Киреев Г.И., Демидов В.В. Смирнов М.Ю. (сост.) Режущий инструмент и основы проектирования режущего инструмента

Подождите немного. Документ загружается.

3. Почему наибольшее распространение среди затылованных фрез полу-

чили фрезы с радиальным передним углом γ = 0?

4. Чем отличаются незатылованные фасонные фрезы от затылованных?

5. Каковы преимущества и недостатки незатылованных фасонных фрез

по сравнению с затылованными?

6. Почему при проектировании фасонных фрез необходимо знать изме-

нение передних углов по длине режущей кромки?

7. Какие конструктивные параметры фасонной фрезы оказывают влияние

на величину передних углов?

8. Как изменяется профиль зуба фасонной фрезы в плоскости его перед-

ней поверхности по сравнению с профилем детали в случае γ > 0 (ω

=0) и в

случае ω

≠ 0?

3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

КРУГЛЫХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ НА ИХ ПРОФИЛЬ

3.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение влияния геометрических параметров

круглого фасонного резца на его профиль в плоскости передней поверхности и

в осевой (нормальной к задней поверхности резца) плоскости.

3.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ И ГЕОМЕТРИИ

КРУГЛЫХ ФАСОННЫХ РЕЗЦОВ

Фасонные резцы – однолезвийные режущие инструменты, которые при-

меняются для обработки тел вращения с различной формой образующей. По

сравнению с обычными резцами фасонные резцы обеспечивают идентичность

формы, точность размеров деталей, так как они зависят в основном от точности

изготовления резца. Кроме того, фасонные резцы обеспечивают высокую про-

изводительность обработки заготовок благодаря одновременной обработке всех

участков фасонного профиля детали и простоте переточки. Фасонные резцы

используют на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах.

Круглые фасонные резцы (КФР) представляют собой тела вращения и по-

этому наиболее технологичны по сравнению с другими видами фасонных рез-

цов. Они работают, как правило, с радиальной подачей и их применяются для

обработки как наружных, так и внутренних фасонных поверхностей.

С целью повышения точности обрабатываемого профиля детали, имею-

щей конический участок, КФР часто снабжаются углом наклона режущей

кромки резца λ ≠ 0. В данной лабораторной рассматриваются КФР только

с λ = 0.

Задние углы у КФР получают установкой их оси О

выше оси заготовки

на соответствующее расстояние h (рис. 3.1). На рис. 3.1 приведена схема оп-

ределения радиальных переднего и заднего углов в различных точках режущей

кромки КФР в статической системе координат. На рисунке использованы сле-

дующие обозначения: Н – расстояние от оси КФР О

до плоскости его передней

поверхности; Н

1 –

расстояние от оси заготовки О

до плоскости передней по-

верхности КФР; P

– основная плоскость; P

– след плоскости резания; γ

1х

, α

1х

–

радиальные передний и задний углы в рассматриваемой точке Х режущей

кромки, расположенной на радиусе детали r

и радиусе резца R

; γ, α

– радиаль-

ные передний и задний углы в базовой точке 1 режущей кромки, расположен-

ной на наружном (максимальном) радиусе резца R

(минимальном радиусе де-

тали r

) в горизонтальной плоскости, проходящей через ось заготовки О

X′

Профиль КФР определяется в плоскости нормальной к его задней поверхности

(в осевой плоскости КФP). В этой плоскости рассчитывают и задают размеры

профиля резца (осевой профиль резца) и осуществляют его контроль с помо-

щью плоских шаблонов при изготовлении. Из-за наличия задних углов осевой

профиль резца не будет совпадать с его профилем в плоскости передней по-

верхности даже при γ = 0. А тот, в свою очередь, при γ > 0 не будет совпа-

дать с осевым профилем детали (при γ=0 эти профили совпадают). Например,

точка Х заготовки (см. рис. 3.1), лежащая в ее осевой плоскости, при вращении

заготовки будет обрабатываться точкой Х′ режущей кромки резца. Если выпол-

нить круговую проекцию (так как резец – тело вращения) точки Х' на осевую

плоскость резца, то получим точку Х′′. Как видно из рис. 3.1 , расстояния между

1’’

X’’

Рис. 3.1. Схема определения радиальных переднего и заднего углов в

различных точках режущей кромки круглого фасонного резца

X′′

заготовка

(

деталь

)

КФР

точками 1 и Х в осевой плоскости детали, между точками 1 и Х' в плоскости

передней поверхности и между точками 1 и Х′′ в осевой плоскости резца отли-

чаются. Таким образом, осевой профиль КФР отличается от осевого профиля

детали.

