Фасонный резец

1.

Фасонный резец.

                           Исходные данные на проектирование фасонного резца.

1.1. Назначение и разновидности фасонных резцов.

   Фасонные резцы  применяются для обработки поверхностей  сложной конфигурации длиной  не более 50 мм. Их использование  позволяет сократить время обработки  сложных поверхностей, произвести  обработку такого профиля   станочником низкой квалификации, снизить себестоимость изготовления  детали. Однако из-за высокой стоимости  фасонного резца их целесообразно  применять в крупносерийном и  массовом производстве на токарных  автоматах и полуавтоматах.

   В практике встречаются  разнообразные фасонные резцы,  которые подразделяются на следующие  типы:

    1) по форме резца: стержневые, дисковые и призматические. Фасонные стержневые резцы применяются как при токарной обработке, так и при строгании и долблении;

    2) по установке относительно детали: радиальные, тангенциальные. В радиальных резцах подача выполняется в направлении, перпендикулярном оси заготовки. В этом случае длина режущей кромки соответствует длине образующей профиля детали, что требует больших усилий резания, которые вызывают деформацию заготовки и появление вибраций. Тангенциальные резцы обрабатывают сложный профиль последовательно, в результате чего уменьшаются силы резания и вероятность появления вибраций;

   3) по расположению оси круглых резцов: с параллельным и наклонным расположением осей детали и резца. Наклонное расположение используют для создания задних углов на участках профиля, перпендикулярных оси заготовки;

   4)  по расположению передней поверхности: и . Резцы этих видов позволяют с различной степенью точности обрабатывать конические участки профиля детали;

  5)  по форме образующих:  с кольцевыми и винтовыми образующими для обработки малоустойчивых к прогибу заготовок и неглубоких профилей.

Рис 1.1 Разновидности фасонных резцов

Фасонные резцы:

а) - стержневой, б) - призматический, в) - круглый,

г) – круглый,  с наклонным расположением базы крепления резца,

 д) – призматический,  с наклонным расположением базы крепления резца,

ж) - круглый составной  резец с припаянными пластинами твёрдого сплава:

1 – корпус резца, 2 - режущие  пластины,

 з) – призматический,  с положительным передним углом γ и углом наклона режущей кромки λ.

 

 

1.2. Схема установки резца и состав формообразующих движений.

    Крепление призматического  резца в державке и его базирование  осуществляются при помощи хвостовики  типа ласточкиного хвоста. Резец  устанавливается в специальное гнездо корпуса. Регулировка установки вершины резца на линии центров станка производится регулировочным винтом, который вворачивается в торец резца. После регулировки державка стягивается поперечным винтом, закрепляя резец.

Рис 1.2 Схема установки фасонного призматического резца

   Резцы с фасонной режущей  кромкой применяют для обработки поверхностей вращения цилиндрических и винтовых поверхностей на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Схема обработки поверхности вращения фасонным резцом показана на рис. 1.2.  В процессе обработки заготовка вращается вокруг своей оси, а резец совершает

движение подачи в поперечном направлении.

 

         

 

 

 

 

 

Наиболее часто движение подачи является поступательным. Оно может осуществляться в радиальном направлении (рис. 1.3 а). Резцы с таким направлением подачи называют радиальными. В процессе обработки направление движения подачи одной или нескольких точек режущей кромки такого резца пересекает ось детали.

