1.2 Методика и пример расчёта фасонных резцов

Пример 1. Исходные данные.

Рассчитать и сконструировать круглый фасонный резец с отверстиями под штифт для наружного обтачивания фасонной заготовки, изготавливаемой из пруткового материала диаметром 60 мм. Материал заготовки – углеродистая конструкционная сталь с σ = 600 МПа. Заготовку обрабатывают с проточкой канавки под отрезание. (рис. 1. 4)

Рисунок 1.4 – Эскиз заготовки

Решение.

1. Передний и задний углы лезвия резца определяем по табл. 1.4:

γ = 20 α = 12

2. Размеры дополнительных режущих кромок под отрезание и подрезание принимаем:

b = 1 мм – перекрытие режущей кромки под отрезание;

b = 7 мм – ширина участка режущей кромки, предназначенной для протачивания канавки с целью облегчения отрезания;

a = 2 мм – ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки;

φ = 45˚– угол концевой режущей кромки;

φ = 15˚– угол режущей кромки под отрезание;

с = 0 мм – ширина концевой режущей кромки.

3. Общая ширина реза вдоль оси заготовки:

L = + a + c + b + b = 52 + 2 + 0 + 7 + 1 = 62 мм.

4. Наибольшая глубина профиля обрабатываемой детали:

мм.

5. Габаритные и конструктивные размеры резца с отверстиями под штифт для наибольшей глубины профиля t = 14 мм выбираем табл. 1.2: D = 100 мм; d = 27 мм; d = 40 мм.

Высота заточки резца:

H = R sin (α + γ) = 50 sin (12˚ + 20˚) = 26,496 мм.

Высота установки резца:

h = R sin α = 50 sin 12˚ = 10,395 мм,

где R – радиус резца , мм.

Остальные конструктивные размеры указывают на рабочем чертеже резца.

6. Согласно размерам на чертеже заготовки радиусы окружностей узловых точек профиля заготовки и осевые расстояния до этих точек от торца до заготовки следующие:

r = r = 15 мм; l = 17мм;

r = 24 мм; l = 27 мм;

r = r = 29 мм; l = 37 мм;

r = 22 мм; l = 42 мм;

r = 20 мм; l = 52 мм;

Допуски на указанные размеры принимаем равными 1/3 допусков на соответствующие размеры обрабатываемой заготовки.

7. Корректируем профиль резца: данные коррекционного расчёта резца сводим в табл. 1.5.

8. Построение шаблонов и контршаблонов для контроля фасонного профиля резцов (при контроле отклонений размеров шлифования фасонных поверхностей на резцах) сводится для круглых

Отклонение размеров Н и h и угла заточки ξ = α + γ зависит от допусков на профиль обрабатываемой заготовки и погрешностей, допущенных при установке резцов на угол заточки (при затачивании на универсально-заточных – в пределах ±30').

Таблица 1.5 – Данные коррекционного расчёта профиля резца

Расчётная формула	Значение параметра
1	2
h = r sin γ	γ = γ= 20 00' r = r = 15,000 sin γ = 0,342 h = 5,130
А = r cos γ А = А	cos γ = 0,93969 А = 14,095
sin γ = h / r	r = 24,000 sin γ = 0,21375 γ = 12°20'32"
А = r cos γ	cos γ = 0,97688 А = 23,445

Продолжение таблицы 1.5

1	2
С = А – А	С = 9,350
sin γ = h / r sin γ = sin γ	r = r = 29,000 sin γ = 0,17689 γ = 10°11'20"
А = r cos γ А = А	cos γ = 0,98422 А = 28,543
С = А – А С = С	С = 14,448
sin γ = h / r	r = 22,000 sin γ = 0,23318 γ = 13°29'05"
А = r cos γ	cos γ = 0,97243 А = 21,394
С = А – А	С = 7,299
sin γ = h / r	r = 20,000 sin γ = 0,2565 γ = 14°51'45"
А = r cos γ	cos γ = 0,96654 А = 19,331
С = А – А	С = 5,236
ξ = α + γ	γ = 20 00' α = 12 00' ξ = 32 00'
Н = R sin ξ R = R	R = 50,000 sin ξ = 0,52991 Н = 26,496

Продолжение таблицы 1.5

1	2
В = R cos ξ В = В	cos ξ = 0,84804 В = 42,402
В = В – С	С = 9,350 В = 33,052
tg ξ = Н / В	tg ξ = 0,80164 ξ = 38°43'04"
R = Н / sin ξ = В / cos ξ	sin ξ =0,62548 cos ξ = 0,78023 R = 42,362
В = В – С В = В	С = 14,448 В = 27,954
tg ξ = Н / В tg ξ = tg ξ	tg ξ = 0,94784 ξ = 43°28'00"
R = Н / sin ξ = В / cos ξ R = R	sin ξ =0,68793 cos ξ = 0,72577 R = 38,516
В = В – С	С = 7,299 В = 35,103
tg ξ = Н / В	tg ξ = 0,75480 ξ = 37°02'44"
R = Н / sin ξ = В / cos ξ	sin ξ =0,60244 cos ξ = 0,78752 R = 43,980
В = В – С	С = 5,236 В = 37,166

