3.2. Подготовка расчетных размеров детали

ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Перед проектированием фасонных резцов изучается чертеж детали и определяется возможность обработки ее по всему профилю фасонным резцом выбранной конфигурации на применяемом оборудовании.

Рис. 3.10. Чертеж детали (а) и схема полей допусков (б) в различных точках детали

На профиле детали обозначаются характерные узловые точки 1, 2, 3 и др. (рис.3.10,а). По диаметрам, указанным на чертеже детали ( , и др.), определяются соответствующие им расчетные диаметры , и др. в характерных точках с учетом симметричности расположения полей допусков (поля допусков на диаметры на рис.3.10,б заштрихованы). Например, если то допуск равен 0,12 мм, расчетный диаметр = 20,04 мм при симметричном допуске = ±0,06 мм, т.е. = 20,04±0,06. Аналогичным образом определяются и другие расчетные диаметры детали, которые будут необходимы для дальнейших расчетов. Симметричное расположение полей допусков на диаметры очень удобно при расчете допусков на высотные размеры детали, по которым в дальнейшем определяются допуски на высотные размеры резца.

При необходимости также пересчитываются линейные размеры детали ( , , и др.), которые часто задаются конструктором от одной базы (в данном случае от торца детали, см. рис.3.10,а), в расчетные размеры , , и др. (см. рис.3.10,б). При этом следует учитывать, к какому виду размеров относится линейный размер, к входящему (участки 1-2, 2-3 и 5-6) или охватывающему (участок 3-4-5) по отношению к режущей кромке резца. В данном случае расчетные линейные размеры будут следующими: = ; = – и др. Допуск на охватывающие линейные размеры принимается в «плюс», а на входящие – в «минус». Это связано с тем, что при обработке входящие линейные размеры детали за счет осевого биения шпинделя станка уменьшаются, а охватывающие – наоборот, увеличиваются.

На конических (1-2) и дуговых (3-4-5) участках вводятся дополнительные точки 7 и 8 и определяются их координаты положения, необходимые для расчета погрешности в этих точках при обработке. Например, на коническом участке 1-2 положение точки 7 определяется линейным размером и диаметром . Для определения рекомендуется задаваться значениями = (0,5…0,6) и рассчитывать его по формуле = + ( + )/ . На дуговом участке 3-4-5 положение дополнительной точки 8 определяется линейным размером и диаметром . Для определения величины также рекомендуется задаться значением =(0,5…0,6) и рассчитывать его по формуле

= + 2 – .

Аналогичным образом определяются l и d для других принятых дополнительных точек участков детали.

Расчетные значения диаметров и осевых размеров определяются с точностью до 0,001 мм, угловых размеров – до 1, а допусков – до 0,0001 мм, после чего в зависимости от размера допуска эти значения могут округляться.

3.3. Выбор положения базовой линии

По виду базовых элементов режущей кромки резцы разделяются на две группы: а) резцы с базовой линией; б) резцы с базовой точкой.

Для установки резца в рабочее положение необходимо знать, какой из участков его фасонной кромки или точка должны быть расположены на уровне осевой плоскости обрабатываемой детали. Они называются базовыми.

Базовые участки режущих кромок и точки получаются в результате пересечения передней плоскости резца и осевой плоскости детали. Устанавливает базовые элементы проектировщик. Он использует их при расчете элементов резца и указывает в чертеже на резец.

У резцов с передним углом, равным нулю, режущая кромка целиком располагается в осевой плоскости детали. У резцов с передним углом γ ≠ 0 только отдельные ее участки или точки могут быть использованы в качестве базовых для установки резца.

Примеры возможных установок вершины режущей части резцов одинакового профиля на уровне осевой плоскости детали при γ ≠ 0 приведены на рис.3.11.

При расположении базовой линии по кромке АВ (рис.3.11,а), передний и задний углы по периметру этой кромки будут постоянными. Кромки ВС и СD будут располагаться выше осевой плоскости детали. В соответствии с этим передние углы по периметру этих кромок будут больше, задние меньше, чем для кромки АВ. Величина углов в зоне кромки СD получается постоянной, а в зоне кромки ВС – переменной, поскольку эта кромка не параллельна осевой плоскости детали и положение ее точек относительно осевой плоскости детали различно. Очевидно, использование такого варианта расположения базовой линии возможно только после проведения анализа непостоянства углов по периметру кромки и установления их допустимости при эксплуатации резца. Кроме того, необходимо учитывать, что при этом варианте образующая поверхность детали ВС получается криволинейной, так как кромка резца ВС располагается наклонно под углом λ к осевой плоскости детали (см. рис.3.11,а).

Для получения на детали прямолинейной образующей ВС кромку резца, обрабатывающую этот участок, необходимо иметь в виде кривой второго порядка. Это усложняет профилирование резца и связано с необходимостью повышения точности его установки, размеров диаметра резца и углов его режущей части, колебание которых влияет на размеры профиля резца.

При расположении базовой линии по кромке СD (рис.3.11,б), кромки АВ и ВС будут располагаться ниже оси детали. Углы режущей части в зоне кромки СD будут постоянными, а в зоне кромки СВ – переменными и отличными от углов в зоне кромки СD. Влияние кромки СВ на точность образующей детали будет в принципе таким же, как и при базовой линии, расположенной по кромке АВ. Процесс профилирования кромки ВС будет также затруднительным при необходимости получить на детали участок ВС прямолинейным.

Возможен третий вариант, когда базовая линия проходит по участку ВС, расположенному в осевой плоскости детали (рис.3.11,в). Углы режущей части будут переменными на участках АВ и СD. В этом случае конструкция и технология резца усложняются. Ось резца при этом будет расположена под углом μ к оси детали. В этом случае кромки резца АВ и СD детали будут также искажены и, если их необходимо получить прямолинейными, потребуется особое профилирование одноименных участков режущих кромок.

Рис. 3.11. Варианты расположения базовой линии по режущим кромкам: АВ (а), СD (б) и BС (в)

Положительной особенностью этого варианта является возможность наиболее точно осуществить профилирование участка ВС в ущерб участкам АВ и СD. Поэтому этот вариант можно рекомендовать к применению в тех случаях, когда периметр участка ВС значительно превосходит периметр каждого из участков АВ и СD и к нему предъявляются повышенные требовании по точности по сравнению с ними.

Учитывая влияние положения базовой линии или точки на элементы конструкции резцов, углы режущей части, профиль кромки, на процесс изготовления и эксплуатации резцов, а также особенности профиля детали, требования к нему и другие данные, невозможно сформулировать полно и конкретно условия выбора положения базовых элементов для всего многообразия встречающихся вариантов. Поэтому рекомендуется при наборе базовых элементов учитывать ряд следующих общих положений:

1) предпочтительнее базовую линию располагать по участку кромки, параллельному оси резца и наиболее удаленному от нее;

2) при необходимости обеспечить повышенную точность отдельного участка профиля детали базовую линию следует располагать по этому участку;

3) при несимметричных профилях, резких колебаниях размеров диаметра обрабатываемой детали и наличии участка профиля, нормального оси детали, базовую линию следует располагать под углом к оси детали равным 15…20˚ таким образом, чтобы высота профиля резца при отсчете от базовой линии была меньше. Это обеспечит меньшее отклонение величины углов участков кромок, не расположенных на базовой линии от углов кромок на базовой линии или базовых точках.

При курсовом проектировании с целью некоторого его упрощения рекомендуется использовать первый вариант расположения базовой линии – по участку режущей кромки, параллельному оси резца и наиболее удаленному от нее (см. рис.3.11,б).