    Фасонные резцы  с осевой подачей (рис. 1.3 б)  применяют при обработке односторонних профилей, не имеющих кольцевых канавок или  выступов,  а также при обработке торцевых фасонных поверхностей. По сравнению с радиальными резцами при обработке ступенчатых деталей рассматриваемые резцы срезают меньшие сечения и поэтому силы резания меньше. Это позволяет обрабатывать менее жесткие детали.   Направление подачи различных точек режущей кромки фасонного резца может   проходить  по   касательной   к  обрабатываемой  поверхности  детали (рис. 1.3 в). Фасонные резцы с таким направлением подачи называют тангенциальными фасонными резцами. При дальнейшем движении подачи резец металла не снимает. Поэтому детали получаются идентичными по размерам, независимо от того, в какой момент времени выключено движение подачи.   В процессе обработки резец относительно детали совершает поступательное движение резания, направление которого совпадает с образующей цилиндрической поверхности, и движение подачи. Обычно такие резцы проектируют как резцы радиального типа, у которых направление поступательного движения подали перпендикулярно к образующим. Обработка винтовых поверхностей фасонными резцами производится при винтовом движении резания. В результате этого движения винтовая поверхность детали скользит «сама по себе». Кроме движения резания при обработке винтовых поверхностей фасонный резец после каждого прохода углубляется в материал заготовки до получения полного профиля винтовой поверхности. Рассматриваемые резцы наиболее часто применяют при обработке резьбы.

 

1.3. Особенности конструкции резца.

   Призматический фасонный  резец имеет форму бруска, заточенного  под углом  . Крепёжная часть выполнена в форме ласточкиного хвоста с углом профиля . Установочная поверхность – плоская. Для уменьшения трудоёмкости её изготовления она выполняется прерывистой. Задняя поверхность режущего клина – фасонная. Она представляет собой зеркальное изображение профиля детали, обрабатываемой этим резцом. Чтобы изготовить профиль задней поверхности резца на фрезерном, строгальном, плоскошлифовальном станке, необходимо знать точные размеры этого профиля в нормальном сечении, расположенном перпендикулярно установочной поверхности резца. Установочная поверхность резца при его изготовлении и закреплении в резцедержателе не изменяется. Эти размеры определяются графическим построением или аналитически по расчётным формулам. Точность расчёта элементов профиля зависит от требуемой точности обработки детали.

 

Рис. 1.4. Особенности конструкции резца. Функциональное назначение конструктивных параметров.

1-Профиль задней поверхности  режущего клина, эта поверхность  назначается исходя из профиля  обрабатываемой детали

2-Конструкторская база- служит для базирования резца на рабочую поверхность державки, эта поверхность выполняется повышенной геометрической точности, чтобы упростить её изготовление на ней выполняется канавка.

3-Контрольная база (измерительная) , по этой поверхности проверяется точность установки резца на станке, она должна быть перпендикулярна оси центров станка.

4-Направляющая база, по  этим поверхностям происходит  фиксация резца в резцедержателе.

     Проверка правильности  установки производится следующим  образом. После установки резца  в державке и резцедержателе  к левой боковой поверхности  резца   подводят   ножку   индикаторной  головки  и   в поперечном направлении смещают  суппорт. Если отклонения стрелки  превышает допускаемую величину, то производят корректировку  установки державки в резцедержателе.  На точность измерения влияет  точность боковой поверхности,  допуск плоскостности которой  должен быть не более мм. Основная поверхность – хвостовая конструкция, упорная поверхность – торец хвостовика, установочная поверхность – боковая поверхность хвостовика.  Фасонные резцы чаще всего изготавливают из быстрорежущих сталей марок Р6М5, Р9К10, Р12. Из-за дефицита и высокой стоимости быстрорежущая сталь в призматических резцах применяется для изготовления только рабочей части, а хвостовая часть (державка) выполняется из конструкционной стали 40Х, 45. Обе части инструмента соединяют стыковой сваркой.

 

 

 

 

 

 

1.4. Расчёт профиля задней поверхности резца в нормальном сечении.

    Сечение, принятое  за расчётное перпендикулярно конструкторской базе, так как база устанавливается на стол станка и обрабатывается. Последовательность расчёта режущей кромки призматического резца состоит в следующем,  вначале расчёта профиль детали разбивается на участки, имеющие различную величину радиуса . Участку с наименьшим радиусом присваиваются индексы . Для каждого расчётного участка вычисляется радиус резца и глубина профиля .Расчёты глубины профиля задней поверхности резца в нормальном, к этой поверхности сечении, выполняются по формулам представленным в таблице 2.     

