Назначение и основные типы фасонных резцов

Графический и аналитический метод профилирования фасонных резцов

Известны два метода определения профиля фасонных резцов: графический и аналитический.

Графические способы профилирования значительно проще и нагляднее аналитических. Основным средством определения профиля резца при использовании графического метода является расчетная схема, выполненная с высокой точностью. Основные размеры фасонного инструмента получаются путем измерения размеров на схеме и их последующего пересчета с учетом принятого масштаба. Основной недостаток графического метода проектирования заложен в его природе - точность результатов проекти­рования определяется точностью выполненных построений. Вместе с тем, при правильно выбранном масштабе изобра­жения и тщательно выполненном построении графические методы построения в большинстве случаев обеспечивают достаточную для практики точность расчета.

При использовании графического метода необходимый масштаб построений определяется по следующей простой формуле:

(2.12)

где Δ - точность построений, которая зависит от чер­тежных средств и навыков конструктора; δ - допуск на величину наиболее точного диаметрального размера об­рабатываемой детали. Полученная величина М округля­ется до ближайшего большего стандартного значения масштаба, то есть до одного из следующих значений: 4:1, 5:1, 10:1, 20:1, 40:1, 50:1, 100:1 Построение углов при графическом расчете следует выполнять тригонометрически, то есть искомое положение линии под углом γ должно находиться как положение гипотенузы прямоугольного треугольника , имеющего этот угол. Для этого на линии строится угол, откладывается произвольная величина l одного катета треугольника (катета, прилежащего к углу γ). Величину l нужно выбирать возможно большей и, для упрощения построений и расчетов – кратной 100. Далее по формуле h=l·tg(γ) рассчитывается величина второго катета, который откладывается в конце отрезка l.

Гипотенуза прямоугольного треугольника с указанными катетами будет искомой лини­ей, точно располагающейся под углом γ по отношению к базовой линии. Перпендикулярные линии необходимо про­водить с помощью точного чертежного инструмента или строить графически.

При использовании аналитического метода измере­ния, выполняемые на расчетной схеме, заменяются после­довательностью вычислений. Основное преимущество аналитического метода определения профиля фасонных резцов - практически неограниченная точность определения размеров. Недостатком этого метода является сложность расчета, особенно для криволинейных профилей.

При аналитическом методе, профилирования также используется расчетная схема, однако точность ее по­строения не оказывает влияния на точность результатов проектирования. Основная цель построения расчетной схемы при использовании аналитического метода - каче­ственная проверка правильности и иллюстрирование про­цедуры расчета. Так, расчетная схема позволяет устано­вить отношения между различными размерами инструмента (больше, меньше, равно), точные значения которых долж­ны быть получены путем вычислений. 'Таким образом, рас­четная схема может использоваться как средство контро­ля правильности вычислений размеров инструмента.

Методы построения расчетных схем различных типов резцов изложены в разделах 5.1, 5.2, 5.3, 5.4.

Практически, области применения графического и аналитического методов могут быть разграничены следую­щим образом: графический метод следует применять в тех случаях, когда фасонный резец рассчитывается для обработки неточных деталей криволинейной формы; аналитический способ предпочтительнее применять для проектирования фасонных резцов предназначенных для обработки достаточно точных изделий. Если же деталь имеет сложную криволинейную форму, то удобнее и надежнее произвести расчет профиля обоими способами и сравнивать полученные результаты.

Определение конструктивных и геометрических параметров фасонных резцов.

Оформление рабочего чертежа резца и пояснительной записки

7.1. Требования к оформлению рабочих чертежей фасонных резцов

Рабочий чертеж фасонного резца рекомендуется выполнять на чертежной бумаге, как правило, формата A3 (297x420 мм) в соответствии с требованиями государственных стандартов Единой системы конструкторской документации черным карандашом или тушью. Следует помнить, что размер потребительского формата листа больше стандартного. Поэтому на потребительском формате сначала тонкой линией намечают стандартный формат, а затем, отступая 20 мм слева и по 5 мм с других сторон, прово­дят рамку контурной (основной) линией.

Две проекции резца вычерчиваются обязательнов масштабе 1:1. На этих проекциях указывают конструктив­ные параметры резца. Для круглых фасонных резцов ука­зывается наибольший диаметр и общая ширина резца, диа­метр посадочного отверстия, размеры выточек, диаметр и высота буртика под рифления (если они предусмотрены), глубина заточки, величина превышения оси резца над осью детали. Для призматических резцов указывается об­щая ширина, высота и толщина, размеры составной части резца из инструментального материала, размеры ласточ­киного хвоста (высоту, размер по острым углам, размер по роликам и диаметр роликов, угол профиля), размеры и координаты отверстия под регулировочный винт.

