Особенности построения фасонного профиля фасонного резца

Конструкции фасонных резцов и их основные размеры ГОСТом не предусматриваются.

1. Образующая профиля фасонного резца может совпадать с образующей профиля детали лишь при условии α=0° и γ=0°, что делает невозможным процесс резания. Наличие же углов α и γ приводит к несовпадению образующих профиля резца и детали и делает необходимым расчет координатных точек образующей профиля резца. Эти точки определяются:

   1. для круглого резца: радиусами положения точек образующей профиля в диаметральной плоскости R_i;

   2. для призматического резца: расстояниями P_i от точек образующей профиля до координатной плоскости в сечении, перпендикулярном к образующим прямым задней поверхности.

2. Величина искажения профиля резца возрастает с увеличением угла коррекции (ε=α+γ). Высота профиля резца будет меньше соответствующей высоты профиля детали.

3. Коррекции подлежат высотные размеры всех фасонных резцов. Осевые размеры остаются неизменными, кроме резцов с наклонным расположением оси отверстия или базы крепления, а также резцов с профилем, расположенным по винтовой линии.

4. Определить фасонный профиль возможно методами графическим (наглядно, но неточно), графоаналитическим и аналитическим (сложность в вычислениях, но расчет возможен с любой степенью точности).

5. При обработке круглыми фасонными резцами получают искажение формы детали, причем, конические участки профиля обращаются в криволинейные с различной степенью вогнутости. Наличие угла λ уменьшает это искажение, но не устраняет. Призматические резцы с углами γ и λ не искажают конические участки. В этом их преимущество.

Проектирование фасонных резцов

Основными конструктивными элементами являются:

Для круглого резца:

• радиусы положения точек образующей профиля R_i ;

• углы передний γ и задний α;

• геометрия участка профиля, выполняющего подрезку торцов, снятие фасок и обработку прямоугольных канавок;

• геометрия посадочного отверстия и выточки (диаметр и ширина);

• количество отверстий под штифты, их диаметр и расположение;

• геометрия рифлений;

• высота установки резца;

• линейные размеры профиля вдоль оси;

• габаритные размеры (диаметр, ширина).

Для призматического резца:

• координатные расстояния образующей профиля P_i;

• углы передний γ и задний α;

• геометрия участка профиля, выполняющего подрезку торцов, снятие фасок и обработку прямоугольных канавок;

• геометрия хвостовика:

1. ширина и высота хвостовика,

2. угол расположения боковых направляющих плоскостей,

3. ширина и глубина нешлифуемой канавки;

• линейные размеры профиля вдоль оси;

• габаритные размеры (длина, ширина, высота);

• размеры пластины инструментального материала.

Общая часть коррекционных расчетов

Справедлива как для круглых, так и для призматических фасонных резцов. Наличие угла искажения или угла коррекции: ε=α+γ является причиной коррекционных расчетов точек профиля. Плоскость передней поверхности резца пересекает фасонную поверхность детали на расстоянии от центра изделия h=r₁·sinγ₁ (рис. 72).

Задачей общей части расчетов является определение расстояний С_i, необходимых для для дальнейших расчетов профиля резца (см. рис. 72).

1. Производим построение детали и ее проекции.

2. Проводим след передней поверхности под углом γ=γ₁ (через точку 1).

3. Плоскость передней поверхности резца пересекает фасонную поверхность детали на расстоянии h.

Из ΔОа1: h=r₁·sinγ_1; ; A₁=r₁·cosγ₁.

Из ΔОа2: А₂=r₂·cosγ₂; sin γ₂= .

Из ΔОа3,4: А_3,4=r_3,4· _; sin γ₃= .

Следовательно, С₂=А₂–А₁;

С_3,4=A_3,4– А₁;

…

C_i=A_i-A₁,

где h – превышение следа передней поверхности резца над осью детали;

r₁, r₂,…,r_i – соответственно радиусы образующих фасонного профиля детали коррекционных точек 1, 2, …,I;

γ1, γ2, …,γi – передние углы резца в соответствующих точках образующих фасонного профиля резца 1, 2, …, i.

Аналитический способ определения фасонного профиля призматического (радиального) фасонного резца

Принимаем за произвольную координатную ось прямую, проходящую через первую узловую точку т. 1 под углом α₁ к плоскости резания (см. рис. 73).

Целью коррекционных расчетов является вычисление расстояние P_i от прямолинейной образующей точки 1 до параллельных образующих задней поверхности резца, проведенных через узловые контурные точки 2, 3, …,i.

Решаем ряд прямоугольных треугольников с прямыми углами в точках а₂, а_3,4 …, а_i, С_i – известны (см. ранее).

Углы при вершинах в точках 2, 3, 4 …, i: ε₁=α₁+γ₁.

Из Δа₂т.1т.2 Р₂=С₂·сos ε₁.

Из Δа₃т.1т.2 Р₃=С₃·сos ε₁.

Р_i=C_i·cos ε₁.

А налитический способ определения фасонного профиля круглого фасонного резца

1. Определяем размер наибольшего радиуса резца R₁ (см. рис. 74).

R₁=t+k+m+r₀,

где t – высота профиля изделия t=r₃ – r₁;

k – глубина заточки передней поверхности резца k=3…12 мм (в зависимости от размера резца);

m – толщина стенки резца, m=6…10 мм;

r₀ – радиус отверстия круглого резца.

Округляем до целого.

2. Коррекционными расчетами определяются радиусы R₂, R₃, R₄, …R_i, соответствующие узловым точкам 2, 3, 4 … i.

3. Опускаем перпендикуляр из центра резца О₁ на переднюю поверхность. Решаем ряд прямоугольных треугольников, у которых общий прямой угол при точке М, общий катет О₁М и гипотенузы, равные R₁, R₂, R₃=R₄.

Из треугольника 1О₁М: h_p=R₁·sin ε₁; ε₁= α₁+ γ₁;

h_p(О₁М) – высота заточки резца – расстояние от оси резца до передней поверхности.

B₁=R₁·cos ε₁;

B₂=B₁ – C₂.

Из треугольника 2О₁М: tg ε₂= ; R₂= ; B_3,4=B₁ – C_3,4.

И з треугольника 3,4О₁М: tg ε₃= ; R₃=R₄= .

Определить максимальный наружный диаметр (радиус R₁) круглого фасонного резца можно по эмпирической формуле, приведенной в «Экспресс – информации» №7, 1978 г. Ставропольский политехнический институт, авторы А.С. Иванова, Н.И. Разумов (см. рис. 75).

Р ешая треугольники ABC и AO₂C, получаем

.

Ширина фасонных резцов L_p

L _p=b₁+b+l_д+с+а,

где l_д – длина обрабатываемой детали (рис. 76);

b₁ – перекрытие лезвия под отрезку, равное 0,5…1,5 мм;

φ=15° -- угол лезвия под отрезку;

b – ширина лезвия под отрезку, по ГОСТ 10043 – 62 b=3…8 мм;

с – ширина лезвия для снятия фаски (берется больше ширины фаски на детали на 1…1,5 мм);

а – ширина дополнительного упрочняющего лезвия, равная 2…5 мм.

При проектировании дисковых фасонных резцов для обработки внутренних фасонных поверхностей применяют наружный (максимальный) диаметр резца, равный D=(0,7…0,8) диаметра отверстия заготовки. Конструкция резца обычно выполняется с хвостовиком. Если фасонная поверхность детали криволинейна, то для увеличения точности выполнения рекомендуется её разбить на ряд линейных участков.