Габаритные размеры и крепление резцов

Фасонные резцы

Фасонные резцы применяются для обработка деталей фасонного профиля на токарных автоматах и револьверных станках. Обработка таких деталей фасонными резцами имеет ряд преимуществ по сравне­нию с обработкой их несколькими простыми гокарными резцами.Точно рассчитанные, тщательно изготовленные и правильно установленные фасонные резцы обеспечивают идентичность формы и точность разме­ров детали. Производительность обработку, значительно выше благо­даря большому сокращению машинного и вспомогательного времени. Фасонные резцы более долговечны, так как допускают больше пере­точек.

В конструкционном отношениифасонные резцы всех типов представляют собой достаточно сложный вид инструмента, требует специального трудоемкого ращета и точного изготовления. Они дороги и применяются в серийном и массовом производстве. Каждый фасонный резец предназначен для обработки заданного профиля (для которого о рассчитан).

Применяемые в практике заводов фасонные резцы делят:

1) по установке относительно обрабатываемой детали – на радиальные (рис. 1а) и тангенциальные (рис. 1б);

2) по расположению базы крепления призматического резца к оси детали – на резцы с паралельным располодением базы крепления (рис. 1а,в) и с наклонным (рис.1г) ;

3) по расположению передней поверхности – на резцы с передней поверхностью, наклоненной под одним углом γ – резцы с базовой точкой (рис. 1а) и резцы с двойнымнаклоном передней поверхности под углом γ и λ – резцы с базовым участком режущей кромки (рис. 1в).

Резцы с двойным наклоном передней поверхности применяют при повышеных требованиях к точности профиля детали, а резцы с наклонной базой крепления – в исключительных случаях, когда профиль детали, а значит и профиль резца, имеет участки, расположенные под углом 90⁰ к оси детали и на них не могут быть получены положительные задние углы.

Призматические фасонные резцы применяют только для наружной обработки.

Радиальные фасонные резцы получают поперечную подачу и с некоторого момента производят резание всей длиной режущей кромки, т.е. работают в трудных условиях, поэтому при обработке длинных деталей (L≥100мм) или деталей малого диаметра возникает опасность прогиба ее от значительного по величине усилия резания. В этих слуяаях рекомендуется применять тангенциальные резцы.

Призматические фасонные резцы по сравнению с круглыми, обладают большей прочностью режущей кромки и более надежным креплением в державке, лучшим отводом тепла из зоны резания, обеспечивают большую точность обработанного профиля, дают возможность выбирать задний угол в более широких пределах. Но они сложнее в изготовлении, имеют большие габариты и допускают меньшее количество переточек.

I. Геометрические параметры

Задний угол у призматических резцов получают установкой резца в державке, принимают его равным 12-15°, рис.2.

Передний угол γ выбирают в зависимости от свойств обраба­тываемого материала. Величины передних углов приведены в табл.1.

Указанные значения переднего и заднего угла относятся к вершинной (базовой) точке режущей кромки и определяются в плос­кости, перпендикулярной к оси детали. Во всех остальных точках режущей кромки они будут иметь другие значения. Так, у призмати­ческих резцов с радиальной подачей для точек, находящихся на участках режущей кромки, параллельных оси детали, задние углы α_i увеличиваются, а передние - уменьшаются по мере приближения этих участков к базе крепления резца.

Задний угол α_i, рис.2 в плоскости, перпендикулярной к оси изделия, для любой точки режущей кромки, обрабатывающей точку "i" на профиле изделия, рассчитывают по формуле:

где

а передний угол для той же точки определяют из выражения

где r_i - радиус окружности, на которой расположена соответ­ствующая точка профиля изделия, а

Для определения работоспособности резца необходимо знать значение задних углов , в плоскости, перпендикулярной к нап­равлению режущей кромки, рис.2.

Для одной и той же точки “i“ я связь между задними углами и рассматриваемыми в различных плоскостях, выражается зависимостью:

Угол - угол между касательной к профилю режущей кром­ки в данной точке " i " и прямой, перпендикулярной к оси детали, его определяют графически или аналитически.

С уменьшением угла . уменьшаются значения и при

задний угол .

На основании рассмотренной зависимости значение α следует выбирать таким, чтобы

был минимально допустимым (2-3⁰ ). Таблица I

Угол определяют для наиболее неблагоприятной точки. Если рассчитанный задний угол .для этой точки получается мень­ше допустимого, то следует выполнить резец с большим углом α или с наклонно установленной базой крепления. Если же применение таких резцов нежелательно или невозможно, (например, при обра­ботке канавок с двухсторонним профилем), то на неблагоприятных участках режущей кромки трение уменьшают за счет придания резцу дополнительного угла в плане или выполняют под­точку режущей кромки глубиной 0,5мм (рис.3), оставляя ленточку шириной 1,0...0,8мм.