Для правильной ориентации фасонного профиля рез­ца в процессе шлифования на исполнительных чертежах должны быть указаны диаметры крайних поясков для круг­лых резцов или их расстояния до базовой опорной по­верхности - для призматических.

В масштабе увеличения (чаще всего в масштабе 2:1) вычерчивается профиль резца в радиальном сечении - для круглого резца и в сечении, перпендикулярном его ребрам, - для призматического. Осевые и глубинные раз­меры профиля резца необходимо определять от точки про­филя резца, расположенной по центру изделия (точки Т₁) . Для криволинейных участков профиля резца необхо­димо указать радиус заменяющей окружности и координаты центра ее по отношению к той же точке профиля резца, расположенной по центру изделия. Причем, для круглого фасонногорезца необходимо указывать именно глубинные размеры профиля, которые определяются как разность R₁ - R, а нерадиусы R₁, резца для узловых точек профиля.

Для круглых фасонных резцов, которые имеют бур­тик с рифлениями, на рабочем чертеже показывают раз­вертку рифлений в масштабе 5:1. На развертке указывают угол профиля рифлений, ширину ленточки по выступу и ширину площадки по впадине.

Для всех без исключения размеров, показанных на рабочем чертеже фасонного резца, должны быть указаны предельные отклонения. При этом предельные отклонения на диаметр посадочного отверстия круглого резца и раз­мер по роликам ласточкиного хвоста призматического резца указываются непосредственно на размере. Если на чертеже детали, для обработки которой проектируется резец, указаны предельные отклонения осевых и диамет­ральных размеров, на соответствующие размеры профиля резца также должны быть назначены предельные отклоне­ния. Если же на чертеже детали указаны только номи­нальные размеры профиля, то требовании к контролю про­филя инструмента включаются в технические требования. Кроме того, на чертеже необходимо указать шерохова­тость всех поверхностей согласно ГОСТ 2.309-73.

Для призматического фасонного резца, используя условные обозначения, следует указать нормы неплоско­стности базовых поверхностей. Отклонения формы и вза­имного расположения поверхностей показываются с ис­пользованием условных обозначений в соответствии с ГОСТ 2.308-7 9.

Над основной надписью в виде текста помещают технические требования. Текст записывают сверху вниз. Каждый пункт текста имеет свой номер и записывается с новой строки.

Назначение и основные типы фасонных резцов

Фасонные резцы, применяемые в современном маши­ностроении, можно разделить на группы по различным признакам. Многообразие типов резцов обусловлено разнообразием формы и специфическими требованиями к обра­батываемым деталям, а также условиями обработки. Схема классификации фасонных резцов по различным основаниям представлена на рис. 1.1. На рис. 1.2 представлены схемы, иллюстрирующие, использование различных классов резцов при обработке деталей типа тел вращения.

Рис. 1.1. Схема классификации фасонных резцов по различным основаниям.

По конструктивной форме резцы делят на стержневые, призматические и круглые. Стержневые фасонные резцы (рис. 1.2, а) по своей конструкции и способу за­крепления подобны обычным резцам общего назначения, но в отличие от них имеют фасонную режущую кромку, соот­ветствующую форме поверхности обрабатываемой детали. Они просты в изготовлении и эксплуатации, но допускают небольшое количество переточек. Применять их целесооб­разно для изготовления небольшихx партий деталей и в качестве инструмента второго порядка при изготовлении режущих инструментов сложного профиля.

Призматический фасонный резец (рис. 1.2, б) представляет собой призматическое тело, одна из боко­вых граней которого имеет фасонную поверхность, выпол­няющую роль задней поверхности. Крепятся призматиче­ские резцы в державках. Чаще всего применяется крепле­ние типа ласточкина хвоста. Призматические резцы обладают повышенной прочностью и жесткостью режущей части, высокой надежностью крепления, повышенной точностью работки. Кроме того, призматические резцы лучше отводят теплоту, проще в установке на станках по сравне­нию с круглыми [14, С.127]. Существенным недостатком этих резцов является невозможность обработки внутрен­них поверхностей вращения.

Круглые фасонные резцы (рис. 1.2, в) представляют собой тела вращения, снабженные угловым пазом для создания передней поверхности и отверстием или хвосто­виком для закрепления на державке. Эти резцы позволяют обрабатывать как наружные (рис. 1.2, д), так и внутренние поверхности (рис. 1.2, г), они более техноло­гичны в изготовлении, чем призматические, и допускают большое число переточек.

