5.5. Резцы фасонные и методы их профилирования.

5.5.1. Назначение и типы фасонных резцов.

Фасонные резцы применяют для обработки различных фасонных деталей. Они сравнительно просты в эксплуатации дают стабильные по форме и размерам детали, обеспечивают высокую производительность, за­меняя несколько простых резцов, и не требуют высокой квалификации рабочих.Увеличенные затраты, связанные о изготовлением сложных фасон­ных поверхностей резцов, окупаются при больших партиях деталей за счет большого числа переточек. Поэтому такие резцы эффективны в мас­совом и крупносерийном производстве

В зависимости от вида линии затылования различают резцы:

а) призматические (линия затылования - прямая);

б) круглые (линия затылования - окружность)

в) винтовые (линия затылования - винтовая).

В зависимости от направления подачи резцы разделяют на работающие с подачей: а) радиальной, б) угловой, в) осевой,

г) тангенциальной. Конструкции первых трех типов не имеют принципи­альных различий, а последняя имеет ряд особенностей.

5.5.2.Радиальные призматические резцы.

Призматические резцы выполняются: а) цельными, б) с приварен­ной головкой, в) державочными.

Цельные и сварные (см.рис.5.10.г) выдерживают относительно малое количество переточек ( до 12).

Державочные же резцы позволяют увеличить число переточек до 40. Поэтому нашли более широкое распространение.

Фасонный резец устанавливается базовой точкой А на высоте центров ( рис.5.11).

Передняя плоскость определяется положением точки А и перед­ним утлом  (1-й вариант). Угол  является продольным углом наклона передней плоскости и рассматривается в плоскости параллельной боковой.

Рис. 5. 11. Фасонный призматический резец радиального типа.

В общем случае передняя поверхность может быть наклонена и в поперечном направлении (показано штрих-пунктирной линией) под углом , который рассматривается в плоскости В-В перпендикулярной опорной и боковой плоскостям резца (2-й вариант),

При заданном положении передней поверхности теоретически можно рассматривать режущую кромку как линию пересечения передней поверх­ности с заданной (номинальной) поверхностью детали.

Заднюю поверхность можно рассматривать образованной движением режущей кромки по основной линии затылования.В качестве основной линии затылования принимается линия затылования АВ в базовой точке А, Эта линия затылования определяется положением точки А и углами ₀ и , где ₀ - угол между перпендикуляром к опорной плоскости и проекцией линии затылования на боковую плоскость резца,

 - угол между проекцией линии затылования на опорную плоскость и плоскостью, параллельной боковой.

При  = 0 затылование резца считают прямым или радиальным при  = 0 - косым, или угловым.

5.5.3. Базовая линия резцов.

Базовой линией фасонного резца называется линия пересечения передней плоскости с осевой плоскостью Г-Г детали, параллельной опорной плоскости (см.рис.5.11).

Положение базовой линии определяет целый ряд характеристик фасонного резца. Поэтому при проектировании резца одним из важных мо­ментов является выбор базовой линии. При этом необходимо учитывать следующее:

1. Точки режущей кражи, расположенные на базовой линии, лежат на вы­соте центров, а точки, удаленные от нее ниже или выше центров. Рассмотрим рабочие углы _р и _р в точках А и J режущей кром­ки резца при 1- ом варианте (рис.12.а) положения базовой линии. Как следует из схемы, чем дальше точка J располагается от базовой линии, тем будет ниже линия центров и тем больше изменение рабочих углов _PJ < _{PA ,} _PJ > _PA.

Если точка J будет расположена по другую сторону от базовой ли­нии (ближе к оси детали), то она будет выше линии центров и изменение углов будет обратным.

При 2-ом варианте расположения базовой линии (см.рис.5.11 и 5.12.а) точки режущей кромки располагаются ближе к базовой линии ’’ ^’.

Поэтому при втором варианте изменение рабочих углов по периметру режущей кромки будет меньше.

2. Если на поверхности детали имеется конический участок, к которому предъявляются повышенные требования в отношении прямолинейности об­разующей, то боковую линию следует выбирать по образующей этого участка.

При 1-ом варианте расположения базовой линии (рис.5.12,б) пря­молинейная режущая кромка резца не лежит в осевой плоскости детали, поэтому она опишет поверхность гиперболоида вращения, вместо коничес­кой поверхности. В осевой плоскости вместо прямой линии 2 получится кривая 3. Поэтому режущая кромка резца должна быть криволиней­ной, которую труднее выполнять с высокой точностью.

