Точность размеров и формы. Шероховатость поверхностей

Фасонные резцы в т.ч. круглые, являются изделиями высокоточными. Особо высокие требования по точности предъявляются к геометрическим параметрам фасонной режущей кромки лезвия. Квалитет точности изготовления тех или иных размеров резца в решающей степени зависит от точности детали, которая будет обрабатываться данным резцом. Очевидно, чем выше точность обрабатываемой детали, тем более высокие требования предъявляются к точности фасонного резца и прежде всего – к точности его профиля.

На профильной режущей кромке резца можно выделить рабочий участок, формирующий соответствующий профиль на обрабатываемой детали (для резца на рис.5.3 – это участок общей длиной 21±0,026мм), и участки с дополнительными режущими кромками, которые формируют на детали, например фаску 45° и канавку для последующей отрезки (см.рис.5.2)

Рабочий участок профиля в свою очередь состоит из отдельных, элементарных, участков формирующих ту или иную элементарную геометрическую поверхность на обрабатываемой детали. Размеры, с помощью которых обозначают геометрические параметры, как элементарных участков профиля, так и всего рабочего профиля в целом, делятся на высотные и продольные, которые проставляются от выбранных баз.

Высокие требования к точности размеров фасонных резцов и соответствующему назначению допусков относятся, прежде всего, к рабочему участку профиля.

При проектировании особо точных и ответственных резцов для обработки деталей повышенной точности проводят расчеты допусков на размеры фасонного профиля – [13, 15]. Расчеты эти достаточно объемны, трудоемкие.

Для изготовления деталей 9, 10, 11 квалитетов точности, которые заданы в данном пособии и не относятся к высокоточным, вполне достаточно назначить допуски на высотные и линейные размеры профиля резца из следующих рекомендаций: на диаметральные размеры ±(0,02…0,04); на продольные размеры, параллельные оси базового отверстия резца ±(0,025…0,030)мм; на углы – ±10' – см. так же[12].

Меньшее значение из предлагаемых интервалов рекомендуется использовать при проектировании фасонных резцов на обработку деталей 9-го квалитета точности, более высокие – при проектировании резцов на обработку деталей 10 и 11-го квалитетов точности.

Рис.5.3 Чертеж резца фасонного круглого

Допуск на диаметр базового отверстия необходимо назначить по 8-му квалитету, что обеспечит высокоточное базирование резца на шейке опорного болта па посадке H8/h8.

Поскольку высотные размеры рабочего профиля резца выполняются с высокой точностью, то радиальное биение элементарных участков профиля не должно превышать 0,03…0,04мм. Это вполне достижимо, если токарную обработку базового отверстия и профильной поверхности резца проводить с одной установки.

Зубчики муфты на торце резца относятся к достаточно точным элементам его конструкции. Особенно важно выдержать их угловой шаг, что достигается использованием делительной головки и ее соответствующей настройкой. Высота зубчиков должна быть выдержана по 8…9-му квалитету. Гребешки и впадины зубчиков имеют притупления (фаски), величина которых определяется как из рекомендаций [13], см. так же рис., так и по высотному размеру зубчика. Для зубчиков малой высоты можно величину фасок немного уменьшить. В любом случае при сопряжении зубчиков на торце резца с зубчиками регулировочного сектора или зубчатой шайбы (см.п.7.1, 7.2) между вершинами и впадинами сопряженных гребешков должны быть зазоры 0,1…0,2мм. При этом боковые поверхности сопрягаемых зубчиков должны соприкасаться плотно, без зазора.

Что касается допусков на размеры дополнительных режущих кромок, то требования к ним не столь высоки, как для размеров рабочего профиля и могут назначаться по 10…11-му квалитету или даже так же, как на свободные размеры, по 12 квалитету.

Все остальные размеры резца выполняются как свободные, то есть по 12 квалитету точности, о чем в технических требованиях на чертеже фасонного резца делается соответствующее указание по одной из двух форм [4].

«Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +H12, валов –h12, остальных ±IT12/2»; или

«Неуказанные предельные отклонения: отверстий + , валов – , остальных ± /2 по ГОСТ25670-83».

