1.3 Выбор посадочных размеров под пластину

Для обработки опорной поверхности под пластину нужно установить державку резца в трехповоротных тисках на столе вертикально-фрезерного станка. Для построения тисков необходимо определить углы поворота их отдельных частей вокруг соответствующих осей. С этой целью опорную плоскость под пластину следует задать углами поворота в продольной w1 и поперечной w2 плоскости.

tg w1 = (tg α / cos λ) * cos φ + tg λ * sin φ = (tg 6˚ / cos 10,32˚) * cos 93˚ +

+ tg 10,32˚ * sin 93˚= 0,17625; w1 = 10˚ (1.7)

tg w2 = (tg α / cos λ) * sin φ – tg λ * cos φ = (tg 6˚ / cos 10,32˚) * sin 93˚ -

- tg 10,32˚ * cos 93˚ = 0,11622; w2 = 6,63˚ = 6˚37΄ (1.8)

Углы показаны на рис. 1.1. При фрезеровании державку резца устанавливают основной плоскостью на опорную поверхность тисков и после двух последовательных поворотов: вокруг горизонтальной оси, параллельной направлению подачи, на угол w1 и вертикальной оси, перпендикулярной к направлению подачи, на угол w2, опорная поверхность под СМП займет вертикальное положение.

1.4 Выбор метода крепления пластины и сечения резца

Для данной операции выбираем крепление СМП с силовым замыканием на опорную и боковую поверхности.

Крепление режущей пластины осуществляется прижимом с силовым замыканием пластины на опорную и боковые поверхности державки резца. Прижим имеет выступ в виде срезанного цилиндра, входящего в отверстие режущей пластины. Противоположная опора прижима контактирует с конической плоскостью державки. При завинчивании винта прижим скользит по плоскости, своим выступом притягивает пластину к боковым граням гнезда державки резца с одновременным прижимом пластины сверху к опорной пластине. Такая конструкция надежна и обеспечивает высокую точность базирования пластины, что позволяет во многих случаях после ее поворота производить обработку без размерной поднастройки.

По выбранной трехгранной пластине TNUM-270612 выбираем по ГОСТ 20872-80 сечение резца [7, стр. 9]: Н×В = 32×32.

Таким образом, выбираем резец МТjNR-3232P27 с размерами: f = 40мм, l = = 27,5мм, l1 = 170мм, Н = 32мм, В = 32мм.

1.5 Расчет на прочность и жесткость державки резца

При точении максимально допускаемая подача ограничивается:

• п рочностью державки резца

Рис 1.5 Схема крепления резца

В данном случае резец рассматривается как балка, защемленная одним концом. На втором конце действует сила Рz, изгибающая резец с моментом:

Мизг = Рz – l, (1.9)

где Рz – главная составляющая силы резания Н;

l – вы резца, l =70мм.

С другой стороны, максимальный изгибающий момент, допускаемый прочностью державки резца равен:

[Мизг] = σи*w, (1.10)

где σи – допускаемое напряжение на изгиб; σи = 196 МПа [4, стр.173];

w – момент сопротивления сечения державки резца;

w = В*U = Н. (1.11)

Приравнивая действующий на резец изгибающий момент (1.9) к допускаемому (1.10), получим:

(1.12)

тогда получим:

откуда

(1.13)

где C_pz – постоянная величина, C_pz = 384 [5, стр.273];

X_pz, Y_pz, П_pz, - показатели степеней,

X_pz = 0,9; Y_pz = 0,9; П_pz = -0,15 [5, стр.273];

K_pz = K_мрK_φpK_γpK_λp (1.14)

где K_мр – поправочный коэффициент для стали, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости,

K_pz = (σ_в / 750)^0,75 ; (1.15)

где σ_в = 1000∙10⁶ Па [8, стр. 39]; => K_pz = (1000 ∙ 10⁶ /750)^0,75 = 1,24;

K_φp, K_γp, K_λp – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке стали; K_φp=0,89; K_γp=1; K_λp=1;

K_pz = 1,24 ∙ 0,89 ∙ 1 ∙ 1 = 1,1

V – скорость резания, V = 70 м/мин [5, стр.272];

;

• жесткостью державки резца.

Под действием силы P_z (рис 1.5) резец прогибается на величину f, которая может быть определена по формуле:

(1.16)

где E – модуль упругости материала державки резца,

Е = 2 ∙ 10⁵ МПа [8, стр.43];

I – момент инерции сечения державки резца в опасном сечении;

; (1.17)

f – допускаемая сила прогиба резца;

при черновом точении f =0,1мм [9, стр.11].

Подставляя в выражение 1.16 значение силы P_z, получим

,

откуда

Таким образом, из всех подач наименьшей оказалась подача S_черн =1мм/об, которая была выбрана первоначально, т.е. для данной подачи мы правильно выбрали сечение державки: Н х В = 32 х 32.