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

Таблица 2. Расчёт глубины  профиля резца в нормальном сечении.

№	Наименование  расчетного параметра.	Формула.	1	2	3	4	5	6	7
1	Радиус базовой  точки, мм	r0 -из чертежа	5
2	Радиус расчетной  точки, мм	ri = ri-1 + ∆	5	6	7,5	8,625	9,75	10,875	12
3	Глубина профиля  детали, мм	ti = ri - r0	0	1	2,5	3,625	4,75	5,875	7
4	Передний угол в базовой точке, град		15
5	Задний угол в  базовой точке, град		10
6	Параметры установки, мм	A0 = r0 sin g0	6,47
7	Передний угол в расчетной точке, град		14o 9’	12 o4’	9 o9’	8 o6’	7 o6’	6 o8’	6o
8	Изменение переднего  угла, град	Dgi = g0 - gi	0 o	2 o6’	5 o1’	6 o4’	7 o4’	8 o2’	9 o
9	Размер по горизонтали  от центра детали до проекции расчетной  точки, мм	Вi = ri cos Dgi	5	5,9	7,4	8,5	9,6	10,7	11,8
11	Глубина профиля  резца по горизонтали, проведенной  через вершину резца, мм	yi =Вi – r0	0	0,9	2,4	3,5	4,6	5,7	6,8
12	Глубина профиля  резца на передней поверхности, мм	ti = yi / cоs g0	0	0,93	2,5	3,64	4,79	5,9	7
13	Угол заточки  резца, град		25
14	Глубина профиля  резца в нормальном сечении.	T i = ti cos S0	0	0,8	2,2	3,2	4,3	5,3	6,3
15	Задний угол в  расчетной точке, град.		10 o	12 o6’	15 o1’	16 o4’	17o4’	18 o2’	19 o

 

 

 

 

1.5. Требования к державке фасонного резца. Описание конструкции державки.

  Конструкция державки  должна обеспечивать выполнение  следующих требований:

1. Обеспечить надежное крепление резца.
2. Обеспечить заданные углы резания α и g_.

       3. При переточках и при наладке вершина резца должна находиться на линии центров станка, для этого в державке должен быть механизм регулировки

   Надёжность крепления  резцов создаётся силами трения  на базовых поверхностях. Для  установки вершины резца по  центру предусматриваются специальные  винтовые регулирующие устройства, конструкция которых вносит изменения  в хвостовую часть резца.

    Державка применяется  для закрепления резца шириной  от 50 до 85 мм. Резец закрепляется в корпусе с помощью прижимной планки и крепёжного болта . Наклон головки державки обеспечивает установку резца на заданный угол α0. Регулировка положения вершины резца (базовой точки или базовой линии) по высоте центра детали осуществляется винтом ,ввёрнутым в опорную пластину . Как правило, в комплект державки входят два-три таких винта различной длины. По мере стачивания резца и уменьшения его длины, производят замену регулировочных винтов. После установки в державку резец проверяется на точность расположения режущих кромок относительно оси детали и точность установки по высоте, (задний угол обеспечивается конструкцией державки). Режущие кромки обрабатывающие цилиндрические участки должны быть расположены параллельно оси шпинделя (оси детали), а вершина резца – на линии центров станка.

1.6. Положение резца при заточке, назначение маркировки абразивного материала на операциях затачивания.

   Начальное положение  призматического фасонного резца  при его заточке приведено  на рисунке. В рассматриваемом  приспособлении можно обеспечить  поворот резца при его установке  вокруг вертикальной оси В за счёт наклонной установки резца на плоскости стола приспособления. Вместе со столом приспособления резец может поворачиваться вокруг горизонтальной оси Б и вертикальной  А.

  При заточке торцевой  плоскостью шлифовального круга  необходимо установить резец  так, чтобы затачиваемая плоскость  была параллельна рабочей плоскости  круга. Тогда, перемещая стол  станка по соответствующим направляющим, можно привести в соприкосновение  шлифовальный круг и затачиваемый  инструмент.