Проектування фасонного різця
Вихідні дані:
Тип різця - круглий, внутрішній
Матеріал деталі - сталь 12ХМФ
Визначення конструктивних елементів різця.
Габаритні розміри і розміри елементів кріплення різця вибирають в залежності від
найбільшою глибини профілю оброблюваної деталі.
tmax = dmax - dmin/2,
де dmax, dmin - найбільший і найменший у процесі "діаметри.
tmax = 170 - 138/2 = 16 мм
Для внутрішньої обробки діаметр круглого різця має бути не більше 0.75 найменшого
оброблюваного їм діаметра деталі.
Робоча ширина різця Lp, крім основної ріжучої частини, що утворює форму оброблюваної
деталі, має додаткові ріжучі кромки. Вони призначені для підготовки відрізки
деталі від прутка і для обробки фасок.
Крім того, ріжучі кромки, що обробляють фаски, мають перекриття, а різець закінчується
зміцнюючих ділянкою.
Lp = lg + b + b1 + c + a,
де lg - довжина фасок поверхні деталі;
b - ширина леза під відрізку = 5мм;
b1 = c = 1 мм - величина перекриття;
a = 3 мм - ширина зміцнюючого ділянки.
Lp = 39 + 5 + 1 + 3 = 48 мм
Вибір геометричних параметрів
Величини переднього? 1 і заднього? 1 кутів приймають залежно від оброблюваного матеріалу для основної точки профілю різця, обробній найбільший діаметр деталі.
з огляду на це, вибираємо:
передній кут? 1 = 14?
задній кут? 1 = 15?
Розрахунок профілю різця
Відстань від осі деталі до сліду передньої поверхні різця:
hg = r1? sin? 1 = 85? sin 15? = 21.9996 мм
Допоміжний параметр
A1 = r1? cos? 1 = 85? cos 15? = 82.1 мм
Кут заточки різця:
? 1 =? 1 +? 1 = 15 + 15 = 30?
Передній кут у поточній точці:
? i = arcsin hg/ri,?
? 2 = arcsin 21.9996/71 = 18.047
? 3 = arcsin 21.9996/69 = 18.59
? 4 = arcsin 21.9996/69 = 18.59
? 5 = arcsin 21.9996/77 = 18.59
? 6 = arcsin 21.9996/69 = 18.59
? 7 = arcsin 21.9996/69 = 18.59
? 8 = arcsin 21.9996/70 = 18.317
Допоміжний параметр:
Ai = ri? cos? i,?
A1 = 85? cos 15.011 = 82.099
A2 = 71? cos 18.047 = 67.510
A3 = 69? cos 18.590 = 65.390
A4 = 69? cos 18.590 = 65.390
A5 = 77? cos 16.600 = 73.790
A6 = 69? cos 18.047 = 65.390
A7 = 70? cos 18.047 = 65.390
A8 = 85? cos 18.317 = 66.450
Глибина профілю різця по передній поверхні для i-тої точки:
Ci = - (Ai - A1), мм
C1 = 0
C2 = - (67.51 - 82.099) = 14.6
C3 = - (65.39 - 82.099) = 16.7
C4 = - (65.39 - 82.099) = 16.7
C5 = - (73.79 - 82.099) = 8.3
C6 = - (65.39 - 82.099) = 16.7
C7 = - (65.39 - 82.099) = 16.7
C8 = - (66.45 - 82.099) = 15.7
Відстань від точки осі різця до сліду його передній поверхні:
hp = R1? sin? 1
де D1 = 0.75d2; D1 = 104.25; R1 = 52 мм
hp = 52? sin 30? = 26 мм
Допоміжний параметр
Bi = B1 - li, мм
де B1 = R1? cos? 1 = 52? cos 30? = 45.03 мм
Підставивши відомі величини, отримуємо:
B2 = 45.03 - 14.6 = 30.4
B3 = 45.03 - 16.7 = 28.3
B4 = 45.03 - 16.7 = 28.3
B5 = 45.03 - 8.3 = 36.73
B6 = 45.03 - 16.7 = 28.3
B7 = 45.03 - 16.7 = 28.3
B8 = 45.03 - 15.7 = 29.3
Сумарний кут в i-тій точці профілю різця:
? i = arctg hp/Bi,?
? 1 = 30?
? 2 = arctg 26/30.4 = 40.54
? 3 = arctg 26/28.3 = 42.57
? 4 = arctg 26/28.3 = 42.57
? 5 = arctg 26/36.73 = 35.29
? 6 = arctg 26/28.3 = 42.57
? 7 = arctg 26/28.3 = 42.57
? 8 = arctg 26/29.3 = 41.58
Задній кут в розглянутій i-й точці різця:
? i =? i -? i,?
? 1 = 15
? 2 = 40.54 - 18.047 = 22.493
? 3 = 42.57 - 18.59 = 23.98
? 4 = 42.57 - 18.59 = 23.98
? 5 = 35.29 - 16.6 = 18.69
? 6 = 42.57 - 18.59 = 23.98
? 7 = 42.57 - 18.59 = 23.98
? 8 = 41.58 - 18.317 = 23.26
Радіус різця в i-й точці:
Ri = hp/sin? I, мм
R1 = 26/sin 30 = 52
R2 = 26/sin 40.54 = 40.001
R3 = 26/sin 42.57 = 38.434
R4 = 26/sin 42.57 = 38.434
R5 = 26/sin 35.29 = 45.005
R6 = 26/sin 42.57 = 38.434
R7 = 26/sin 42.57 = 38.434
R8 = 26/sin 41.58 = 39.176
Глибина профілю різця в i-й точці:
ti = R1 - Ri, мм
t1 = 0
t2 = 52 - 40.001 = 11.999
t3 = 52 - 38.434 = 13.566
t4 = 52 - 38.434 = 13.566
t5 = 52 - 45.005 = 6.995
t6 = 52 - 38.434 = 13.566
t7 = 52 - 38.434 = 13.566
t8 = 52 - 39.176 = 12.824
Профілювання круглого різця.
