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 для установки 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 РZ. Определение диаметра посадочного отверстия сводится к следующим действиям:
2.1. 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.
2.2. Определение величины главной (вертикальной) составляющей силы резания (величина PZ). Составляющая силы резания РZ определяется по формуле
где р - удельная сила резания, приходящаяся на единицу длины режущей кромки (Н); L - длина обрабатываемой поверхности (мм). Значения удельных сил резания при обработке конструкционных материалов приведены в табл.6.2.
Таблица 6.2
Значения 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, РZ, Н | 150 | 190 | 220 | 260 | 290 | 320 | 350 | 380 |
2.3. Определение диаметра посадочного отверстия. При консольном (одностороннем) креплении резца диаметр посадочного отверстия резца определяется по эмпирической формуле [6, С.59]
При двустороннем креплении резца диаметр посадочного отверстия определяется по формуле
2.4. 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 в связи с последующими операциями - подрезкой торца и отрезкой от общей заготовки - фактический наружный 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:
где d0 ? диаметр посадочного отверстия резца, мм; tmax ? наибольшая глубина профиля детали, мм;
Рис. 6.1. Схема к определению наружного диаметра круглого фасонного резца
Наибольшая глубина профиля детали определяется по формуле
где rmax и rmin - соответственно наибольший и наименьший радиус детали (мм). Запас по длине передней грани фасонного резца для обеспечения свободного схода стружки принимается не менее трех миллиметров (как правило, a=3-8 мм.). Толщина стенки фасонного резца определяется по формуле
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 диаметра 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 большого 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 равен
Число зубьев рифлений z 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 w. Угол w определяют по формуле
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
где D - наружный диаметр резца на правом торце (если смотреть на переднюю поверхность 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. Его величина определяется по формуле
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
где L - длина детали, 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. У резцов 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:
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.
а б
Рис. 6.3. Схема расположения выточек у круглого фасонного резца с односторонним (а) и двусторонним (б) креплением
