для обеспечения - свободного схода стружки, мм; е - толщина стенки резца, мм.

6.1. Схема к определению наружного диаметра круглого фасонного резца.

Наибольшая глубина профиля детали определяется по формуле:

t_max =r_max –r_min, мм, (6.6)

где r_max и r_min – соответственно наибольший и наименьший радиусы детали (мм). Запас по длине передней грани фасонного резца для обеспечения свободного ХХХХХХ ХХХХХ не менее трех миллиметров (как правило, α=3-8 мм). Толщина стенки фасонного резца определяется по формуле:

e₀=0.4·d₀, мм (6.7)

Полученное значение наружного диаметра резца ок­ругляется до числа, кратного пяти.

В ряде работ (см., например, [5, С.4-14; 14, С.131-133; 15, С.303]) предлагаются несколько иные методики назначения посадочного и наружного диа­метров круглого фасонного резца. Однако, несмотря на различия в подходах, применение большинства из­вестных методик дает близкие результаты.

Учитывая, что изготовление и эксплуатация круглых фасонных резцов слишком больного диаметра вызывает определенные трудности, практически резцы диамет­ром более 100-120 мм не применяются.

4. Производится определение размеров рифлений. Для обеспечения надежного крепления, а также для пред­варительной установки резца после его переточки относительно оси изделия, с правой стороны резца, если смотреть по направлению подачи, делают бур­тик, на котором нарезают рифления (см. рис. 6.2).. Наружный диаметр буртика выбирают таким, чтобы зу­бья рифлений подходили непосредственно к линии за­точки. Обычно диаметр буртика принимается равным:

d = (1,5 – 1,7)d₀, мм. (6.8)

Число зубьев рифлений г принимается равным 32-34. Угол профиля рифлений в нормальном сечении равен 90°. Вершины зубьев рифлений срезаны на величину 0,35-0,37 мм с оставлением площадки шириной 0,70-0,75 мм. Во впадине остается площадка шириной 0,50-0,60 мм. Это обеспечивает сопряжение зубьев на резце и державке по боковым сторонам. Для обес­печения постоянства ширины площадки при вершине зубчиков по их длине дно впадины между зубчиками располагают к торцу буртика под углом ω. Угол ω определяют по формуле:

, мм (6.9)

 

Где z -число зубьев рифлений. Ширина буртика под рифления выбирается с таким расчетом, чтобы в процессе нарезания зубьев фреза не задевала тело резца. При этом используется следующая формула:

, мм (6.10)

 

где D - наружный диаметр резца на правом торце (если смотреть на переднююповерхность инструмен­та). Полученное значение ширины буртика округляет­ся до ближайшего большего целого числа. Кроме то­го, на рабочем чертеже круглого фасонного резца необходимо указать угол установки шпинделя дели­тельной головки при фрезеровании зубьев рифлений. Еговеличина определяется по формуле:

β=90˚- ω, град. (6.11)

 

Рис. 6.2. Схема к определению размеров рифлений

 

5. Производится определение общей ширины резца. При определении общей ширины резца необходимо учиты­вать, что кроме режущей кромки, которая предназна­чается для оформления фасонного профиля детали, у фасонных резцов делаются дополнительные режущие кромки.

Таким образом, общая ширина круглого фасонного резца определяется по формуле

L₀ = L + l₁ + l ₂ + l₃ мм, (6.12)

где L - длитнадетали, мм; l₁ - ширина буртика с рифлениями, мм; l₂ - ширина дополнительной режу­щей кромки со стороны прутка, мм; l₃ - ширина, до­полнительной режущей кромки со стороны открытого торца детали, мм. Полученное значение общей ши­рины резца округляется до целого числа за счет дополнительной режущей кромки со стороны прутка.

6. Производится определение размеров, выточек. У круг­лых насадных фасонных резцов шириной менее 15 мм выточки в отверстии не выполняют. Урезцов шириной более 15 мм для лучшего их центрирования и закреп­ления на оправке внутри тела резца предусматривают выточки. У круглых резцов с односторонним крепле­нием с левой стороны, то есть со стороны, противо­положной рифлениям, делают выточку для размещения головки оси, на которой крепится резец, а внутри резца располагают выточку для уменьшения посадоч­ной поверхности (см. рис. 6.3, а).

У круглых фасонных резцов с двусторонним креплени­ем выточка для размещения головки оси вспомога­тельного инструмента отсутствует. Имеется только выточка для уменьшения посадочной поверхности (см. рис. 6.3, б). Размеры выточек определяют по следующим формулам:

d₂=1.5d₀, d₂=1.05d₀, мм (6.13)

l₄=0.25L₀, l₆=L₀-l₄, l₅=0.25l₆, мм (6.14)

Полученные значения размеров выточек округляются до целого числа. В формулах для определения разме­ров выточек приняты следующие обозначения:

d₀ – диаметр посадочного отверстия резца, мм;

L₀ – общая ширина резца, мм.

 

Рис. 6.3. Схема расположения выточек у круглого фасонного резца с односторонним (а) и двусторонним (б) креплением.