Поэтому при проектировании КФР решается задача его профилирования.

Спрофилировать КФР – это значит определить его профиль в плоскости нор-

мальной к его задней поверхности (в осевой плоскости КФР) по известному

осевому профилю детали. В данной работе предлагается спрофилировать КФР с

помощью механического устройства [2] и изучить влияние радиальных перед-

него γ и заднего α углов (в базовой точке 1 профиля КФР) на изменение про-

филя резца в плоскости передней поверхности и в его осевой плоскости по

сравнению с осевым профилем детали.

Необходимые для профилирования угловые параметры можно рассчитать по

формулам, приведенным в табл. 3.1 [5].

Таблица 3.1. Формулы для определения радиальных переднего и заднего углов

в различных точках режущей кромки КФР

Параметр Формула

радиальный пе-

редний угол

γγ

sinsin

радиальный зад-

ний угол

xxx 111

)(

βγγαα

+−+=

)sin()cos(

sin

)(

−

−+

γγγα

γα

3.3. ПРОФИЛИРОВАНИЕ КРУГЛОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА

В данной лабораторной работе предлагается спрофилировать КФР с по-

мощью механического устройства при различных значениях переднего и задне-

го углов в базовой точке профиля КФР.

Механическое устройство, позволяющее спрофилировать КФР, подробно

описано в лабораторной работе № 2 и показано на рис. 2.2. Профилирование

КФР на этом устройстве осуществляют следующим образом.

В соответствии с заданием на листе бумаги вычерчивают осевой профиль

детали в масштабе М не менее 5 : 1 с указанием базовой точки 1 и остальных

характерных точек (точки пронумеровать) и линию, параллельную оси враще-

ния детали.

При профилировании резца с

= 0 верхняя плоскость плиты 1 играет

роль плоскости передней поверхности резца (которая в данном случае совпада-

ет с осевой плоскостью детали), нижняя плоскость экрана 4 играет роль осевой

плоскости резца, а ось II – II устройства является осью КФР О

Лист с профилем детали располагают на плите 1 (рис. 3.2) так, чтобы ба-

зовая точка 1 профиля детали, располагалась на расстоянии Е от проекции оси

ІІ

−

ІІ на плите 1 (см. рис. 3.1):

Е = MR

cos

. (3.1)

При закреплении листа с профилем детали необходимо выдержать угол

90 градусов между осью устройства IV–IV, нанесенной на плите 1 , и линией,

нанесенной на листе бумаги параллельно оси детали (ось устройства IV–IV пер-

пендикулярна оси КФР II–II).

Для совмещения нижней плоскости экрана с осевой плоскостью резца не-

обходимо экран установить параллельно плите и с помощью штангенрейсмуса

обеспечить равенство расстояний от нижней плоскости экрана и от оси II–II до

плиты (т. е. на рис. 2.2 Н′=0). Для воспроизведения осевого профиля КФР на

экране закрепляют кальку с проведенной на ней линией, параллельной оси ІІ

−

ІІ

E=Rcos

Е(Е1)

Рис. 3.2. Схема устройства для определения профиля резца (следящий элемент

установлен в базовую точку 1 осевого профиля детали

Следящий

элемент

Е(E′)

h′(H′)

М×R

базовая точка

иля детали

(р

езца

)

устройства. Проверяют высоту расположения острия иглы (карандаша) 3 от

верхней плоскости плиты 1. Эта высота должна быть равна (см. рис. 3.1 и 3.2)

F = β−h′, (3.2.)

