Проектирование призматического фасонного резца
Рисунок 1.1 – Эскиз изготовляемой детали.
Марка материала прутка – A19, σв =186 Мпа;
Тип резца – призматический, значение переднего угла 200.
Рассчитываем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам:
t2=(d2-d1)/2; (1.1)
t3=(d3-d1)/2; (1.2)
t4=(d4-d1)/2; (1.3)
tmax=t3; (1.4)
где d1, d2, d3, d4 – диаметры обработанных поверхностей на детали.
t2 =(20-15)/2=2,5 мм;
t3 =(25-15)/2=5 мм;
t4 =(30-15)/2=7,5 мм;
Выбор габаритных и конструктивных размеров резца
Выберем габаритные и конструктивные размеры резца по Таблице 1.1, величины переднего γ и заднего α углов резца по Таблице 1.2.
Таблица 1.1 Габаритные и конструктивные размеры
| Высота профиля tmax,мм | М | А | F | E | d | H |
| 34,46 |
Таблица 1.2 Величины переднего и заднего углов
| Марка | σв,МПа | γ0 | α0 |
| Сталь 20 |
Величина переднего угла задана по условию 200.
Величину заднего угла принимаем 140.Служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и деталью. С увеличением заднего угла шероховатость обработанной поверхности уменьшается, но при большом заднем угле резец может сломаться. Следовательно, чем мягче металл, тем больше должен быть угол. Выбор угла обусловлен тем, что материал является конструкционной сталью повышенной обрабатываемости, которая применяется для деталей сложной формы с повышенными требованиями к качеству поверхности. [3, с. 20]
Расчет узловых точек
Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца, измеренные вдоль передней поверхности.
х2=(r2 ·cos (γ-γ2)-r1)/ cos γ (1.5)
х3=(r3 ·cos (γ-γ3)-r1)/ cos γ (1.6)
где r1, r2, r3 – радиусы узловых точек на профиле детали;
γ - величина переднего угла в базовой точке 1;
γ2, γ3, – величины передних углов для расчетных точек на профиле режущей кромки резца.
sin γ2 =(r1/r2)·sin γ (1.7)
sin γ3 =(r1/r3)·sin γ (1.8)
sin γ2 =(7,5/10) · sin 20˚=0,2565; (1.9)
γ2 =14,863381˚;
sin γ3 =(7,5/12,5) · sin 20˚=0,2052; (1.10)
γ3 =11,841914˚;
sin γ4 =(7,5/15) · sin 20˚=0,17101; (1.11)
γ4 =9,846552˚.
х2 =(10·cos(20˚-14,863381˚)- 7,5)/cos 20˚=2,617707 мм; (1.12)
х3 =(12,5·cos(20˚- 11,841914˚)- 7,5)/cos 20˚=5,186274 мм; (1.13)
х3 =(15·cos(20˚- 9,846552˚)- 7,5)/cos 20˚=7,731344 мм. (1.14)
Расчет высотных размеров профиля резца
Рассчитаем высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля.
Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаем в радиальном сечении.
Т2=x2×cos(a+g); (1.15)
Т3=x2×cos(a+g); (1.16)
Т4=x2×cos(a+g). (1.17)
T2 = 2,617707 × cos (20+14)˚=2,170177 мм;
T3 = 5,186274 × cos (20+14)˚=4,299616 мм;
T4 = 7,731344 × cos (20+14)˚=6,409574 мм;
Проверим результаты аналитического расчета величин Т2, Т3, Т4 графическим построением профиля резца.
1. Вычертим деталь в двух проекциях на координатных плоскостях V и H. Плоскость V-вертикальная, проходит перпендикулярно оси детали, плоскость H-горизонтальная, совпадает с направлением подачи резца.
2. Обозначим на проекциях детали узловые точки профиля цифрами 1,2,3,4.
3. Вычертим на плоскости V контуры проекций передней и задней поверхностей резца. Проекция передней поверхности призматического резца - прямая линия 1`Р, проведенная из точки 1` под углом γ к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности призматического резца – прямые параллельные линии, проведенные под углом a к вертикальной осевой линии детали через точки пересечения линии 1`Р с контурными окружностями профиля детали. Вычертим на координатной плоскости H профиль резца в нормальном сечении, для чего:
- выберем произвольно центр О1 пересечения следов плоскостей N и H;
- из центра О1 проведем прямую NN, радиально направленную;
- перенесем с помощью циркуля высотные размеры профиля резца из плоскости V на плоскость H[с. 17].
4. Замерим на чертеже высотные размеры каждой узловой точки профиля резца Т2, Т3, Т4 и разделим полученные величины на принятый масштаб графического профилирования резца, результаты занесем в таблицу и сопоставим с результатами аналитического расчета.
Таблица 1.3 – Размеры профиля
| Номер узловой точки | Высотные размеры профиля, измеренные от базовой точки 1, мм | ||
| на детали | на резце | ||
| аналитический | графический | ||
| t2 =2,5мм | T2 =2,17 мм | T2 =2,17 мм | |
| t3 = 5 мм | T3 =4,3 мм | T3 =4,3 мм | |
| t4 =7,5мм | T4 =6,41 мм | T4 =6,41 мм |
Определение размеров дополнительных режущих кромок
Определяем размеры дополнительных режущих кромок.
Дополнительные режущие кромки подготавливают отрезку детали от прутка. Высота кромок не должна быть больше высоты рабочего профиля резца, ширина равна ширине режущей кромки отрезного резца b ≥4…8 мм;
размеры: b1 ≥2 мм, с1 =1,5…2 мм, с2 =1…2 мм, f =2…5 мм.
Принимаем b =5 мм, b1 =3 мм, с1 =2 мм, с2 =2 мм, f =3 мм.
Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3˚.
Разработаем чертеж шаблона и контршаблона для проверки профиля резца на просвет. [Рисунок 1.2]
Профиль шаблона представляет собой негативный профиль резца. Высотные размеры профиля шаблона равны соответствующим высотным размерам профиля резца. Осевые размеры между узловыми точками профиля шаблона равны соответствующим осевым размерам профиля детали. Для построения профиля шаблона необходимо через узловую базовую точку 1 провести координатную горизонтальную линию, от которой в направлениях, перпендикулярных к ней, отложить высотные размеры профиля резца. Допуск на изготовление высотных размеров профиля шаблона ±0.01, линейных- ±0,02…0,03.
Ширина шаблона:
Lш=Lр+2f, (1.18)
где Lр - ширина резца; Lр =47 мм;
f =1…2 мм,
Lш =47+2·2=51 мм.
Размер m равен высотному размеру дополнительных режущих кромок резца.
Рисунок 1.2 – Шаблон и контршаблон
Конструкция державки
Рисунок 1.3 – Державка с резцом в сборе
Державка представляет собой изготовленный из сплава А19 корпус 2 с соотношением размеров сечения Н:В=1,6 (50х32) применяемым для чистовой и получистовой обработки. Корпус имеет выборку в виде половины ласточкиного хвоста, куда вставляется резец 1. Фиксация происходит под действием прихвата 3, который прижимается к корпусу с помощью двух винтов 6. Регулирование резца по высоте происходит за счёт винта 5 установленного в поддерживающей пластине 4, которая закреплена в нижней части корпуса двумя винтами 7. Державка закрепляется в резцедержателе токарного станка. [Рисунок 1.3]
Технические требования к державке:
1.Маркировать: обозначение и товарный знак предприятия.
2.Твёрдость корпуса, прижима и основания HRC: 36,5...41,5
3.Шероховатость поверхности опорной плоскости основания, сопрягаемой с суппортом Rа 1,25мкм