Участки режущей кромки, очерченные половиной или четвертой частью дуги окружности, не доводят до конца по дуге, а заканчи­вают по касательной к этой дуге (рис.3), наклоненной под углом 7-10°.

На участках с малым передним углом с целью его увеличения и улучшения условий резания рекомендуется на передней поверхнос­ти выполнять лунку полукруглой формы радиусом 5-бмм. Вдоль режу­щей кромки нужно оставлять ленточку шириной 0,2-0,Змм.

Габаритные размеры и крепление резцов

Габаритные размеры призматических фасонных резцов выбира­ют конструктивно. Часть их приведена в табл. 2, их вбирают в за­висимости от глубины профиля обрабатываемой детали ,

Крепление призматических резцов производят в специальных держателях при помощи "ласточкина хвоста", а установку вершины на высоту линии центров осуществляют регулировочным винтом (рис.4). Некоторые конструкции державок для фасонных резцов даны в конце текста.

Резцы изготавливают цельными из быстрорежущий стали Р6МЗ, Р9, Р9М4К8Ф, Р12, Р6М5. Широкое распространение к применение алмазных кругов дает возможность оснащать фасонные резцы пласти­нками твердого сплава несмотря на сложность шлифования фасонной поверхности.

II. Резцы с базовой точкой.

Размеры профиля призматического фасонного резца определяет в плоскости, нормальной к задней поверхности. Размеры профиля изделия определяют в его диаметральной плоскости, но из-за нали­чия у резца заднего и переднего углов больших 0° эти плоскости не совпадают, а значит не совпадают профили иаделип и режущей кромки.

Величина искажения профилей растет с увеличением угла , который называют углом искажения. Глубина профиля резца всегда меньше глубины профиля детали (рис. 2).

Определение профиля фасонного резца заключается в нахожде­нии координат узловых точек режущей кромки, которые характери­зуют соответствующие участки профиля. В дальнейшем такие точки будем называть "характерными".

Одной координатой, определяющей глубину профиля, для каждой характерной точки будет расстояние второй - осевое расстояние между характерными точками. Величины равны соответствующим величинам на про­филе изделия и переносится на профиль резца без изменения (рис.5).

К профилю фасонных резцов предъявляют высокие требования в отношении точности размеров. Поэтому необходим в каждом случае

Рис 5

аналитический расчет, который ведут с точности до 0,0001мм для линейных и до 1^, - для угловых размеров. Окончательные размеры округляют до 0,001 мм.

Параллельно ведут графическое построение профиля резцаца в масштабе не меньшем 5 : I, которое вследствие наглядности, помогает исключить возможные грубые ошибки аналитического расчета.

I. Графический метод определения профиля I

а. Призматический резец о радиальной подачей.

Вычерчивают две проекции изделия (рис.5).Определяют харак­терные точки 1,2,3,..., задаются углами α и γ. Из точки I" под углом γ проводят прямую - след сечения передней поверхнос­ти, в которой расположена режущая кромка - и на ней находят по­ложение соответствующих характерных точек I", 2", 3",... режущей кромки резца.

Для построения нормального сечения и определения режущей кромки резца из точки I" проводят линию под углом α, а из каж­дой характерной точки 2", 3",4",... - ей параллельные до пересечения с линиями, проведенными из характерных точек 1,2,3,... на соответствующих расстояниях равных как для резца, так я для изделия и перпендикулярных к задней поверхности резца. Получают точки 1₀, 2₀, 3₀, ..., соединив которые в задан­ном порядке находят профиль кромки резца. Из табл.2 выбирают га­баритные размеры резца и хвостовика, окончательно оформляют се­чение.

Искомые величины - глубины профиля характерных точек - находят измерением на чертеже о последующим делением на выбранный масштаб для графического построения.

б. Призматический резец с тангенциальной подачей

Тангенциальные резцы применяют при обработке деталей фасон­ного профиля, не обладающих достаточной жесткостью т.е. деталей большой длины ^> 100мм или малого диаметра. Особенностью этих резцов является то, что резание осуществляется не всей длиной режущей кромки одновременно, а поочередной отдельными участками. Это возможно благодаря наклону режущей кромки под углом </> = •

15-45° (рис.6а).

