Автокад / Гавариев / записка / Задание №1 - Расчет круглого фасонного резца

ЗАДАНИЕ №1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА

ВВЕДЕНИЕ

В современном машиностроении для точения фасонных поверхностей применяют преимущественно радиальные призматические и круглые фасонные резцы; менее распространены тангенциальные и обкаточные фасонные резцы.

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 изготовленного резца;

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

3. высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;

4. меньшее количество брака;

5. простоту заточки.

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ

АЛГОРИТМ РАСЧЕТА ФАСОННЫХ РЕЦОВ

Предлагаемый алгоритм разработан как для машинного, так и для ручного проектирования круглых и призматических радиальных фасонных резцов, которыми производиться наружная обработка поверхностей детали с профилем, состоящим из участков прямых и окружностей. Профиль целесообразно разбить на отдельные участки с образующими в виде отрезка прямой или дуги окружности. Каждый участок определяется следующей совокупностью параметров: координатами X₁, Y₁ начальной точки 1 образующей, X₂, Y₂ – конечной точки 2 в системе координат, ось Х которой совпадает с осью детали, а начало лежит в правой торцевой плоскости детали; радиусом R дуги окружности, являющейся образующей участка, а также координатами X_0j, Y_0j – центра окружности в локальной системе координат, начало которой совпадает с начальной точкой 1 образующей, а ось Xj параллельна оси детали. Значение радиуса R заключает в себе не только количественную, но и качественную информацию, определяющую конфигурацию образующей: R > 0 – образующая имеет выпуклую форму, R = 0 – образующая является отрезком прямой, R < 0 – образующая имеет вогнутую форму. Координаты X_0j и Y_0j центра окружности, как правило, не задаются на рабочем чертеже детали и рассчитываются в ходе проектирования.

Исходная информация на проектирование резцов содержит количество участков - N, код типа резца – KR (круглый резец – KR = 1, призматический – KR = -1), код материала детали – MD и, кроме этого, двумерный массив W, содержащий описание профиля детали по его участкам. Количество параметров для каждого участка равно семи: X₁, Y₁, X₂, Y₂, R, X_oj, Y_oj. Таким образом, в указанном двумерном массиве количество строк равно количеству параметров – семи,

а количество столбцов равно количеству участков детали – N.

Элементы j-ого столбца массива W определяются следующим образом: W_1j = X₁,, W_2j = Y₁,, W_3j = X₂, W_4j = Y₂, W_5j = R, W_6j = X_0j, W_7j = Y_0j.

Для определения абсцисс X₁ и X₂ узловых точек 1 и 2 необходимо произвести перерасчет осевых размеров в принятую систему координат. Ординаты Y₁ и Y₂ узловых точек принимаются равными соответствующим радиальным размерам детали, взятым по середине поля допуска.

Криволинейные участки профиля детали, как правило, задаются дугами окружностей. При известных радиусе окружности R и координатах X₁, Y₁ начальной точки 1; X₂, Y₂ конечной точки 2 образующей необходимо определить координаты центра окружности в локальной системе координат, начало которой совпадает с начальной точкой 1 участка, ось X_j параллельна оси детали. Указанные координаты центра окружности X_0j и Y_0j определяются при совместном решении уравнений двух окружностей с центром в точках 1 и 2 радиусом R.

В зависимости от механических свойств материала детали (кода MD) в соответствии с таблицей выбирается значение переднего угла γ в базовой точке и устанавливается его окончательное значение.

После этого выполняется начало общей части коррекционного расчета: определяются вспомогательные величины h_д и A_в; принимается значение заднего угла α в базовой точке; для круглого резца в зависимости от максимальной глубины профиля детали t_max выбирается наружный диаметр D_в и далее рассчитывается угол ε_в в базовой точке.

Описание профиля детали содержится в двумерном массиве W, задав индекс j (номер участка) от 1 до N, получим необходимую информацию о каждом участке, считывая соответствующие значения параметров X₁,, Y₁,, X₂, Y₂, R, X_0j, Y_0j. из массива W.

Если участок детали имеет образующую в виде отрезка прямой, то расчет заднего угла и глубины профиля производится для двух точек: 1 и 2. Если же участок детали имеет образующую в виде дуги окружности, расчет производится в трех точках: 1, 2 и 3. Точка 3 лежит на прямой, проходящей через середину хорды, перпендикулярно к ней. Указанная хорда стягивает концы дуги окружности профиля детали.

Глубина профиля резца р в сечении, нормальном к его задней поверхности, изменяется по сравнению с соответствующей глубиной профиля детали. В связи с этим, профиль резца в указанном сечении на участках, соответствующих участкам профиля детали в виде дуги окружности, может быть точно задан координатным способом. По технологическим соображениям теоретически точный профиль резца в сечении, нормальном к его задней поверхности, следует аппроксимировать дугой окружности. Для определения радиуса и координат центра заменяющей окружности производится, как было указано ранее, коррекционный расчет глубины профиля p_k начальной точки 1 участка, конечной точки 2 и промежуточной точки 3.

КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ

Общая ширина резца L_p определяется исходя из длины детали l_д, дополнительной режущей кромки l₁, подготовляющей соответствующий участок прутка под отрезку, величины перекрытия l₂ и упрочняющего участка l₃. Величина L_p определяется из выражения:

,

где: l₂ = 1-2 мм, l₃ = 3-6 мм.

РАСЧЕТ КРУГЛОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

Общая длина резца:

L_p = 47,411543 мм

MD4 -> γ = 15⁰;

KR = 1 , резец круглый;

α = 10⁰, D_в = 75 [мм];

h_д = 3,62466⁰, А_в = 13,522961 мм, ε_в = 25⁰, R_в = 37,5, α = 10⁰.

1 участок - 1 точка
rk	14	мм
γk	14,999	град
Ak	13,52	мм
Ck	0	мм
hp	6,5118	мм
Hp	15,848184	мм
Bb	33,98654	мм
Bk	33,98654	мм
εk	25	град
αk	10	град
Rk	45	мм
Pk	0	мм

1 участок - 2 точка
rk	14,887	мм
γk	14,087	град
Ak	14,439	мм
Ck	0,917	мм
hp	6,5118	мм
Hp	15,848184	мм
Bb	33,98654	мм
Bk	33,98654	мм
εk	25,6	град
αk	11,513	град
Rk	36,67	мм
Pk	0,83	мм

2 участок - 2 точка
rk	24,96	мм
γk	8,347	град
Ak	24,6955	мм
Ck	11,1735	мм
hp	6,5118	мм
Hp	15,848184	мм
Bb	33,98654	мм
Bk	33,98654	мм
εk	34,788	град
αk	26,441	град
Rk	26,29	мм
Pk	11,21	мм

2 участок - 3 точка
rk	18,5	мм
γk	11,295	град
Ak	17,651	мм
Ck	4,129	мм
hp	6,5118	мм
Hp	15,848184	мм
Bb	33,98654	мм
Bk	33,98654	мм
εk	27,959	град
αk	16,664	град
Rk	33,802	мм
Pk	3,698	мм

P₁ = 0,83;

P₂ = 11,21;

P₃ = 3,698;

У