6.2.6. Расчет державки токарного резца на прочность

По форме сечения державок резцы делят на прямоугольные, квад­ратные и круглые. Резцы прямоугольного сечения применяют чаще других, так как при установке режущей пластины обеспечивается меньшее снижение прочности державки, чем у державок квадратного сечения. Резцы применяют с различным соотношением высоты Н к ширине В, чаще всего Н/В = 1,25... 1,6 (при В = 10...40 мм). Для чис­товых и получистовых режимов резания рекомендуется применять

138

Рис. 6.10. Схема для расче­та сечения резца

резцы с Н/В= 1,6, а для черновых режи­мов — с Н/В = 1,25. Квадратную форму се­чения используют для расточных, автомат-но-револьверных резцов и в случаях, когда расстояния от опорной поверхности резце­держателя до уровня высоты центров недос­таточно для резцов прямоугольного сече­ния. Круглую форму сечения используют для расточных и резьбовых резцов; она дает возможность поворачивать резцы в резцедержателе.

Для определения минимальных размеров сечения державки резца из условия прочности необходимо приравнять действующий изги­бающий момент максимальному моменту, допускаемому прочнос­тью державки, т. е. в сечении /—/ [52, 60] (рис. 6.10):

(6.9)

где / — вылет резца, мм; сг_в — допускаемое напряжение на изгиб ма­териала державки, МПа; W— момент сопротивления, м ; зависит от формы сечения державки.

В частности, момент сопротивления державки прямоугольного сечения

На основании изложенного можно записать

откуда

(6.10)

Момент сопротивления державки квадратного сечения

и круглого сечения

(6.11) (6.12)

(6.13) 139

Д ля расчетов, как видно, необходимо знание величины тангенци­альной составляющей P_z общего усилия резания. Она определяется по известной формуле

(6.14)

где С_р, х,у,п — коэффициент пропорциональности и показатели сте­пеней у соответствующих параметров режима резания, зависящие от конкретных условий обработки; К_р — поправочный коэффициент, зависящий от геометрии резца и материала детали. Последний коэффициент определяется по формуле

где — коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; — коэффициенты, зависящие от угла в плане, переднего угла и угла наклона главной режущей кромки, а также радиуса при вершине резца.

6.3. ТОЧЕНИЕ ФАСОННЫМИ РЕЗЦАМИ

6.3.1. Общие сведения. Классификация фасонных резцов

Фасонные резцы [19, 21, 34, 52, 72] применяют для обработки де­талей с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы, точность размеров детали, которая зависит в основном от точности изготовления резца, высокую производительность благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию ма­шинного времени. Резцы удобны в эксплуатации благодаря простоте переточки по передней поверхности.

Фасонные резцы используют на токарных и револьверных стан­ках, автоматах и полуавтоматах. Резцы проектируют для обработки конкретной детали, и их применение экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Фасонные резцы классифицируют по следующим признакам.

1. По форме: стержневые (рис. 6.11, а); призматические (рис. 6.11, б); круглые (рис. 6.11, в). Стержневые резцы можно устанавливать в резцедержателях универсальных станков. Недостатком их является уменьшение высоты рабочей части после переточки, компенсируе­мое подкладками. Стержневые резцы имеют малое число переточек. Их заднюю поверхность затачивают под углом <х= 10... 12° [34].

140

Рис. 6.11. Формы радиальных фасонных резцов

Призматические фасонные резцы имеют большее число перето­чек. Их вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают регу­лировочным винтом. Задний угол у этих резцов получают при уста­новке их в специальных резцедержателях (рис. 6.12, а) под углом а = 10... 12°. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуще­ствляются с помощью хвостовика типа «ласточкин хвост». Недоста­ток призматических резцов — невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей.

Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наруж­ных, так и внутренних фасонных поверхностей. Они более техноло­гичны, чем призматические, так как представляют собой тела враще­ния и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточ­ной по условию прочности величины.

Задние углы у круглых резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости заготовки в специальных резцедержателях (рис. 6.12, б). Базируют резец в резцедержателе по отверстию и торцу, а вер­шину в осевой плоскости изделия устанавливают путем поворота рез­ца вокруг оси. Для этого на торце резца сделан буртик с торцовыми зубьями. Торцовые зубья на резце сопрягаются с торцовыми зубьями рычага, устанавливаемого на одной оси с резцом. Рычаг поворачива­ют поворотом винта 2, находящегося в зацеплении с зубчатым секто­ром рычага 5.

2. По установке относительно заготовки: радиальные (см. рис. 6.11, а, б, в) и тангенциальные (рис. 6.13). Вершину радиального резца устанавливают в осевой плоскости заготовки, а подачу осуществляют в направлении ее оси. Радиальный резец образует весь профиль заго­товки одновременно. В результате на заготовку действуют значитель­ные силы резания, которые могут привести к деформированию заго­товки и появлению вибрации. Вершина тангенциального резца уста­навливается по касательной к минимальному радиусу обрабатывае-

141

Рис. 6.12. Резцедержатели для крепления фасонных резцов:

а — призматические; 7 — винт крепления державки; 2 — корпус; 3 — резец; 4 — винт регулирова­ния резца по высоте; 5— прихват для зажима резца; 6— винт; 7 — шпонка; б— круглого: 1 — кор­пус; 2—винт поворота зубчатого сектора рычага; 3 — ось; 4— гайка; 5—рычаг; 6—резец; 7— гайка крепления резцедержателя; 8— винт; 9— винты регулирования шпонки; 10— шпонка

Рис. 6.13. Тангенциальный фасонный резец

Рис. 6.14. Резцы с наклонными осью (а) и базой (б) установки

мой заготовки. Передняя поверхность располагается под углом ц/ по отношению к оси заготовки, обеспечивая не одновременное, а посте­пенное резание. Вследствие этого резко снижаются силы резания и уменьшается вероятность появления вибрации. Тангенциальными резцами можно обрабатывать нежесткие заготовки большой длины.

3. По расположению оси отверстия или базы крепления резца: с параллельным расположением оси или базы крепления резца относи­ тельно оси заготовки (см. рис. 6.11, б, в); с наклонным расположени­ ем оси отверстия или базы крепления резца (рис. 6.14). Последние ис­ пользуют для увеличения задних углов по профилю резца при обработ­ ке заготовок, имеющих прямолинейные участки, перпендикулярные ее оси. Подача резцов осуществляется в направлении, перпендикуляр­ ном базам установки резца.

4. По форме образующих фасонных поверхностей: с кольцевыми образующими (см. рис. 6.11, в); с винтовыми образующими (рис. 6.15, а). Винтовые образующие позволяют увеличить задние углы резца

Рис. 6.15. Резцы с винтовой образующей (а) и наклонной режущей кромкой (б)

143

п ри обработке с радиальной подачей заготовок, имеющих прямоли­нейные участки, перпендикулярные ее оси.

5. По расположению передней поверхности: с положительным (или равным нулю) передним углом; с положительным передним углом и углом λ, наклона режущей кромки (рис. 6.15, б). Такие резцы позволяют увеличить точность обработки деталей, имеющих конические участки.

6. По конструкции: цельные; составные, например с припаянны­ми пластинами из твердого сплава.