6. Профилирование фасонных режущих инструментов

6.1. Общие положения

Задача профилирования режущих инструментов заключается в определении формы и размеров режущей части инструмента, предназначенного для обработки заданной поверхности детали, в соответствии с техническими условиями на ее изготовление. Наряду с этим учитывается необходимость создания работоспособного инструмента, имеющего на режущей части целесообразные величины геометрических параметров, который можно было бы перетачивать в процессе эксплуатации.

Однако основным условием, из которого исходят при профилировании инструмента, является условие обработки спроектированным инструментом заданной поверхности детали при известных движениях, совершаемых при обработке заготовкой и инструментом. Форма и размеры режущей части инструмента характеризуются формой и размерами передней и задней поверхностей. Профилирование режущих инструментов включает два этапа:

1. определение исходной инструментальной поверхности, сопряженной с поверхностью детали при заданной схеме обработки;

2. превращение тела, ограниченного исходной инструментальной поверхностью, в работоспособный инструмент.

При известной исходной инструментальной поверхности решение задачи профилирования инструмента зависит от принятой схемы срезания материала заготовки. В большинстве случаев фасонные режущие инструменты проектируются с профильной схемой срезания припуска, когда режущие кромки располагаются на исходной инструментальной поверхности. Последовательность профилирования рассматриваемых инструментов следующая:

1. определяется исходная инструментальная поверхность, сопряженная при принятой схеме обработки с поверхностью детали;

2. выбираются перетачиваемая поверхность режущей части инструмента и ее расположение относительно исходной инструментальной поверхности, обеспечивающее создание на режущей части целесообразных величин геометрических параметров;

3. находится режущая кромка как линия пересечения перетачиваемой поверхности с исходной инструментальной поверхностью;

4. создается неперетачиваемая поверхность режущей части и определяется ее профиль.

В качестве перетачиваемой поверхности режущей части фасонных инструментов наиболее часто принимается передняя поверхность, положение которой относительно исходной инструментальной поверхности выбирают таким, чтобы обеспечить целесообразные величины передних углов и углов наклона режущей кромки на режущей части инструмента. При этом за статическую поверхность резания целесообразно принимать исходную инструментальную поверхность. Ориентированные таким образом величины геометрических параметров будут равны геометрическим параметрам в процессе резания в тот момент, когда исследуемая точка режущей кромки формирует обработанную поверхность детали. В этот момент наблюдается взаимное касание в исследуемой точке исходной инструментальной поверхности, поверхности детали и реальной поверхности резания. При профилировании рассматриваемых инструментов в качестве перетачиваемой поверхности можно выбирать заднюю поверхность сравнительно простой формы и определять режущую кромку как линию пересечения исходной инструментальной поверхности и задней поверхности. Однако часто этот путь приводит к практически неприемлемым результатам, т. к. передняя поверхность стружечных канавок инструмента получает сложную форму и ее изготовление оказывается неоправданно трудным. Кроме того, в этом случае сложно обеспечить целесообразные величины геометрических параметров в различных точках кромки. Из всего многообразия фасонных режущих инструментов наибольшее распространение получили фасонные резцы, фасонные затылованные фрезы, инструменты, работающие методом обкатки, типа червячных фрез, долбяков.

Задачу профилирования фасонных режущих инструментов можно решать как графически, так и аналитически. Графические решения наиболее наглядны, позволяют понять суть рассматриваемых вопросов, зачастую являются базой для аналитических решений. Они основываются на методах начертательной геометрии. Их недостаток ‑ малая точность, зачастую неудовлетворяющая производство. Аналитические решения являются наиболее точными, но недостаточно наглядными. Их роль и значение существенно возросли в связи с появлением электронных вычислительных машин и разработкой систем автоматизированного проектирования режущих инструментов.

Проверка профилирования инструмента, т. е. определение профиля детали, который будет обработан спроектированным инструментом, производится путем решения обратной задачи. В этом случае известными считаются инструмент и схема формообразования, т. е. движения, совершаемые инструментом относительно заготовки. Эта задача имеет и самостоятельное значение. Ее решение позволяет находить возможные типы поверхностей, которые могут быть обработаны на существующем оборудовании освоенными и апробированными в промышленности инструментами. Такие технологичные поверхности конструкторы могут использовать при проектировании всевозможных деталей машин.