Задний угол резца получают установкой. Из-аа наклона зад­ней поверхности под углами α и φ режущая кройка понижается, поэтому заднюю поверхность затачивают еще под углом λ, за счет чего снова обеспечивают правильное положение режущей кромки. Если углы α и φ выбирают, то угол λ - рассчетная величина

Задний и передний углы тангенциального резца не остаются постоянными в процессе работы. В начальный момент резания (рис.6б) действительное значение углов: и , в конечный момент - и . Согласно построения . Задний угол выбирают в пределах 3-5°, а =0-5°. Такие малые значения углов и принимают потому, что с их увеличением будет уменьшаться угол заострения резца β . Но основное влияние на величину β оказывает угол , который зависит от глубины профиля обрабатываемой детали

Для уменьшения угла нужно уменьшать глубину профиля изделия, т.е. тангенциальными резцами возможно обрабатывать детали с ма­лой глубиной профиля

В основу графического метода профилирования тангенциальных резцов, как и всех других резцов, положен метод сечения изделия и резца плоскостями, перпендикулярными оси изделия и проведенны­ми через характерные точки (рис.7).

Вычерчивают горизонтальную и вертикальную проекции изделия и обозначают характерные точки 1,2,3, ... Задаются углами и подсчитывают угол λ. Вершину резца располагают в точке I”. Ее горизонтальная проекция - точка I', из которой под углом проводят линию и на нее переносят характерные точки. Все точки I', 2', 3',..., принадлежащие прямой I' - 6', на вер­тикальной проекции располагаются на касательной в окружности радиуса . Это точки I”, 2”, 3”,...

Если изделие и резец рассечь плоскостями I, П, Ш,..., перпендикулярными к оси изделия, то следы их пересечения с пе­редней поверхностью пройдут через точки I", 2", 3",... под углом . На этих следах характерные точки режущей кромки 2'", 3'", 4'",... будут находиться на пересечении следов с горизонталями проведенными из точек 1,2,3,... профиля изделия. Соединив точки I'" ,2'" ,3'" ,... в заданном порядке получают вертикальную про­екцию режущей кромки.

Через точки режущей кромки I" , 2'" ,3"' ,... проводят линии под углом - следы сечения задней поверхности резца плоскостями І,ІІ,ІІІ,... и строят нормальное сечение, для которого характерные точки обозначают 10, 20, 30,... Параметры тела резцов и "ласточкина хвоста" выбирают из табл.2.

Горизонтальную проекцию режущей кромки - точки находят, опустив вертикали из точек 2'", 3'", 4'",... до пересечения с горизонталями, проведенными из точек I, 2, 3, ...

Проведя из точек I" ,6" линии, наклоненные под углом , до пересечения с соответствующими вертикалями, определяют угол λ.

Искомые координаты - глубины профиля резца отсчитывают от линии АВ, наклоненной под углом λ к подошве резца, а осевые расстояния переносят на чертеж резца с чертежа изделия без изменения.

Глубины профиля резца определяют и от других баз, например, от линии 6₀ С или - 3₀ D, проведенных параллельно подошве резца через наивысшую или найнизшую точку профиля кромки резца.

Базой же выбирают линию АВ, так как ниже будет выведена формула для подсчета глубин профиля именно от этой базы, и поэ­тому легче будет производить сравнение координат для одноименных точек, найденных графически и аналитически.

Конечные участки режущей кромки

Для окончательного формирования режущей кромки, поддева­ют ее конечные участки на 1-Змм, а точнее, на величину, равную удвоенному припуску σ на окончательную обработку по торцу (рис.8); остроугольные переходы на торцевую плоскость резца за­канчивают цилиндрическим пояском 7-8, длиной 2-3мм.

При таком оформлении конечных участков профиля резца (точки 1,7,8) точность осевого габаритного размера изделия за­висит от точности установки подрезного резца.

Чтобы облегчить установку подрезного резца, к фасонному профилю добавляют дополнительный конусный участок 1-7' длиной

Рис. 8

, имеющий наклон под углом 15°. Дальше режущую кройку заканчивают цилиндрический пояском 7' - 8'. С противоположной стороны к профилю резца добавляют конусный участок 6-9, который намечает точное положение характерной точки 6. Второй конусный участок в точке 9 также переходит в цилиндрический участок 9-Ю. Такой будет кромка при обработке деталей из заранее разрезанных заготовок, штамповок или поковок.

Если же обработка ведется на автомате из прутка» то наз­начение цилиндрического участка 9-Ю - подготовить место отрезно­му резцу. Длина цилиндрического участка соответствует ширине отрезного резца (6-Змм). Прямоугольный переход от цилиндрического участка в точке 10 к торцу нежелателен, так как возрастут силы трения (α =0°) между торцевой поверхностью резца и изделием. Торцовую поверхность фасонного резца выполняют конической 10-11, под углом 15°. Длина этого участка выбирается произвольно, но та­кой, чтобы предупредить врезание точки II в изделие (точка II не должна соприкасаться с обрабатываемым изделием).

Общая длина фасонной режущей кромки равна сумме длин от­дельных участков

.