При 2-ом варианте расположения базовой линии по образующей конической поверхности в осевой плоскости детали будет прямая линия при прямолинейной режущей кромке.

З. Если на детали имеется точка С профиля, расположенная на оси, то базовая линия должна обязательно пройти через эту точку (рис.5.13,а) В противном случае соответствующая точка режущей кромки будет ниже или выше оси центров. Если режущая кромка ниже - на детали в зоне точка С останется стержень, а если выше - задняя поверхность инструмента будет сминать материал заготовки, в результате возрастут усилия резания и может быть поломка.

Рис.5.12. Влияние положения базовой линии на изменение передних и задних углов и искривление образующей конической поверхности. а) изменение углов; б) искривление образующей конической поверхности 1 – прямолинейная режущая кромка при 1 варианте; 2 – прямолинейная режущая кромка при 2 варианте; 3 - искривление образующей конической поверхности при 1 варианте.

4. Угол наклона базовой линии б₀ и угол установки резца жела­тельно принимать одинаковыми (см.рис.5.13,а). В этом случае попереч­ный угол наклона передней поверхности =0 и заточка резца по передней поверхности упрощается. Базовую точку А располагают на участке резца, ближайшем к оси детали.

5.Если нет специфических условий, то боковую линию принимают парал­лельной оси детали б₀= 0 (рис.5.13,б). Устанавливают резец также параллельно оси детали = 0. При этом обеспечивается наибо­лее простая конструкция и установка инструмента.

Базовую точку А располагают на участке режущей кромки резца. ближайшем к оси детали. Устанавливать резец в этом случае по высоте центров проще, т.к. базовая точка или участок будут наивысшими на режущей кромке. При этом учитываются и перекрывающие кромки, которые делают по касательной к основным или как их продолжение. Их длина f = 1…5 мм в зависимости от конкретных условий.

Рис.5.13. Расположение базовой линии. а) при наличии точки С профиля детали на оси; б) при наличии точки А дополнительных кромок резца, ближайшей к оси детали.

Если получаются острые углы на боковых сторонах резца, то чтобы снизить концентрацию напряжений и возможность образования трещин и коробления при калке, а также для уменьшения опасности травмирования рук рабочего, предусматривают упрочняющие кромки. Их длина

f₁ = 1,5 …5 мм. Если такая кромка является ближайшей к оси де­тали, то базовую линию рекомендуется проводить через нее.

В зависимости от обрабатываемого материала целесообразно выбирать передний угол в плоскости Б-Б перпендикулярной базовой линии (см. рис.5.13,а). По положению базовой линии и углу для выбранной установки резца рассчитывают продольный и поперечный углы наклона передней поверхности.

При б_б = 0 и 0 и .

5.5.4. Круглые резцы

Круглые резцы, также как и призматические, устанавливаются базовой точкой А на высоту центров детали.

Сказанное выше о передней поверхности и базовой линии для призматических резцов относится и к круглым резцам.

Принципиальное отличие круглых резцов от призматических заключается в иной форме задней поверхности, которая является поверхностью вращения.

Линия затылования в базовой точке А - окружность радиуса R₀. Задний угол обеспечивается за счет установки оси резца выше линии центров на величину , где - задний угол в базовой точке.

Резцы в большинстве случаев делаются насадочными и крепятся на оправке в специальных державках. Крепление оправки может быть консольным (односторонним) как показано на рисунке или двухсторонним, когда оправка в державке закрепляется с обеих сторон. Для предотвращения поворота резца и восприятия крутящего момента на резце делают торцовые зубчики (рифления).

После переточки резца по передней поверхности базовая точка А будет опускаться и резец необходимо повернуть, чтобы выставить точку А на высоту центров.

Число зубчиков z = 24 … 56. При перестановке на один зубчик резец повернется на угол = 360°/z. При z = 36 = 10°, что не обеспечит

требуемой точности установки. Поэтому необходимо предусматривать устройство для дополнительной тонкой регулировки. Примером такого устройства (рис.5.14) может служить регулировочная зубчатая шайба, имеющая на разных сторонах число зубчиков, отличающееся на I. При регулировке резец поворачивается относительно шайбы на 360°/z ,а шайба вместе с резцом поворачивается относительно державки на угол 360°/ (z+1).

Точность регулировки составит

.

При z = 36,

.

Применяются и другие способы тонкой регулировки.