Здесь под «валом» понимают любые наружные, включая и нецилиндрические элементы детали (например, выступы). А под «отверстием» - любые внутренние (например, пазы).

Шероховатость поверхности является одним из важнейших показателей ее качества. Существует определенная взаимосвязь между шероховатостью и точностью размеров. Чем выше точность размера, тем шероховатость поверхности должна быть меньше. Это особенно относится к высокоточным сопрягаемым поверхностям.

Количественными параметрами шероховатости являются:

– среднее арифметическое отклонение профиля, мкм;

– высота неровностей профиля, мкм, по десяти точкам, причем параметр является предпочтительным.

Более подробные сведения по параметрам шероховатости и способам ее измерения представлены в [1, 4]. Рекомендации по величине и , которые обеспечиваются при том или ином виде технологической обработки, а так же обозначение шероховатости на чертежах представлены в [1].

Что касается фасонного резца, то в качестве примера назначения шероховатости его поверхностей можно использовать рис.5.3 и техническую литературу [12].

Установлено что, максимальный период стойкости (время до переточки) имеют фосонные резцы, у которых шероховатость передней и задней поверхностей составляет 0,32…0,16мкм за счет доводки их алмазными пастами. При этом радиус скругления заточенной режущей кромки должен составлять 25…30мкм [13].

Форма режущего лезвия

В данной курсовой работе в качестве объекта проектирования выбран резец фасонный круглый, у которого наиболее выступающая точка режущей кромки (базовая точка) установлена на высоте линии центров детали. Такие резцы получили широкое распространение, и именно они положены в основу индивидуальных заданий данного учебного пособия.

Однако у этих резцов есть и определенные недостатки, а именно: при обработке такими резцами конических и торовых участков (у торовых поверхностей профиль очерчен по дуге) возникают погрешности.

Пусть, например, необходимо обработать деталь с конической поверхностью – рис.5.4. Геометрически эта поверхность представляет собой усечённый корпус. Наружная поверхность резца так же является поверхностью усечённого конуса, но, естественно со своими диаметрами и размерами. Углы конусности на резце и детали – одинаковы, одинакова и высота усеченных корпусов на резце и детали ( ). Передняя поверхность резца представляет собой плоскость параллельную оси резца, проходящую под углом γ к горизонтальной плоскости и отстоящую от оси резца на величину .

С геометрической точки зрения режущая кромка – это есть линия пересечения передней поверхности с наружной конической поверхностью резца. Но поскольку передняя поверхность отстоит от оси резца на величину и в то же время параллельна оси, то эта линия пересечения является участком гиперболы, т.е. криволинейной линией (см.рис.5.4.б). Ясно, что криволинейный характер режущей кромки переносится на деталь и в результате обработки на детали образуется не строго коническая поверхность, а поверхность вогнутая гиперболическая с погрешностью относительно образующей конуса.

а)

б)

Рис.5.4. Схема обработки конической

поверхности : а – схема обработки;

б – схема образования гиперболической режущей кромки на резце

Величину можно рассчитать [13] и сравнить с допуском Т на меньший из диаметров конуса на детали, должно выдерживаться: <Т.

В связи с тем, что точность обрабатываемых по индивидуальным заданиям деталей относительно невысока (10…12й квалитет), а длины конических участков невелики, будем считать, что данная погрешность не превышает поля допуска.

Погрешность обработки конических участков можно существенно уменьшить, применяя резцы другой конструкции и более сложные виды зоточки передней поверхности (с углом λ).

При обработке на детали торовых поверхностей, которые в осевом сечении имеют дуговой профиль (например, радиусная канавка), режущая кромка фасонных резцов так же обуславливает определенные погрешности. Теоретически для исключения этой погрешности участок профиля резца, который формирует торовую поверхность на детали, должен представлять собой геометрически не дугу, а участок эллипса. Поскольку в этом случае расчеты весьма трудоемки, то обычно заменяют эллипсный профиль на дуговой с откорректированным радиусом – [3].