Исходные данные:
Тип резца - круглый, внутренний
Материал детали - сталь 12ХМФ
Определение конструктивных элементов резца.
Габаритные размеры и размеры элементов крепления резца выбирают в зависимости от
наибольшей глубины профиля обрабатываемой детали.
tmax
= dmax
- dmin
/ 2,
где dmax
, dmin
- наибольший и наименьший обрабатываемые диаметры.
tmax
= 170 - 138 / 2 = 16 мм
Для внутренней обработки диаметр круглого резца должен быть не более 0.75 наименьшего
обрабатываемого им диаметра детали.
Рабочая ширина резца Lp
, кроме основной режущей части, образующей форму обрабатываемой
детали, имеет дополнительные режущие кромки. Они предназначены для подготовки отрезки
детали от прутка и для обработки фасок.
Кроме того, режущие кромки, обрабатывающие фаски, имеют перекрытие, а резец заканчивается
упрочняющим участком.
Lp
= lg
+ b + b1
+ c + a,
где lg
- 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
Величины переднего g1
и заднего a1
углов принимают в зависимости от обрабатываемого материала для основной точки профиля резца, обрабатывающей наибольший диаметр детали.
учитывая это, выбираем:
передний угол g1
= 14°
задний угол a1
= 15°
Расчет профиля резца
Расстояние от оси детали до следа передней поверхности резца:
hg
= r1
* sin g1
= 85 * sin 15° = 21.9996 мм
Вспомогательный параметр
A1
= r1
* cos g1
= 85 * cos 15° = 82.1 мм
Угол заточки резца:
e1
= g1
+ a1
= 15 + 15 = 30°
Передний угол 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
Глубина профиля 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
Расстояние от точки оси резца до следа его передней поверхности:
hp
= R1
* sin e1
где D1
= 0.75d2
; D1
= 104.25 ; R1
= 52 мм
hp
= 52 * sin 30° = 26 мм
Вспомогательный параметр
Bi
= B1
- li
,мм
где B1
= R1
* cos e1
= 52 * cos 30° = 45.03 мм
Подставив известные 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
Суммарный угол 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
Задний угол 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
gn:center;">a8
= 41.58 - 18.317 = 23.26
Радиус резца 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.
Вычерчиваем профиль резца в масштабе. На профиле отмечаем характерные точки 1 ... 10, на
тех участках, где профиль изделия параллелен его оси, характерными будут узловые точки.
Для каждой точки определяем расстояние до нее от одного из торцов детали li
и радиус ri
.
Получаем проекции всех угловых точек на оси детали 1`... 10` . Из центра изделия проводим
окружности с радиусами r1
,r2
,...
На оси детали находим основную точку, находящуюся на пересечении профиля детали и наи-
большего обрабатываемого радиуса резца.
Через основную точку под углом g1 к оси детали проводим прямую N-N, которая является
следом от передней поверхности резца. Найдем положение характерных точек на передней поверхности резца. Для этого из центра детали проводим радиусы Og1
` ,Og2
’... На пересечении
этих радиусов с прямой N-N получаем соответствующие точки 1``,2``...
Для построения профиля резца переносим эти точки на ось Op
-Op
` радиусами R1
,R2
... из центра Op
. Обозначим эти точки 1```,2```...
Для получения профиля круглого резца в радиальном сечении, спроецируем эти точки на гори
зонтальную проекцию детали до пересечения с перпендикулярами ее оси, проходящими через точки 1,2 ...
Профиль обрабатываемых деталей состоит из следующих участков:
два конических, торовидный и цилиндрический.
Из-за несовпадения радиальных сечений изделия и резца, размеры конических и торовидного участков будут отличаться.
Если точность изготовления деталей невысока (11 квалитет и грубее), то конический участок
профиля строят по крайним точкам, тогда угол этого участка находят:
j = arctg t/l
где t - глубина профиля резца на коническом участке
l - расстояние между крайними точками конического участка профиля вдоль оси детали.
j = arctg 1 / 1 =45°
j = arctg 14.5 / 15 = 44°1`30``
Определим радиус профиля фасонного резца:
r = ( t2
1
+ x2
0
) / 2t1
= 72
+72
/ 14 = 7 мм
Исследование геометрии резца
Для исследования геометрии фасонного резца необходимо провести анализ изменения величин
углов вдоль его режущих кромок. Величины передних и задних углов в нормальной плоскости
к рассматриваемой точке фасонного профиля резца находят по формулам:
ani
= arctg ( tg ai
* sin ji
),
gni
= arctg ( tg gi
* sin ji
),
где gi
- угол между касательной к режущей кромке в рассматриваемой точке и прямой,
перпендикулярной к оси резца.
В узловых 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
Поэтому соответствующий участок заменим прямой.
Построим график изменения углов по всему контуру.
Материал фасонного резца, допуски на размеры и технические
требования.
В качестве материала для изготовления фасонного резца следует применять быстрорежущую
сталь или твердый сплав. Выбираем твердый сплав Т15К6.
Определяем допуски 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
Определяем допуски 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
Допуски наружного диаметра выбираем по h9, а диаметр под оправку H7
Определение ресурса работы резца
Обеспечение производства 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
где M - величина допустимого стачивания;
hu
- величина стачивания до 1-й переточки.
Величина допустимого стачивания:
M = 0.83*pD - 10
где D - 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