где F – расстояние от оси ІІ

−

ІІ до плиты 1;

h′ = M h = M R

sin

. (3.3)

Далее для каждой выбранной точки профиля рассчитывают угол

1х

(см. табл. 3.1). В выбранную точку профиля детали на плите 1 (см. рис. 3.2) ус-

танавливают следящий элемент, а экран 4 устанавливают относительно плиты 1

под соответствующим данной точке углом

1х

путем поворота относительно

оси ІІ

−

ІІ (угол установки экрана

1х

получается автоматически при повороте

экрана 4 вокруг оси ІІ

−

ІІ до касания с иглой (карандашом) 3). Затем отмечают

соответствующую точку на кальке, закрепленной на экране. Перемещая после-

довательно по выбранным точкам профиля детали следящий элемент и уста-

навливая экран под соответствующим углом

1х

, получают на кальке осевой

профиль резца.

Сняв кальку с экрана, измеряют высотные размеры

в направлении оси

IV–IV и осевые размеры

параллельные оси

ІІ

−

ІІ для каждой точки профиля

детали (в соответствии с рис. 2.3 в лабораторной работе № 2).

Профилирование резца с

> 0 проводится в два этапа. На первом этапе

воспроизводится профиль резца в плоскости передней поверхности, а на втором

этапе – в осевой плоскости резца. В первом случае верхняя плоскость плиты 1

играет роль осевой плоскости детали, нижняя плоскость экрана – плоскости пе-

редней поверхности резца, а ось ІІ

−

ІІ устройства является осью вращения заго-

товки О

. Во втором случае верхняя плоскость плиты является плоскостью пе-

редней поверхности резца, нижняя плоскость экрана – осевой плоскостью рез-

ца, а ось ІІ

−

ІІ устройства является осью КФР О

На первом этапе лист с осевым профилем детали располагают на плите 1

так, чтобы профиль детали был правильно расположен по отношению к оси

II–II устройства и точка профиля, лежащая на минимальном радиусе детали

(базовая точка 1), располагалась на расстоянии r′

от проекции оси ІІ

−

ІІ на пли-

те 1 (см. рис. 3.1 и 2.2)

r′

= M r

. (3.4)

При закреплении листа с профилем детали необходимо выдержать угол

90 градусов между осью устройства IV-IV, нанесенной на плите, и линией, на-

несенной на листе бумаги параллельно оси детали.

Проверяют высоту расположения острия иглы (карандаша) 3 от верхней

плоскости плиты 1. Эта высота должна быть равна расстоянию от оси ІІ

−

ІІ до

плиты (см. рис. 2.2 в лабораторной работе № 2, размер F).

Для воспроизведения профиля резца на экране закрепляют кальку с про-

веденной на ней линией параллельной оси ІІ

−

ІІ устройства.

Определяют расстояние от оси устройства ІІ

−

ІІ до нижней плоскости эк-

рана, которое соответствует расстоянию от оси заготовки О

до плоскости пе-

редней поверхности резца с учетом масштаба М (см. рис. 3.1 и 2.2):

′ = М Н

= Mr

sinγ. (3.5)

Экран 4 перемещают по направляющим 6 на расстояние H

′ от оси ІІ

−

ІІ.

Для этого выдерживают с помощью штангенрейсмуса расстояние от плиты до

нижней плоскости экрана ІІІ

−

ІІІ равное (F + H

′). Экран при этом должен рас-

полагаться горизонтально.

Далее для каждой выбранной точки профиля рассчитывают угол

1х

(см.

табл. 3.1). В выбранную точку профиля детали на плите 1 устанавливают сле-

дящий элемент, а экран 4 устанавливают относительно плиты 1 под соответст-

вующим данной точке углом

1х

путем поворота относительно оси ІІ

−

ІІ. Затем

отмечают соответствующую точку на кальке, закрепленной на экране. Переме-

щая последовательно по выбранным точкам профиля детали следящий элемент

и устанавливая экран под соответствующим углом

1х

, получают на экране

профиль резца в плоскости его передней поверхности.