Викреслює профіль різця в масштабі. На профілі відзначаємо характерні точки 1 ... 10, на
тих ділянках, де профіль вироби паралельний його осі, характерними будуть вузлові точки.
Для кожної точки визначаємо відстань до неї від одного з торців деталі li і радіус ri.
Отримуємо проекції всіх кутових точок на осі деталі 1 `... 10 `. З центру вироби проводимо
кола з радіусами r1, r2 ,...< br />
На осі деталі знаходимо основну точку, що знаходиться на перетині профілю деталі і най-
більшого оброблюваного радіусу різця.
Через основну точку під кутом? 1 до осі деталі проводимо пряму NN, яка є
слідом від передньої поверхні різця. Знайдемо положення характерних точок на передній поверхні різця. Для цього з центру деталі проводимо радіуси Og1 `, Og2 '... На перетині
цих радіусів з прямою NN отримуємо відповідні точки 1 ``, 2 ``...< br />
Для побудови профілю різця переносимо ці точки на вісь Op-Op `радіусами R1, R2 ... з центру Op. Позначимо ці точки 1 `` `, 2 ```...
Для отримання профілю круглого різця в радіальному перетині, спроеціруем ці точки на гори
зонтальную проекцію деталі до перетину з перпендикулярами її осі, що проходять через точки 1,2 ...
Профіль оброблюваних деталей складається з наступних ділянок:
два конічних, торовідний і циліндричний.
З-за неспівпадання радіальних перетинів вироби і різця, розміри конічних і торовідного ділянок будуть відрізнятися.
Якщо точність виготовлення деталей невисока (11 квалітет і грубіше), то конічний ділянку
профілю будують за крайніх точок, тоді кут цієї ділянки знаходять:
? = Arctg t/l
де t - глибина профілю різця на конічному ділянці
l - відстань між крайніми точками конічного ділянки профілю уздовж осі деталі.
? = Arctg 1/1 = 45?
? = Arctg 14.5/15 = 44? 1 `30 ``
Визначимо радіус профілю фасонного різця:
? = (T21 + x20)/2t1 = 72 +72/14 = 7 мм
Дослідження геометрії різця
Для дослідження геометрії фасонного різця необхідно провести аналіз зміни величин
кутів уздовж його ріжучих крайок. Величини передніх і задніх кутів в нормальній площині
до розглянутій точці фасонного профілю різця знаходять за формулами:
? ni = arctg (tg? i? sin? i),
? ni = arctg (tg? i? sin? i),
де? i - кут між дотичною до ріжучої крайки у розглянутій точці і прямий,
перпендикулярної до осі різця.
У вузлових точках 1 і 2 кути? 1 =? 2 = 90? - 90? = 0
? n1, 2 = arctg (tg 16.3? sin0) = 0
? n1, 2 = arctg (tg 15.7? sin0) = 0
Тому відповідну ділянку замінимо прямій.
Побудуємо графік зміни кутів по всьому контуру.
Матеріал фасонного різця, допуски на розміри і технічні
вимоги.
Як матеріал для виготовлення фасонного різця слід застосовувати швидкорізальної
сталь або твердий сплав. Вибираємо твердий сплав Т15К6.
Визначаємо допуски на діаметральні розміри:
- Розмір 140 Js12, T `= 0.4 2T = 0.25? 0.4 = 0.1 мм T = 0.1/2 = 0.05 мм
- Розмір 170 Js9, T `= 12T = 0.25? 1 = 0.25 мм T = 0.25/2 = 0.125 мм
Визначаємо допуски на лінійні розміри:
- Розмір 39 h14, T `= 0.4 T = 0.4? 0.5 = 0.2 мм
- Розмір 4 H12, T `= 0.12 T = 0.12? 0.5 = 0.6 мм
- Розмір 14 H12, T `= 0.18 T = 0.18? 0.5 = 0.9 мм
- Розмір 2 H12, T `= 0.12 T = 0.12? 0.5 = 0.6 мм
- Розмір 15 H12, T `= 0.18 T = 0.18? 0.5 = 0.9 мм
Допуски зовнішнього діаметру вибираємо за h9, а діаметр під оправлення H7
Визначення ресурсу роботи різця
Забезпечення виробництва ріжучим інструментом можливо тільки на базі технічно
обгрунтованих нормативів його витрати, що їх не важко встановити, знаючи ресурс роботи
інструменту; що визначається за формулою:
T1 = (n + 1)? T,
де n - кількість переточек інструменту;
T - стійкість інструменту між загостренням;
n = M/hu
де M - величина допустимого сточування;
hu - величина сточування до 1-ї переточування.
Величина допустимого сточування:
M = 0.83?? D - 10
де D - зовнішній діаметр круглого різця.
M = 0.83? ? ? 90 - 10 = 224.6
n = 224.6/1.5 = 149.8
T1 = (149.8 + 1)? 2.25 = 339.3