По установке относительно заготовки фасонные резцы подразделяют на радиальные (рис. 1.2, б) и тангенциальные (рис. 1.2, д). У радиальных резцов вершина устанавливается в осевой плоскости заготовки, а подача осуществляется в направлении, перпендикулярном оси заготовки, то есть по рисунку.

Рис. 1.2. Использование фасонных резцов для обработки деталей типа тел вращения

При обработке радиальными резцами происходит по­степенное срезание в виде непрерывной стружки всего подлежащего удалению объема металла одним режущим лезвием, причем режущая часть периметра постепенно увели­чивается и к концу работы достигает всей длины лезвия резца. Вследствие этого радиальный резец работает в тяжелых условиях резания. При обработке тангенциальны­ми резцами осуществляется движение подачи, направлен­ное по касательной к фасонной поверхности обрабатывае­мого изделия. Вершина тангенциального резца устанавливается на расстоянии от оси обрабатываемой детали, равном минимальному радиусу обработанной поверхности. Режущая кромка такого резца, как правило, снабжается скосом под некоторым углом φ (см. рис. 1.2, д). Тан­генциальные резцы обрабатывают профиль детали не сразу по всему контуру, а постепенно, что приводит к снижению силы резания. Следствием этого является возмож­ность обработки такими резцами нежестких заготовок большой длины. Однако вследствие сложности их настрой­ки и эксплуатации, тангенциальные резцы применяются в промышленности не столь широко, как радиальные.

По расположению оси отверстия или базы крепления резца по отношению к оси детали выделяют два типа фа­сонных резцов: с параллельным расположением оси или базы крепления резца относительно оси заготовки (рис. 1.2, в, г) и с наклонным расположением оси или базы крепления резца относительно оси заготовки (рис. 1.2, е, ж). На практике в основном применяются фасонные резцы с параллельным расположением оси отвер­стия илибазы крепления. Наклонное расположение оси отверстия или базы крепления применяется в исключи­тельных случаях, когда форма детали на отдельных уча­стках профиля не обеспечивает получения оптимальных задних углов при параллельном расположении. Так, при­менение резцов с осью или базой крепления, наклоненной к оси заготовки под углом 10°-20° рекомендуется вслу­чаях, когда на детали имеются участки с углом профиля 90°. В этом случае на участке А-В (рис. 1.2, е) образуются положительные задний и передний углы, что снижает износ режущего лезвия фасонного инструмента.

Альтернативным способом увеличения задних углов при обработке заготовки, имеющей прямолинейные участ­ки, перпендикулярные к ее оси, является использование круглых резцов с винтовыми образующими. Из-за сложности изготовления резцы с винтовыми образующими находят гораздо меньшее применение по сравнению с традиционны­ми конструкциями, имеющими кольцевые образующие.

По расположению передней поверхности резца отно­сительно оси обрабатываемой детали фасонные резцы де­лятся на следующие типы: с передней поверхностью, па­раллельной оси детали (рис. 1.2, а-г); с передней по­верхностью, расположенной под углом к оси детали (рис. 1.2, з). У резцов с передней поверхностью, па­раллельной оси детали, по центру детали располагается только одна точка режущей кромки, если смотреть на ре­зец со стороны торца заготовки. Поэтому такие резцы еще называют фасонными резцами с точкой по центру де­тали. Фасонные резцы с точкой по центру детали не обеспечивают получение точных конических поверхностей. Фасонные резцы с передней поверхностью, расположенной под углом к оси детали, позволяют увеличить точность обработки деталей, имеющих конические участки. У таких резцов по оси детали, если смотреть на них со стороны торца заготовки, располагается весь участок режущей кромки, обрабатывающий коническую поверхность. Поэтому фасонные резцы передней поверхностью, расположенной под углом к оси детали, называют также резцами с базо­вой линией по центру детали.

По конструкции самого инструмента фасонные резцы выделяют цельные, составные и сборные резцы. Как пра­вило, фасонные резцы изготовляются из быстрорежущих сталей. Однако их стойкость может быть существенно повышена путем использования твердых сплавов в конструкциях составных и сборных резцов.

В настоящее время в промышленности наиболее широкое применение находят круглые и призматические фасонные резцы для обработки наружных поверхностей дета­ли типа тел вращения, имеющие ось или базу крепления, параллельную оси детали (рис. 1.2, б ,в, г, з) . Поэто­му внастоящем пособии основное внимание уделяется рассмотрению именно этого типа резцов.