На втором этапе профилирование осуществляют также, как в случае КФР

= 0. Только вместо осевого профиля детали на плите 1 располагают полу-

ченный на первом этапе профиль резца в плоскости его передней поверхности ,

обеспечив наладку механического устройства с размерами Н′ и Ε′ (см. рис. 3.1 и

3.2):

Н′ = М Н = М R

sin (α+γ) и Ε′ = Μ R

cos(α+γ).

Для каждой выбранной точки профиля определяют угол равный сумме

углов α

1Χ

и γ

1Χ

и устанавливают плоскость экрана по отношению к плоскости

плиты 1 под этим углом (угол установки экрана получается автоматически при

повороте экрана вокруг оси II–II до касания с иглой (карандашом) 3).Сняв

кальку с экрана, измеряют высотные размеры

и осевые размеры

для каж-

дой точки профиля (в соответствии с рис. 2.3 в лабораторной работе № 2).

3.4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Изучить указания к данной лабораторной работе и форму протокола к

ней (Приложение 3).

2. Получить профиль детали у преподавателя и выполнить его эскиз в

выбранном масштабе М с указанием заданных точек профиля, в которых будут

рассчитаны передние и задние углы. Проставить на эскизе для каждой заданной

точки значения координат ℓ

и r

. Выбрать базовую точку 1 профиля детали на

ее минимальном радиусе r

3. Рассчитать радиальные передний и задний углы для каждой исследуе-

мой точки профиля резца при заданных значениях γ и α и занести их значения в

протокол. Сделать анализ изменения углов в различных точках профиля резца

и выводы занести в протокол.

4. Спрофилировать КФР с γ = 0 (при заданном значении угла α). В ре-

зультате профилирования с помощью механического устройства построить

профиль резца в осевой плоскости и определить высотные размеры t

и осевые

размеры h

для каждой точки профиля. Сделать анализ изменения полученного

профиля по сравнению с профилем детали и выв оды занести в протокол.

5. Спрофилировать КФР с γ > 0 (при заданных значениях углов γ и α). В

результате профилирования с помощью механического устройства построить

профили резца в плоскости его передней поверхности и в осевой плоскости.

Определить высотные размеры t

и осевые размеры h

для каждой точки про-

филя. Сделать анализ изменения полученных профилей по сравнению с профи-

лем детали и выводы занести в протокол.

6. Сделать общие выводы по работе и занести в протокол.

3.5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите основные преимущества фасонных резцов по сравнению с

обычными.

2. Как получают задние углы у круглых фасонных резцов?

3. В какой плоскости задается профиль круглого фасонного резца?

4. В чем заключается задача профилирования круглого фасонного резца?

5. Как изменяются радиальные передний и задний углы при приближе-

нии точек режущей кромки к оси круглого фасонного резца?

6. Чем отличаются между собой осевые профили детали и круглого фа-

сонного резца в случае, если угол наклона режущей кромки равен нулю?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРОТОКОЛ

к лабораторной работе № 1

Студент

____________________

Группа

____________________

Дата

____________________

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПОСОБА МЕХАНИЧЕСКОГО

КРЕПЛЕНИЯ И БАЗИРОВАНИЯ СМЕННЫХ МНОГОГРАННЫХ

ПЛАСТИН НА НАСТРОЕЧНЫЙ РАЗМЕР ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ

Таблица 1. Измеренные и стандартные номинальные значения основных

размеров квадратных СМП

Основные размеры, мм

Номер

пла-

стины

Способ

определения

размера

К dm=(к–d)/2 S

Класс

точности

CМП

измерением1

по табл. 1.1

измерением2

по табл. 1.1

измерением

…

по табл. 1.1

432

Пластина № 3

432

Пластина № 2

432

Показания индикатора при повороте и замене СМП, мм

Пластина № 1

при повороте СМП

при замене СМП

Схема способа закре-

пления СМП (см. рис.

1.1, а, б, г)

Номер

опыта

Поле рас-

сеяния на-

строечного

размера

Таблица 2. Результаты измерения настроечного размера резцов с СМП

Общие выводы по работе: Подпись преподавателя

___________

...