МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

Запорожский национальный технический университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к расчётно-графическим заданиям по дисциплине «Режущий инструмент» для студентов машиностроительного факультета всех форм обучения

2009

Методические указания к расчётно-графическим заданиям по дисциплине «Режущий инструмент» для студентов машиностроительного факультета всех форм обучения / Сост.: В.С.Штанкевич. – Запорожье: ЗНТУ, 2009. – с.

Составители: В.С.Штанкевич, ассистент

Рецензент:

Ответственный

за выпуск:

Утверждено

на заседании кафедры

«Металлорежущие станки и

инструмент»

Протокол №

от

Содержание

Введение
1 Расчёт и конструирование фасонных резцов
1.1 Общие сведения о фасонных резцах
1.2 Методика и пример расчёта фасонных резцов
2 Расчёт и конструирование внутренней круглой протяжки
2.1 Общие сведения о внутренних круглых протяжках
2.2 Методика и пример расчёта внутренней круглой протяжки
Перечень ссылок
Приложение А. Задание к расчётно-графической работе №1 «Расчёт и конструирование фасонных резцов»
Приложение Б. Задание к расчётно-графической работе №2 «Расчёт и конструирование внутренней круглой протяжки»

Введение

Цель расчётно-практических заданий – получение студентами навыков самостоятельной работы при проектировании металлорежущих инструментов. При выполнении расчётно-практических заданий студенты должны умело применять на практике знания, полученные при изучении общетехнических и специальных дисциплин, почувствовать взаимосвязь между ними, и тем самым подготовится к выполнении курсовой работы по дисциплине «Металлорежущий инструмент и инструментальное обеспечение АП».

Данные методические указания содержат методики расчета и конструирования фасонных резцов и внутренних круглых протяжек с конкретными примерами, а также необходимые сведения для их проектирования и примеры выполнения рабочих чертежей.

1 Расчёт и конструирование фасонных резцов

1.1 Общие сведения о фасонных резцах

Назначение, типы, область применения. Фасонные резцы применяются для обработки деталей с фасонным профилем, при обработке из прутка на токарных автоматах и револьверных станках. Обычно после выполнения профиля следует отрезка готовой детали при помощи отрезного резца. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают:

1. идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят не от квалификации рабочего, а в основном от точности изготовления резца;

2. высокую производительность благодаря большой экономии машинного времени, связанной с сокращением пути резания, и вспомогательного времени, требуемого на установку и наладку резца при смене его;

3. высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;

4. меньшее количество брака;

5. простоту переточки.

В практике встречаются разнообразные фасонные резцы, которые делятся на следующие типы (рис.1.1):

1. по форме резца: круглые (рис.1.1, а) и призматические (рис.1.1, б);

2. по установке относительно детали: радиальные (рис.1.1, а, б) и тангенциальные (рис.1.1, в);

3. по расположению оси отверстия или базы крепления резца по отношению к оси детали: с параллельным расположением оси отверстия (рис.1.1, г) или базы крепления и с наклонным расположением оси отверстия (рис.1.1, д) или базы крепления;

4. по расположению передней поверхности: с положительным (или равным нулю) передним углом (рис.1.1, а, б) или с положительным передним углом и углом наклона режущей кромки (рис.1.1, е);

5. по форме образующих фасонных поверхностей: с кольцевыми образующими (рис.1.1, а, е) или с винтовыми образующими (рис.1.1, ж).

В практике получили распространение резцы с параллельным расположением оси отверстия (для круглых) или базы крепления (для

Рисунок 1.1 – Типы фасонных резцов

призматических) относительно оси заготовки.

Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт или пазы на торце. Призматические резцы закрепляются в державке при помощи ласточкина хвоста и винтов.

Материалом для круглых фасонных резцов служит преимущественно быстрорежущая сталь. Для экономии быстрорежущей стали призматические резцы могут быть выполнены сварными.

Круглые резцы обычно выполняются с кольцевыми образующими фасонных поверхностей.

Призматические резцы обладают по сравнению с круглыми надёжностью крепления, широким выбором заднего угла, большой прочностью режущей кромки, лучшим отводом тепла, а также обеспечивают большую точность обработки детали.

Однако в практике круглые резцы получили более широкое распространение из-за простоты их изготовления как тел вращения.

Таблица 1.1 – Размеры, мм, фасонных призматических резцов

Глубина профиля заготовки t max , не более	B	H	E	A	F	r	d	М (h9)
4	9		4	15	7		4	21,31
							3	18,577
6	14	75		20	10	0,5	6	29,46
			6				4	24,00
10	19			25	15		6	34,46
							4	29,00
14	25			30	20		10	45,77
							6	34,846
20	35	90	10	40	25	1	10	55,77
							6	44,846
							15	83,66
28	45	100	15	60	40		8	64,536
Примечания: 1. Для заданной глубины профиля t допускается применять резцы больших габаритных размеров, например, для заготовки с глубиной профиля t = 7 мм можно применять резцы с габаритными размерами для t 14 мм. 2. Передний угол γ выбирают по табл. 1.4. 3. Размер L зависит от длины изготавливаемых деталей. 4. При наличии роликов других диаметров М = А + d (1 + ctg λ/2) – 2E ctgλ, где λ = 60 (для данного чертежа). 5. При контроле размера М для каждого типоразмера хвостовика могут быть использованы ролики двух диаметров.

Таблица 1.2 – Размеры, мм, фасонных дисковых резцов с отверстиями под штифт

Глубина профиля заготовки t max , не более	D	d (H8)	d	b	K	r	D	d
6	50	13	20	9	3	1	28	5
8	60	16	25	11		2	34
11	75	22	34	15	4	2	42
14	90	22	34	18		2	45	6
18	100	27	40	23	5	2	52	8
25	125			30		3	55
Примечания: 1. Для заданной глубины профиля t допускается применять резцы больших габаритных размеров (смотри примечание 1 к табл. 1.1). 2. Передний угол γ выбирают по табл. 1.4. 3. Размер L зависит от длины изготавливаемых деталей. 4. Размеры: l = Lp – l1; l1 = ( … ) Lp; l2 = l.

Таблица 1.3 – Размеры, мм, фасонных дисковых резцов с торцовым рифлением

Глубина профиля заготовки t max , не более	D	d (H8)	d	b	K	r	d	l
4	30	10	16	7	3	1	–	–
6	40	13	20	10			20	3
8	50	16	25	12	4	2	26
10	60			14			32
12	70	22	34	17	5	2	35	4
15	80			20			40
18	90			23			45	5
21	100	27	40	25			60
Примечания: 1. Для заданной глубины профиля t допускается применять резцы больших габаритных размеров (смотри примечание 1 к табл. 1.1). 2. Передний угол γ выбирают по табл. 1.4. 3. Размер L зависит от длины изготавливаемых деталей. 4. Размеры: l = Lp – l1; l1 = ( … ) Lp; l3 = l.

Конструктивные и габаритные размеры фасонных резцов можно выбрать в зависимости от наибольшей глубины профиля изготовляемой детали по табл. 1.1-1.3.

Геометрические элементы лезвия фасонных резцов зависят от материала заготовки и подачи. Углы γ и α зависят от заточки передней поверхности резца и его установки относительно центра заготовки на величину h выбирают по табл. 1.4.

Таблица 1.4 – Геометрические элементы лезвия рабочей части фасонных резцов

Материал заготовки	σ , МПа	Передний угол γ,
Алюминий, медь	—	20 – 25
Бронза, свинцовая латунь	—	0 – 5
Сталь с НВ:
до 150	До 500	25
150 – 235	500 – 800	20 – 25
235 – 280	800 – 1000	12 – 20
280 – 350	1000 – 1200	8 – 12
Чугун с НВ:
до 150	—	15
150 – 200	—	12
200 – 250	—	8
Примечание. Передний и задний углы лезвия задают в плоскости, перпендикулярной к оси изготовляемой фасонной детали; задний угол α = 8 ... 15 .

Для крепления фасонных резцов на станках могут быть применены державки и приспособления разнообразных конструкций в зависимости от того, возможно ли их размещение на суппортах станков и каковы размеры посадочных мест, допустимые силы резания, а также погрешности, допущенные при установке и регулировании режущей кромки, относительно высоты центра заготовки.

При определении длины резца нельзя забывать о дополнительных режущих кромках фасонных резцов, осуществляющих подрезание торцевых участков профиля, обработку

прямоугольных канавок и фасок заготовки (рис.1.2), выбирают по следующим данным:

Рисунок 1.2 – Дополнительные режущие кромки фасонных

резцов

а = 2 … 5 мм – ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки;

с – ширина концевой режущей кромки (при обработке фаски принимается по ширине фаски с перекрытием 1–1,5 мм; для подрезания заготовки с = 1 … 3 мм);

φ = 15 … 20 – угол концевой режущей кромки (для снятия фасок φ = φ );

t – высота участка режущей кромки, предназначенной для протачивания канавки с целью облегчения отрезания детали (она должна быть не более максимальной глубины профиля);

b – ширина участка режущей кромки, предназначенной для протачивания канавки с целью облегчения отрезания, она должна быть больше ширины режущей кромки отрезного резца или равна ей, b 3 …8 мм (ГОСТ 18874 – 73);

b = 0,5 … 1,5 мм – перекрытие режущей кромки под отрезание;

φ = 15 – угол режущей кромки под отрезание;

L – общая длина резца;

– длина детали (условно показана для случая подрезания без фаски).

Оптимальные значения угла α получаются на участках профиля резца, параллельных к оси детали. Участки профиля резца, перпендикулярные к оси детали, имеют угол α, равный нулю. Для избежания сильного трения необходимо применять соответствующие мероприятия. Например, (рис.1.3, а), эти участки выполняются с небольшим углом поднутрения (1… ) или оставляются ленточки на небольшом участке профиля резца (рис.1.3, б).

Рисунок 1.3 – Мероприятия по улучшению углов резца

Профилирование фасонных радиальных резцов. Из-за наличия заднего α и переднего γ углов профиль круглого резца в диаметральном сечении и профиль призматического резца в сечении, перпендикулярном к базе крепления, не совпадает с заданным профилем детали в его диаметральном сечении. Величина искажения профиля резца возрастает с увеличением угла коррекции ξ = α + γ (рис.1.4).

Высота профиля круглого резца в диаметральном сечении получается меньше соответствующей высоты профиля детали, т. е.:

(R – R ) < (r – r )

где R и R – наружный и внутренний радиусы профиля резца;

r и r – наружный и внутренний радиусы профиля детали.

Соответственно для призматического резца имеем:

р < (r – r )

где р – высота профиля призматического резца в сечении, перпендикулярном к базе крепления.

В связи с изменением угла ξ = α + γ необходимо корректировать профиль резца во всех характерных точках режущей кромки. Коррекции подлежат радиальные (высотные) размеры всех фасонных резцов. Осевые размеры остаются неизменными и должны подвергаться коррекции только для резцов с наклонным профилем, расположенным по винтовой линии.

К профилю фасонных резцов предъявляются большие требования в отношении точности размеров. Коррекционные расчёты необходимо производить с точностью до 0,001 мм для линейных размеров и до – для угловых.