Продолжение таблицы 1.5

1	2
tg ξ = Н / В	tg ξ = 0,73262 ξ = 35°29'07"
R = Н / sin ξ = В / cos ξ	sin ξ =0,58049 cos ξ = 0,81426 R = 45,643
Примечание. Линейные размеры в мм.

резцов к определению разности радиусов всех узловых точек рассчитанного фасонного профиля относительно узловой контурной точки 1:

Р = R – R = 50,000 – 50,000 = 0;

Р = R – R = 50,000 – 42,362 = 7,638 мм;

Р = Р = R – R = 50,000 – 38,516 = 11,484 мм;

Р = R – R =50,000 – 43,980 = 6,020 мм;

Р = R – R = 50,000 – 45,643 = 4,357 мм.

Допуски на линейные размеры фасонного профиля шаблона при его изготовлении не должны превышать ± 0,01 мм.

Криволинейные контурные участки резцов, обрабатывающих радиусные скругления на заготовках, могут быть заданы: 1) координатными размерами ряда промежуточных точек, через которые проводится плавная кривая линия; 2) в виде дуги некоторого радиуса, который вычисляют, используя координатные размеры трёх узловых точек, лежащих на данном криволинейном участке обрабатываемой заготовки.

На рис.1.5 показано расположение координатных размеров профиля обрабатываемой заготовки, круглого фасонного резца и шаблона по условиям данного примера.

1 – заготовка, 2 – резец, 3 – шаблон.

Рисунок 1.5 – Расположение координатных размеров профиля круглого фасонного резца:

На рабочем чертеже фасонного резца должны быть указаны размеры габаритные, базовых отверстий или поверхностей, глубина и угол заточки, конструктивные элементы и размеры крепёжного венца. Буквенное обозначение координатных размеров на рабочем чертеже резца, шаблона и контршаблона не проставляют. На чертеже указывают основные технические требования к инструменту (смотри рис.1.6).

Пример 2. Исходные данные.

Рассчитать и сконструировать составной призматический фасонный резец для наружного обтачивания фасонной заготовки по данным предыдущего примера (смотри рис.1.4).

Решение.

1. Элементы круглого резца, определяемые в пп.1– 4 принимаем и для призматического.

2. Габаритные и конструктивные размеры призматического резца для наибольшей глубины профиля t = 14 мм выбираем табл. 1.1: В = 35 мм; Н = 90 мм. Остальные конструктивные размеры указывают на рабочем чертеже резца.

3. Размеры берём из расчётной таблицы предыдущего примера (табл.1.5): С = 9,350 мм; С = С = 14,448 мм; С = 7,299 мм; С = 5,236мм.

4. Координатные расстояния Р , Р , Р , Р , Р вычисляем в последовательности, указанной в табл.1.6.

Таблица 1.6 – координаты расстояния

Расчётная формула	Значение параметра
1	2
ξ = α + γ	γ = 20 00' α = 12 00' ξ = 32 00'
Р = С cos ξ	cos ξ = 0,84804 С = 9,350 Р = 7,929
Р = С cos ξ Р = Р	С = 14,448 Р = 12,253
Р = С cos ξ	С = 7,299 Р = 6,190

Продолжение таблицы 1.6

1	2
Р = С cos ξ	С = 5,236 Р = 4,440
Примечание. Линейные размеры в мм.

На рис.1.7 показано расположение координатных размеров профиля обрабатываемой заготовки, призматического фасонного резца и шаблона по условиям данного примера.

1 – заготовка, 2 – резец, 3 – шаблон.

Рисунок 1.7 – Расположение координатных размеров профиля призматического фасонного резца:

5. Профиль шаблонов и контршаблонов для контроля фасонного профиля призматического резца полностью определяется координатными расстояниями Р , Р , Р , Р , Р , вычисленными в результате коррекционных расчётов координат отдельных узловых точек данного профиля. Допуски на линейные размеры фасонного профиля шаблона при его изготовлении не должны превышать ± 0,01 мм.

6. Размеры фасонной поверхности резца заданны на изображённом в большом масштабе профиле шаблона для резца. Буквенное обозначение координатных размеров на рабочем чертеже резца и шаблона не проставляют. На чертеже указывают основные технические требования к инструменту (смотри рис.1.8).