Фасонный резец

Фасонный резец

Министерство образования и науки Российской Федерации

САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Режущий инструмент» и «Проектирование инструментов»

Фасонный резец

ЗАДАНИЕ

фасонный резец кромка

Спроектировать фасонный резец для обработки детали заданного профиля; выполнить рабочие чертежи фасонного резца; исследовать геометрию резца вдоль его режущих кромок и при необходимости их модифицировать.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для проектирования фасонного резца заданы:

тип резца,

форма и размеры обрабатываемой детали,

материал заготовки и режимы резания.

Вариант №2

ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЖИМА, СИЛЫ И МОЩНОСТИ РЕЗАНИЯ

Поперечную подачу на оборот S0 назначаем в зависимости от длины главной режущей кромки резца, измеренной вдоль его оси, диаметра детали и способа крепления.

Скорость главного движения V, м/мин, определяем по формуле:

V= Vтабл.· K1 · K2 · K3,

где Vтабл - табличное значение скорости резания, (Vтабл =19 м/мин);, K2, K3 - поправочные коэффициенты в зависимости от обрабатываемого материала, периода стойкости инструмента и диаметра обрабатываемой детали соответственно (K1=3,85 (для АЛ9); K2= 1 (при стойкости 90 мин); K3=1 (при диаметре обрабатываемой детали d>18)).

V = 19 · 3,85 · 1 · 1 = 73,15 м/мин.

Частоту вращения шпинделя станка n, мин-1, определяем по скорости резания:

n=1000·V/π·dmax,

где dmax - максимальный диаметр обрабатываемой детали (dmax = 120 мм).

n=1000·73,15/3,14·180=129,4 мин-1.

С учетом выбранной модели станка уточняем фактическое значение частоты вращения шпинделя станка nф.

Главная составляющая силы резания Pz, Н, определяется по формуле:

Pz = pz · La .· KF · Kγ· KФ,

где pz - удельная сила резания (pz=343 Н/мм при S0=0,08 мм/об; Vтабл =19 м/мин);- длина главной режущей кромки резца, измеренная вдоль его оси

(La=24 мм);, Kγ, KФ - поправочные коэффициенты в зависимости от обрабатываемого материала, переднего угла и формы профиля резца соответственно (KF=0,32; Kγ=1,1 (при γ=12°); KФ=1,05);

Pz = 343 · 24 · 0,32 · 1,1 · 1,05 = 3042,54 Н.

Мощность резания N, кВт, определяем по формуле:

N = Pz ·V / 60 · 100 = 3042,54 ·19 / 60 · 100 = 9,6 кВт

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА

КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ФАСОННОГО РЕЗЦА

Габаритные размеры и размеры элементов крепления резца выбираем в зависимости от наибольшей глубины профиля обрабатываемой детали tmax, которая определяется по формуле:

= (dmax - dmin)/2,

где dmax - наибольший обрабатываемый диаметр профиля детали;- наименьший обрабатываемый диаметр профиля детали.

tmax = (180 - 152)/2 = 14 мм

Фасонные резцы, как правило, изготавливают из быстрорежущей стали.

Рабочая ширина резца L, кроме основной режущей части, образующей профиль обрабатываемой детали Ld, имеет дополнительные режущие кромки. На левой стороне резца делают подрезку шириной b, служащую для облегчения работы отрезного резца. На правой стороне режущие кромки длиной с, обрабатывающие фаски, имеют перекрытие для гарантированной фиксации крайней точки на профиле с учетом погрешности вылета прутка, а резец заканчиваетсяупрочняющим участком длиной а.

В общем случае ширина резца определяется по формуле:

= Ld + b + b1 + c + a,

где Ld - длина фасонной части детали;- ширина лезвия под отрезку, принимают равной или несколько большей ширине режущей кромки отрезного резца (3…8 мм);- перекрытие (0,5…1 мм);- ширина лезвия под отрезку детали (1…3 мм);- ширина упрочняющего участка лезвия (2…5мм).

L = 24 + 7 + 1 + 3 + 5 = 40 мм

ЭЛЕМЕНТЫ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗЦА

Призматические радиальные резцы по сравнению с дисковыми обладают большей прочностью режущей части и надежностью крепления. Крепление этих резцов осуществляют с помощью «ласточкиного хвоста» в специальных державках. Размеры «ласточкиного хвоста» связаны с габаритными и конструктивными размерами резца в зависимости от глубины профиля обрабатываемой детали.

ВЫБОР ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Передний угол γ1 назначают в зависимости от обрабатываемого материала для базовой точки профиля резца, обрабатывающей наименьший диаметр детали при наружной обработке. В нашем случае γ1 = 20° (обрабатываемый материал - АЛ9). Задний угол α1 в базовой точке резца назначают для дискового резца равным 12-15°. Принимаем 15°.

ПРОФИЛИРОВАНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА

Существует два метода нахождения фасонного резца: графический и аналитический. Первый отличается наглядностью, но имеет сравнительно низкую точность. Аналитический расчет профиля фасонных резцов заключается в опредлении глубины профиля на различных участках режущих кромок, а для дисковых резцов - также радиусов на различных участках.

Расчет размеров профиля фасонного резца выполняют с точностью 0,0001 мм с последующим округлением до 0,001 мм для простановки на профиле резца, шаблона и контршаблона.

Вначале устанавливаем радиус r1 базового участка профиля детали, соответствующего наименьшему обрабатываемому радиусу при наружной обработке (r1=76 мм). Остальной профиль детали разбивают на i участков и определяют радиусы ri каждого из них. Размеры дополнительных режущих кромок выбираются конструктивно, и они в расчет профиля резца не входят.

Последовательность расчета для круглых резцов следующая:

расстояние от оси детали до следа передней поверхности резца:

=r1 · sinγ1;=76 · sin20º = 25,992

угол заточки:

ε1= γ1 + α1;

ε1= 20º + 15º = 35º

передний угол в i-точке профиля:

γi = arcsin h1/ ri

γ1= arcsin h1/ r1 = arcsin 25,992/80 = 18º57׳

γ2= arcsin h1/ r2 = arcsin 25,992/80 = 18º57׳

γ3= arcsin h1/ r3 = arcsin 25,992/77,07 = 19º44׳

γ4= arcsin h1/ r4 = arcsin 25,992/76 = 20º

γ5= arcsin h1/ r5 = arcsin 25,992/77,07 = 19º44׳

γ6= arcsin h1/ r6 = arcsin 25,992/85 = 17º48׳

γ7= arcsin h1/ r7 = arcsin 25,992/90 = 16º47׳

ãëóáèíà ïðîôèëÿ ðåçöà ïî ïåðåäíåé ïîâåðõíîñòè â i-òî÷êå ïðîôèëÿ:

Сi = ri · cos γi - r1 · cos γ1

С1= 80 · cos 18º57׳ - 76 · cos 20º = 4,268

С2= 80 · cos 18º57׳ - 76 · cos 20º = 4,268

С3= 77,07 · cos 19º44׳ - 76 · cos 20º = 1,14

С4= 76 · cos 20º- 76 · cos 20º = 0

С5= 77,07 · cos 19º44׳ - 76 · cos 20º = 1,14

С6= 85 · cos 17º48׳ - 76 · cos 20º = 9,5

С7= 90 · cos 16º47׳ - 76 · cos 20º = 14,74

задний угол в i-точке профиля:

αi = ε1 - γi

α1 = 6º3׳

α2 = 6º3׳

α3 = 5º16'

α4 = 15º

α5 = 5º16'

α6 = 7º12׳

α7 = 8º13׳

ãëóáèíà ïðîôèëÿ ðåçöà â i-òî÷êå:

= Сi · cos ε1= 4,268 · сos 35º = 3,49= 4,268 · сos 35º = 3,49= 1,14 · сos 35º = 0,93= 0 · сos 35º = 0= 1,14 · сos 35º = 0,93= 9,5 · сos 35º = 7,78= 14,74 · сos 35º = 12,07

Сведем все полученные данные в таблицу:

АППРОКСИМАЦИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКОВ ПРОФИЛЯ РЕЗЦА

Профили обрабатываемых деталей состоят из прямолинейных, конических и дуговых участков. Соответствующие коническим и дуговым участкам детали, участки профиля фасонного резца будут криволинейными ввиду наличия переднего и заднего углов. Обычно криволинейные участки профиля резца заменяют более технологичными в изготовлении: дуговые участки профиля детали заменяют на резце дугами окружностей с расчетными радиусом, координатами центра и иногда точками сопряжения с соседними участками, а конические участки профиля детали - конические с расчетным углом.

ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛОВ РЕЖУЩИХ КРОМОК РЕЗЦА

После расчета величин задних и передних углов в профильной плоскости для i-точек строят график изменения углов по длине режущей кромки резца. Для этого по оси абсцисс откладывают длину участков режущих кромок. По оси ординат наносят значения передних и задних углов. Соединяя полученные точки, получают предварительные графики изменения передних и задних углов вдоль главной режущей кромки резца.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА

Шероховатость поверхностей фасонного резца по ГОСТ 2789-73:

фасонного профиля и передней поверхности - не ниже 0,32 мкм;

остальных поверхностей - не ниже 2,5 мкм;

биение боковых торцов - не более 0,03 мм;

непараллельность направляющих и опорных поверхностей образующей профиля - не более 0,01 мм;

отклонение от плоскостности опорной поверхности - не более 0,02 мм.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Грановский Г.И. Фасонные резцы. М.: Машиностроение, 1975

Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: учеб. Пособие для вузов/ Под общ. ред. Г.Н.Кирсанова. - М.: Машиностроение, 1986.

Справочник металлиста: Т 3./ Под ред. А.Н. Малова. - М.: Машиностроение, 1977.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru