Необходимо спроектировать фасонный резец для обработки детали, представленной на эскизе.

Рис.1

Вариант задания - 5234

Исходные данные об обрабатываемой детали

Размеры детали

D1 =69мм D2= 55,5 мм D3= 13 мм L1=5 мм L2= 10 мм

L3 = 13 мм R1=28 мм D4=62,5 мм D5=58,5 мм D6=55,5 мм

D7=53,5 мм D8=52,5 мм L4=13 мм L5=3 мм L6=6 мм

L7=9,5 мм D9=49 мм D10=44 мм L8=12 мм L9=10 мм

Материал детали - Сталь 50

Твердость материала детали НВ, МПа - 2364

Обрабатываемая деталь представляет собой тело вращения и имеет цилиндрический, конический, сферический участки и участок, заданный координатами.

Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали

фасонный резец червячный фреза

Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали определяется относительно координатных осей X и Y. Центр координатных осей 0 находится в точке пересечения левого края детали и ее оси вращения. Координатная ось Y проводится из центра координатных осей 0 перпендикулярно оси X.Фасонный профиль детали на отдельных участках в большинстве случаев состоит из сочетания отрезков прямых линий и дуг окружностей. Координатным способом можно задать фасонный профиль детали, образующая поверхность которой описывается кривыми линиями. Фасонный профиль обрабатываемой детали условно разделяется на отдельные элементарные участки (отрезки прямых линий, дуги окружностей и т.д.), для каждого из которых определяется математическое выражение.

Графическое выражение фасонного профиля показано на рисунке 1.

Рис.2

Математическое выражение фасонного профиля:

В интервале 0?Х?5 профиль представляет собой отрезок линии, параллельной оси детали (оси Х), и выражается формулой Y=27,75.

В интервале 5? Х?13 профиль представляет собой отрезок линии, заданный по окружности, и выражается формулой

В интервале 13? Х? 26 профиль представляет собой отрезок линии, заданной координатным способом, и выражается формулами:

Y = 31,25 Х= 13

Y = 29,25 Х = 16

Y = 27,75 Х= 19

Y = 26,75 Х = 22,5

Y = 26,25 Х= 26

В интервале 26? Х?38 профиль представляет собой отрезок линии, наклонной к оси детали (ось Х), проходящий через две точки 1и 2 с координатами: точка 1- 26, 24,5; точка 2- 38, 22 - и выражается формулой

Y= + 22- = -0,1875Х+22,1875 = -0,188Х+22,188

Выбор габаритных размеров фасонного резца

Габаритные размеры фасонного резца выбираются в зависимости от максимальной глубины Тmax фасонного профиля обрабатываемой детали и коэффициента К, которые определяются по формулам:

Тmax = ,

где Dmax и Dmin - максимальный и минимальный диаметр фасонного профиля обрабатываемой детали

L- общая длина фасонного профиля обрабатываемой детали (вдоль оси Х).

Тmax = = 12,5 мм

Выбор габаритных размеров призматического фасонного резца

Габаритные размеры призматического фасонного резца (рис.3) выбираются из таблицы 2.[ 6,стр.10]

Для Тmax = 12,5 и К= 3,84 габаритные размеры фасонного резца следующие

Ширина Lр определяется после конструктивного оформления фасонного профиля режущей части резца; угол ф элементов крепежной части фасонного резца принимается равным 60о; угол в определяется по формуле

в = 90о - (б+г)

где б и г передний и задний углы фасонного резца в зависимости от материала обрабатываемой детали и инструментального материала.

Рис. 3.

Выбор переднего и заднего углов фасонного резца

Передний и задний углы выбираются из таблицы 4 в зависимости от материала обрабатываемой детали.

При обработке стали 50 НВ = 2364 МПа

г=12°; б=8°.

в=90°-12°-8°=70°.

Расчет глубины фасонного профиля призматического фасонного резца

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок прямой линии, параллельной оси детали, глубина фасонного профиля резца постоянна для всех значений Х и рассчитывается по формуле

Ср = М) ,

где М -коэффициент, характеризующий отрезок прямой линии, принимается равным b0

В интервале 0?Х?5 М = 27,75 мм

Ср = 27,75*) = 27,75*) = 27,75* *4,519 = 27,75*0,0436*4,5199 = 5,46 мм.

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок прямой линии, наклоненной к оси детали, глубины фасонного профиля резца для каждого значения от Х1 до Х2 рассчитывается по формуле

Ср = (NX +Q) ],

где коэффициенты N и Q характеризуют отрезок прямой линии и принимаются равными

Ср = (-0,188*26+22,188)] =

17,3*) = 17,3* = 17,3*(-

0,0523)*4,519 = 4,09 мм

Ср = (-0,188*38+14,875)] =

7,731*) = 7,731* =

7,731*(-0,1074)*4,519 = 3,75 мм

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок линии, заданной по окружности, глубины фасонного профиля резца для каждого значения от Х1 до Х2 рассчитывается по формуле

где коэффициенты S, G, B и W характеризуют отрезок линии и принимаются равными:

Ср=(1*6,5)*sin

= (1* +6,5)*sin (12- =

34,0499*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,099*0,0756*4,5199=11,64 мм

Ср=(1*6,5)*sin

34,3388*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,338*0,0756*4,5199=11,74 мм

Для обработки участка детали, профиль которого представляет собой отрезок линии, заданной координатным способом, глубины фасонного профиля резца для каждого значения Х рассчитывается по формуле

Ср = 31,25*)* = 31,25 * sin (12-

*=31,25* sin (12- *4,5199 =31,25*0,0640*4,5199= 9,04 мм

Ср = 29,25*)* = 29,25 * sin (12-

*=29,25* sin (12- *4,5199 = 29,25*0,0523*4,5199 = 6,92 мм

Ср = 27,25*)* = 27,25 * sin (12-

*=27,25* sin (12- *4,5199 =27,25*0,0436*4,5199 = 5,37 мм

Для Х = 22,5

Ср = 26,75*)* = 26,75*

26,75*0,0378*4,5199 = 4,57мм

Для Х = 26,0

Ср = 26,25*)* = 26,25 * sin (12-

*= 23,25*sin (12- *4,5199 = 26,25*0,0349*4,5199 = 4,36 мм

Конструктивное оформление фасонного резца

Построение фасонного профиля резца производится координатным способом. Для призматического фасонного резца координатами являются глубина Ср фасонного профиля резца и размер Х вдоль оси обрабатываемой детали.

Ширина Lр фасонного профиля обрабатываемой детали (вдоль оси детали); Т1иТ2 - размеры, определяющие дополнительные упрочняющие кромки фасонного профиля резца. Так как у нас деталь изготавливается из штучной заготовки, то Т1=Т2.

где Т3 - размер принимается равным 1…2 мм, Т4 принимается равным 2…3 мм.

Принимаем Т3 и Т4 равным 2 мм.

Lp = 48+2*4 = 54 мм

Размер Т5 выбирается из соотношения

где Тmаx - максимальная глубина фасонного профиля обрабатываемой детали

Принимаем Т5 = 12 мм

Размер Т6 принимаем равным Т5 с перекрытием на 2…3 мм.

Т6 = 12,5+3=15 мм

Угол принимаем равными 15°.

Рис. 4

Фасонные резецы с шириной Lp? 15 мм изготавливаются составными. В составном призматическом В составном фасонном резце режущая часть имеет следующие размеры:

высота - (0,5…0,6)Н = 0,5*·90=45 мм;

ширина - Lр= 52 мм

толщина - (0,6…0,7)В = 0,7*25 = 17,5 мм

Твёрдость фасонного резца:

а) режущая часть из быстрорежущей стали - HRC, 62…65;

б) крепёжная часть - HRC, 40…45.

Параметры шероховатости поверхностей фасонного резца:

а) передней поверхности и фасонной задней поверхности - Ra?0,32 мкм;

б) посадочных поверхностей крепёжной части - Ra?1,25 мкм;

в) остальных поверхностей - Ra?2,5 мкм.

Предельные отклонения глубины фасонного профиля принимаются ±0,01 мм, ширины фасонного профиля резца принимаются в зависимости от её допуска, т.е. ±1/2Тр.

Допуск на ширину фасонного профиля резца определяется по формуле

Тр=(0,5…0,7)Тs,

где Тs - допуск на ширину фасонного профиля обрабатываемой детали.

Предельные отклонения других размеров фасонного резца принимаются:

а) для вала - h12;

б) для отверстия - Н12;

в) для остальных - ±1/2IT12.

Предельные отклонения углов:

а) передний г и задний б углы ±1°;

б) угол крепёжной части ф=±30?;

в) остальные углы ±1,5°.

Комплексная проверка крепёжной части фасонного резца производится по размеру П (с точностью 0,05 мм)

где d - диаметр калиброванного ролика, d=Е=10 мм.

червячный фреза режущий

Исходные данные: Рисунок 54, вариант 9

Рисунок 1.1 Эскиз изготовляемой детали.

Марка материала прутка Латунь Л62: ув = 380 МПа;

Тип резца - круглый.

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)

где d1, d2, d3, d4 - диаметры обработанных поверхностей на детали.

t2 = (24-20)/2 = 2 мм;

t3 = (28-20)/2 = 4 мм;

t4 = (36-20)/2 = 8 мм;

tmax = t4, мм.

Выберем габаритные и конструктивные размеры резца по таблице 1 , величины переднего г и заднего б углов резца по таблице 3 .

Таблица 1.1 Габаритные и конструктивные размеры

Таблица 1.2 Величины переднего и заднего углов

Латунь Л62

Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца, измеренные вдоль передней поверхности.

xi = (ri·cos(г - гi) - r1)/cos г; (1.4)

где ri - радиусы узловых точек на профиле детали;

г - величина переднего угла в базовой точке 1;

гi - величины передних углов для расчетных точек на профиле режущей кромки резца.

sin гi = (ri-1/ri) · sin г; (1.5)

sin г2 = (r1/r2) · sin г = (10/12) · sin3 = 0,04361;

г2 = 2,5? = 2?30ґ;

sin г3 = (r1/r3) · sin г = (10/14) · sin3 = 0,03738;

г3 = 2,14? = 19?8ґ;

sin г4 = (r1/r4) · sin г = (10/18) · sin3 = 0,02908;

г3 = 1,67? = 19?40ґ;

х2 = (r2·cos(г-г2)-r1)/cosг = (12·cos(3-2,5)-10)/cos3 = 2,0023 мм;

х3 = (r3·cos(г-г3)-r1)/cosг = (14·cos(3-2,14)-10)/cos3 = 4,004 мм;

х4 = (r4·cos(г-г4)-r1)/cosг = (18·cos(3-1,67)-10)/cos3 = 8,0061 мм;

Рассчитаем высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля.

Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаем в радиальном сечении.

Тi = R1 - Ri; (1.6)

Где R1 ,Ri - радиусы окружностей, проходящих через узловые точки профиля резца

Ri= (R12+xi2-2 R1xicos(б+ г))1/2 (1.7)

R2= (R12+x22-2 R1x2cos(б+ г))1/2=(252+2,00232-2 25 2,0023 cos(10+3))1/2=23,0534 мм;

R3= (R12+x32-2 R1x3cos(б+ г))1/2=(252+4,0042-2 25 4,004 cos(10+3))1/2=21,118 мм;

R4= (R12+x42-2 R1x4cos(б+ г))1/2=(252+8,0061 2-2 25 8,0061 cos(10+3))1/2=17,293 мм;

Т2 = R1 - R2=25-23,0534=1,9466;

Т3 = R1 - R3=25-21,118 =3,882;

Т4 = R1 - R4=25-17,293 =7,707;

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 круглого резца - прямая линия 1`Р, проведенная из точки 1` под углом г к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности круглого резца - окружности радиусов R1,R2,R3,R4 проведенные из центра Ор через точки пересечения линии 1`Р с контурными окружностями профиля детали. Центр резца Ор лежит на линии 1`О, проведенной из точки 1` под углом б к горизонтальной осевой линии детали на расстоянии, равном радиусу R1,т.е. 1`О = R1.
• 4) Вычертим на координатной плоскости H профиль резца в нормальном сечении, для чего:
  • а) выберем произвольно центр О1 пересечения следов плоскостей N и H;
  • б) из центра О1 проведем прямую NN, радиально направленную;
  • в) перенесем с помощью циркуля высотные размеры профиля резца из плоскости V на плоскость H.
• 5) Замерим на чертеже высотные размеры каждой узловой точки профиля резца Т2, Т3,T4 и разделим полученные величины на принятый масштаб графического профилирования резца, результаты занесем в таблицу и сопоставим с результатами аналитического расчета.

Таблица 1.3

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 = tmax + (5…12) = 5 + 12 = 17 мм

Lр = lд + b1 + c1 + c2 + f = 55 + 3 + 2 + 2 + 2 = 64 мм

размеры: b1?2 мм, с1 = 2 мм, с2 = 2 мм, f = 2 мм.

Принимаем b = 6 мм, b1 = 3 мм, с1 = 2 мм, с2 = 2 мм, f = 2 мм.

Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3?.

Разрабатываем чертёж шаблона и контршаблона для проверки профиля резца на просвет.

Профиль шаблона представляет собою негативный профиль резца. Высотные размеры профиля шаблона равны соответствующим высотным размерам профиля резца. Осевые размеры между узловыми точками профиля детали. Для построения 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 + 2· f = 64 + 2·2 = 68 мм; (1.17)

где: LР - ширина резца; f = 2 мм.

Рисунок 1.2. Дополнительные режущие кромки фасонных резцов

Рисунок 1.3 Шаблон и контршаблон

Рисунок 1.4 Резец фасонный призматический

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДИСКОВОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

1.1.1. Исходные данные:

Деталь: вид заготовки; марка материала; твердость и предел проч­ности; размеры, точность и шероховатость обработанных поверхностей детали.

Оборудование: модель станка.

Выбор базовой точки на профиле детали.

Базовая точка лежит на наименьшем радиусе детали.

1.1.3. Выбор количества узловых точек Nна профиле детали

Узловые точки определяются пересечениями линейных участков про­филя детали.

Выбор инструментального материала

Дисковые фасонные резца изготавливаются цельными из быстрорежу­щих сталей или сборными с режущей частью из твердого сплава. При об­работке заготовок из конструкционных и легированных сталей применяют­ся резцы из быстрорежущих сталей типа Р6М5 и твердых сплавов типа TI5K6, для обработки заготовок из чугунов и цветных сплавов - резцы из твердых сплавов типа ВК8.

Выбор основных параметров дискового фасонного резца

Основными конструктивными параметрами дискового фасонного резца является наружный диаметр D , диаметр отверстия под оправку d , ширина резца L , элементы крепления резца α 2 и l 2 (рис.1.1.1).

Конструктивные размеры резцов (рис. 1.1.1) выбираются по таблице 1.1.1 в за­висимости от максимальной глубины профиля обрабатываемой детали

t max = R max – R max , мм, (1.1.1)

где R max и R max –соответственно максимальный и минимальный радиусы детали, мм.

Таблица 1.1.1

Конструктивные параметры дисковых фасонных резцов, мм

Глубина профиля детали t max	Параметры фасонного резца
Диаметры	Ширина b max	Зазор К	Радиус R	Диаметр d 2	Длина l 2
Dh13	αH8	d 1
До 4							-	-
4 – 6
6 – 8
8 – 10
10 – 12
12 – 16
16 – 18
18 – 21

Рис 1.1.1.

Таблица 1.1.2

Геометрические параметры дисковых фасонных резцов

Обрабатываемый материал	Предел прочности, σ b , МПа	Твердость, НВ	Передний угол γ	Задний угол α
Материал режущей части
Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
Медь, алюминий	-	-	25 – 30	-	8 – 15
Сталь	до 500	до 150	20 – 35	10 – 15	10 – 12
Сталь	500 – 800	150 – 235	10 – 20	10 – 15	10 – 12
Сталь	800 – 1000	235 – 290	10 – 15	0 – 5	10 – 12
Сталь	1000–1200	290 – 350	5 – 10	0 – 5	10 – 12
Бронза, латунь	-	-	0 – 5	-	8 – 10
Чугун	-	до 150			8 – 10
Чугун	-	150 – 200			8 – 15
Чугун	-	200 – 250			8 – 10

Примечания : 1. Допускается применение табличных значений нэдуаишс ди­аметров D для меньших значений t max

2. Длина шлифованных поясков l 1 = (0,5-1,0)·d (см рис. 4); дана выточки под головку болта l 3 = 0,8·d 1 (см. рис. 4)

3. Ширина резца L определяется расчетом, приведенным ниже.

4. Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий по квалитету Н14, валов – по квалитету h14,

остальные по квалитету ±IT14/2.

Выбор геометрических параметров режущей части резца

Передний γ и задний α углы резца в периферийной точке выбираются в зависимости от марки и физико-механических свойств обрабатываемого материала и марки инструментального материала по табл. 1.1.2.

Определение высоты установки резца

Относительно линии центров станка

h р = R·sind 0 , мм, (1.1.2)

где R – наружный радиус резца, мм; d 0 – задний угол резца в периферийной точке профиля, град (см. рис. 1.1.1)

Определение расстояния

От оси резца до плоскости передней поверхности

Н р = R·sin·(γ 0 + α 0) , мм, (1.1.3)

где γ 0 – передний угол резца в периферийной точке профиля, град (см. рис. 1.1.1)

1.1.9. Определение длины резца (см. рис.1.1.4)

При обработке заготовок из поковок и отливок

L = lg+ (4..6) , мм. (1.1.4)

При обработке заготовок из прутка

L = lg+S 1 +2S 2 +S 3 , мм. (1.1.5)

где S 1 – дополнительная режущая кромка для отрезки детали от прутка (S 1 на 0,5 – 1,0 мм больше ширины отрезного резца); S 2 – перекрытие режущей кромки, равное 2..3 мм; S 3 – упрочняющая часть резца, равная 2..5 мм.

Определение размеров стружечной канавки

Для беспрепятственного схода стружки необходимо предусмотреть достаточную глубину заточки по передней поверхности резца (см. рис 1.1.1). Размер К зависит от максимальной глубины профиля детали t max выбирается по табл 1.1.1.

Коррекционный расчет профиля резца

Работа круглого фасонного резца возможна при наличии положитель­ного заднего угла. Дня образования такого угла переднюю поверхность резца необходимо сместить ниже центра на величину h p (см. рис. 1.1.1). Из формулы (1.1.2) следует, что задний угол α не одинаков по всей дли­не режущей кромки, а изменяется в зависимости от расстояния режущей кромки до центра резца: чем ближе расположена какая-либо точка режущи кромки к центру резца, тем больше задний угол. Практически значения задних углов для различных точек режущей кромки дискового фасонного резца могут колебаться в пределах 6..15 0 .

Вследствие смещения центра дискового фасонного резца относитель­на центра детали и наличия положительного переднего угла только точка (см. рис. 1.1.1) профиля резца будет лежать на оси детали, а все остальные ниже ее. Это свидетельствует о том, что профиль резца не идентичен профиле детали. Для получения точного профиля детали про­филь дискового фасонного резца подвергается графической или аналити­ческой коррекции.

Графический метод коррекции фасонных резцов менее точен, и при­меняют его в тех случаях, когда к расчету резцов не предъявляется вы­соких требований. Аналитический метод коррекции, описанный ниже, дает более точные результаты.

Назначение допусков и технические условия

Параметры шероховатости передних и задних поверхностей резца R a = 0,4..0,2 мкм; посадочного отверстия R a = 0,3..0,4 мкм; твердость режущей части быстрорежущих резцов HRC 62..65.

На габаритные размеры резцов D и L допуски назначаются по 12..13 квалитетам, а для посадочного диаметра резца d, - по 7..8 квалитетам.

Допуски на линейные и диаметральные размеры профиля фасонного резца принимают равными 1/3 допусков на соответствующие размеры обра­ботанной детали. Допуски на диаметральные размеры обычно составляют 0,02..0,06 мм.

ЧИСЛОВОЙ ПРИМЕР РАСЧЕТА

ДИСКОВОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

Исходные данные

Рис. 1.1.2

Деталь – штуцер; заготовка – шестигранный пруток В = 14 мм; марка материала - сталь 45; твердость – I80 HB; предел прочности – σ в = 650 МПа; размеры, точность и шероховатость обработанных по­верхностей – рис.2.

Задача 1. Построение параметрической модели фасонного резца в модуле АРМ GRAPH

1. Тип резца – призматический фасонный резец (вар. № 10 ).

2. Чертеж детали.

3. Материал обрабатываемой детали – Сталь 40ХС (σ в = 1200 МПа).

4. Особые условия обработки – наличие канавки под последующую отрезку

Рис.1. Эскиз детали

Задача 2. Построение твердотельной модели в модуле АРМ STUDIO

Задача 3. Конструирование резца в модуле АРМ GRAPH

Исходные данные представлены в задаче 1. Построение модели базируется на результатах, полученных при решении задачи 1.

Дата выдачи, подпись

Преподаватель ._____

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Задача 1

1) По заданной детали конструируется фасонные резец и выполняется коррекционный расчет глубины профиля.

2) Производится анализ входных данных, необходимых для построения модели. Данные делятся на исходные (независимые) и производные (зависят от исходных).

3) Входные данные, в виде переменных, вводятся в диалоговом окне Переменные (рис.), причем для исходных данных задается только значение, а для производных также и выражение, являющееся функцией исходных и уже объявленных производных данных. Так, размеры передней поверхности определяются с помощью выражения. Действует единое правило: переменная, которая используется в последующих выраже-ниях, должна быть объявлена заранее.

4) Графически задается последовательность команд, ведущая к построению нужной модели.

5) В списке параметрических команд указываются, если нужно, параметры для команд. При этом, в расчетных выражениях используются переменные, заданные в п.3, или вспомогательные переменные, созданные в процессе построения модели.

6) Анализируется соответствие сформированной таким образом модели с требуемой, и, при необходимости, исправляются параметры команд или меняется способ построения всей модели или ее части.

7) Анализируется правильность построенной модели при различных значениях исходных данных.

Задача 2

1. Начальным этапом решения 2-й задачи является построение эскиза резца (рабочая плоскость в трехмерном пространстве, в котором строятся плоские кривые).

2. Для получения твердотельной модели фасонного резца используются графические операции – выталкивания, вращения и кручения.

Задача 3

1. Полученную параметрическую модель (задача 1) вставляют как блок в поле чертежа АРМ GRAPH. Для этого следует воспользоваться командой БЛОК/ВСТАВИТЬ БЛОК.

2. В чертеж можно вставить параметрический объект из базы данных . Перед вставкой в списке переменных можно изменить значение основных параметров.

1. Дарманчев С.К. Фасонные резцы.– М.:Машиностроение,1968. -166 с.

2.Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов.- М.: Изд-во машиностроительной литературы, 1962. – 952 с.

3.Фрайфельд И.А. Расчеты и конструкции специального металлорежущего инструмента.- М.-Л.: Машгиз, 1957.- 196 с.

4.Методические указания и комплект контрольных заданий к курсовому проекту «Проектирование металлорежущего инструмента»/ В.Н. Кисилев и др. – Ворошиловград: ВМСИ, 1987. – 48 с.

5. Методические указания «Автоматизированное проектирование фасонных резцов с помощью ЭВМ СМ-2М»/ Кисилев В.Н., Андросов П.М. . – Луганск: ЛМСИ, 1991. – 20 с.

6.Шелофаст В.В. Основы проектирования машин.- М.: Изд-во АПМ, 2005.– 472 с.

7.Шелофаст В.В., Чугунова Т.Б. Основы проектирования машин. Примеры решения задач. – М.: Изд-во АПМ, 2004.- 240 с.

Метод исследования и вычислительные средства : применен метод построения параметрических моделей на базе параметрического геометрического ядра Parasolid; использованы компьютерные технологии автоматизированного проектирования призматических и круглых фасонных резцов. При решений проектных задач использованы различные модули: APM Saft, APM Bear, APM Joint, APM Trans и инструментарий баз данных АРМ WinMachine.

Эффективность применения предлагаемого инструментария позволяет кардинально сократить время проектирования резца и повысить технический уровень принимаемых проектных решений.

Область применения предлагаемый инструментарий параметрического моделирования может быть использован в рамках курсов «Детали машин», «Проектирование металлорежущих станков» и «Конструирование, расчет и САПР станков» .

Введение

1 Проектирование фасонного резца

1.1 Исходные данные и алгоритм расчета:

1.2 Определение геометрических параметров режущей части и основных конструктивных размеров фасонных резцов резца.

1.3 Проектирование шаблона и контршаблона

2 Построение параметрической модели призматического фасонного резца

2.1 Исходные данные:

2.2 Ввод исходных данных для создания параметрической модели

2.3 Построение параметрической модели.

2.4 Сохранение параметрической модели

Литература

Введение

В современном машиностроении уприсутствует большая номенклатура изделий с фасонными поверхностями. Эти поверхности могут быть обработаны на токарных станках с ЧПУ для этого задается программа, для получения фасонного профиля) или специальным фасонным резцом, который

представляет собой инструмент, работающий по методу копирования. Профиль режущей кромки резца соответствует профилю поверхности детали.

Фасонные резцы обеспечивают идентичность формы и необходимую точность деталей, высокую производительность обработки и обладают большой долговечностью благодаря значительному количеству допустимых переточек. Они применяются в мелкосерийном, серийном и массовом производствах для обработки наружных и внутренних поверхностей на токарных автоматах, полуавтоматах и револьверных станках.

Наибольшее распространение получили радиальные круглые и призматические резцы.

Обработка фасонных поверхностей фасонным резцом.

Резцы, режущая кромка которых совпадает с криволинейным или ступенчатым профилем обрабатываемой поверхности, называются фасонными.

Достоинство рассматриваемых резцов - простота, а поэтому сравнительно низкая стоимость их изготовления. Существенный недостаток таких резцов заключается в том, что после нескольких, а иногда двух-трех переточек по передней поверхности (а для сохранения профиля их можно перетачивать только по передней поверхности) пластинка стачивается, высота по центру при установке уменьшается и резец становится негодным для дальнейшей работы. Поэтому стержневые фасонные резцы применяют преимущественно в тех случаях, когда работа не имеет массового характера и профиль резцов прост (например, для обработка галтелей).

Для получения правильного профиля обрабатываемой детали фасонный резец необходимо устанавливать так, чтобы его режущая кромка была точно на высоте центров станка. Положение фасонного резца, если на него смотреть сверху, следует проверять посредством маленького угольника. Если одну кромку такого угольника приложить к цилиндрической поверхности детали (вдоль ее оси), а другую подвести к боковой, поверхности обыкновенного или призматического резца, или к торцовой поверхности дискового резца, то между угольником и резцом не должно быть неравномерного просвета.

При закреплении фасонных резцов необходимо особенно тщательно выполнять общие правила закрепления резцов.

Подача фасонного резца в большинстве случаев осуществляется вручную. Она должна быть равномерной и не превышать 0,05 мм/об при ширине резца 10-20 мм и 0,03 мм/об при ширине свыше 20 мм. Подача должна быть тем меньше, чем меньше диаметр обрабатываемой детали. При обработке участка детали, расположенного близко к патрону (или к задней бабке), подачу можно брать больше, чем при обработке участка, расположенного сравнительно далеко от патрона (или от задней бабки).

При обработке фасонных поверхностей стальных деталей следует применять охлаждение маслом. Поверхность детали получается при этом гладкой и даже блестящей. Фасонные поверхности чугунных, бронзовых и латунных деталей обрабатываются без охлаждения.

Правильность фасонной поверхности проверяется шаблоном. Между обработанной поверхностью и шаблоном не должно быть просвета.

Если обрабатываемая поверхность детали имеет большие перепады диаметров разных участков, то при работе фасонным резцом приходится снимать много металла. Во избежание быстрого износа резца предварительную обработку такой поверхности надо производить обдирочным резцом, профиль которого подобен профилю окончательного фасонного резца, но значительно проще его.

Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной подач резца. Обработка фасонных поверхностей при одновременном действии продольной и поперечной ручных подач резца производится при небольшом количестве обрабатываемых деталей или при сравнительно больших размерах фасонных поверхностей. В первом случае изготовление даже обыкновенного фасонного резца нецелесообразно, во втором - потребовался бы очень широкий резец, работа которым неизбежно вызвала бы вибрации детали.

Снятие припуска производится остроносым чистовым или проходным резцом. Для этого перемещают (вручную) продольные салазки влево и одновременно поперечные салазки суппорта вперед и назад. При обработке сравнительно небольших фасонных поверхностей продольную подачу осуществляют используя верхние салазки суппорта, установленного так, чтобы направляющие их были параллельны центровой линии станка; для поперечной подачи применяют поперечные салазки суппорта. В том и другом случаях вершина резца будет перемещаться по кривой. После нескольких проходов резца и при правильном соотношении величин подач (продольной и поперечной) обрабатываемая поверхность получит требуемую форму. Для выполнения этой работы нужен большой навык. Опытные токари, обрабатывая фасонные поверхности рассматриваемым способом, пользуются автоматической продольной подачей, перемещая одновременно с этим поперечный суппорт вручную.

3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ РЕЗЦОВ

Резцы с фасонной режущей кромкой применяются для образования поверхностей тел вращения и призматических деталей, поверхностей, имеющих в качестве образующих линию, представляющую сочетание участков прямых и кривых.

Получение фасонной поверхности детали возможно путем раздельной обработки каждого из участков ее образующей при помощи резцов, фрез, шлифовальных кругов, но при непременном условии такого их (участков) взаимного расположения, которое обеспечивает получение заданного профиля образующей поверхности детали с требуемой точностью. Данный вариант обработки имеет ряд недостатков: пониженную производительность процесса, трудность получения требуемого расположения обработанных участков, т.е. точности профиля образующей обработанной детали, и, наконец, необходимость использования труда рабочего повышенной квалификации. Это ограничивает его применение: он используется в условиях единичного производства деталей или в случаях, когда невозможно получить одновременно профиль из-за его сложности, увеличенного периметра и других причин.

Фасонные поверхности призматических деталей могут быть обработаны одновременно по всему профилю их образующей фрезерованием, протягиванием, шлифованием, строганием фасонным резцом. Последний способ как малопроизводительный применяется редко. Некоторые его особенности позволяют успешно использовать строгальные фасонные резцы при получении простых фасонных поверхностей значительной длины.

Получение образующей фасонной поверхности тел вращения одновременно по всему периметру используется в серийном и массовом производствах. Этот вариант профилирования обеспечивает, по сравнению с вариантом профилирования по участкам, повышение производительности обработки, повышение точности профиля деталей и их идентичность по профилю, что осуществляется при помощи фасонных инструментов: фрез, протяжек, шлифовальных кругов, фасонных резцов. Каждый из этих способов имеет свои особенности и показатели производительности, точности, стоимости и другие данные в зависимости от условий, в которых они применяются.

В машиностроении имеются детали таких размеров и такие процессы их производства, при которых оказывается нецелесообразным применение фрезерования, протягивания и шлифования и предпочтительным является использование фасонных резцов. Точно изготовленные фасонные резцы при правильной установке их на станках обеспечивают высокую производительность, точность формы и размеров обработанных деталей по IT8…IT12 и поверхность с = 0,63…2,5 мкм. Они имеют также и такие преимущества, как: малая металлоемкость конструкции, большой срок службы, простота заточки и переточки, технологичность конструкции, относительно невысокая стоимость, они не требуют при эксплуатации рабочих высокой квалификации. Применяются фасонные резцы на токарных, револьверных станках и станках-автоматах, т.е. на тех же станках, на которых предварительно обрабатываются такие детали. Наличие шлифовальных станков для профилирования фасонных резцов повышает технологичность их изготовления и способствует более широкому использованию.

Как и другие металлорежущие инструменты, фасонные резцы характеризуются рядом признаков, которые используются для их классификации. Фасонные резцы можно разделить на следующие группы: по форме – резцы стержневые, призматические и круглые; по виду обрабатываемой поверхности – наружные и внутренние; по установке относительно обрабатываемой детали и направления движения подачи – радиальные и тангенциальные; по расположению резца относительно детали – с параллельным и с повернутым под углом расположением осей или базы измерения; по расположению передней поверхности – без наклона (λ = 0) или с наклоном под углом λ ; по форме образующих фасонных поверхностей – кольцевые и винтовые.