Юликов М.И. и др. Проектирование и производство режущего инструмента

Подождите немного. Документ загружается.

Если Ф

>Фет», где ф

шах определяется из (3.6)

или из (3.9), то ф

= Фотах и далее переходить к (3.14); (3.11)

иначе к (3.12).

Если Фр<Фот1п. принять ф„ = ф

0 т

щ и далее переходить

к (3.14); иначе к (3.13): (3.12)

Фо = Ф

; (3.13)

С учетом (2.34) и (2.28) определяется максимальное значе-

ние Ye- которое можно получить при заданных условиях:

tgVo

max =

tgC^>COSeCф

—

tg^COS^,,.

(3.14)

Если Tomax>Vo. где Yc — из (3.2), идти к (3.16); иначе

к (3.17). (3.15)

Хх, при котором Yo принимает заданное из (3.2) значение:

tg К = (tg е> cosec ф

— tg y

) sec ф

, (3.16)

где Ye — из (3.2); далее — к (3.17).

Выполнение неравенства (3.15) означает, что возможно умень-

шение со или увеличение по сравнению с принятыми в (3.3);

угол Ye получится требуемой величины. В данном алгоритме для

этого случая предусмотрено увеличение Я.-., поскольку его мини-

мальное значение принято несколько меньше рекомендуемого.

Увеличенное "к

рассчитывается из (3.16).

tgYn

= tgcoctg

-tgX

. (3.17)

Выводить на печать:

; y

; ««>; К\ Yn

; (3.18)

Рассчитать Yo ИЗ (3.19) и Упрод из (3.17), приняв в обоих слу-

чаях фо = ф

mm:

tgYo

tgcйcosecф

— tg^cc^o. (3.19)

При расчете из (3.19) значение у

получится меньше, чем тре-

буемое, найденное из (3.2); разница в некоторых случаях может

быть весьма большой, но при заданных в (3.1) и (3.2) параметрах

обеспечивается наименьшая ее величина.

Если Yo находится из (3.19), следует печатать: «для

увеличения у

необходимо увеличить Ynpoflmax либо

уменьшить Фотш»; печатать также значения тех же

углов, что и в (3.18).

Для изготовления, контроля, а также в качестве дополнитель-

ных сведений могут быть рассчитаны и другие геометрические

параметры зенкера, показанные на рис. 2.26. Например, для

контроля и заточки удобнее задаваться не углом ф

, а углом ф

160

(3.20)

Рис. 3.4. Схема выбора геометрических параметров зенкера

который может значительно отличаться от ср

. Для заточки и кон-

троля также удобнее задаться на чертеже углом а

нс

вместо а

Значение ф

рассчитывается из (2.30); а„

— из (2.23).

Схема выбора геометрических параметров зенкера представ-

лена на рис. 3.4.

6 Юг; -г*.t М. И. и др.

161

Пример расчета

Исходные данные: обрабатываемый материал — латунь средней твердости

НВ < 140; диаметр отверстия d 25 мм, длина отверстия / 30 мм; зенкер

выполняется из быстрорежущей стали Р6М5 (см рис. 2.26), с левыми канавками;

точность отверстия по квалитету 11, шероховатость после зенкерования Rz =

= 10 мкм. Остальные условия — режимы резания, жесткость СПИД и др. —

средние, нормативные.

Выбор геометрических параметров производится по алгоритму (3.1)—(3.20)

(рис. 3.4). В соответствии с (3.1)—(3.2), учитывая, что материал детали невы-

сокой твердости и отношение lid невелико:

w„..,4 16°; ш

т1п

= -24°;

^i max —~ 20°; %i

=- —36°;

Фс tnax — 65°; <p

ruin — 35°;

Vc = 15°; a

= 8°; у

прод max

= 30°.

Из (3.3): ш = —16°; X

= 36°.

Из (3.4): ctg

?ctnaK1

= [tg (-36°) -fig 30°] ctg (-16°) =

0,520295;

maw

= 62,51°;

Из (3.5): ф

max i = 62,51 ° < ф

г max

= 65°;

Из (3.6): ф

с max

= ф

с max

x = 62,51°;

Из (3 10)" а-

Ч^

°'

08222

0 Q5192

из

p.iuj.

(

)

1,58359

ub192

e = V2,30192 1,51721;

sin

/0,05192 (^3,01721 + ^—0,01721) = 0,4427546;

sin ф

= 0,665398; ф

= 41,7°.

Из (3.11): ф

= 41,7° <ф

тах = 62,5°;

Из (3.12): ф

= 41,7°>ф

с тт

= 35°;

Из (3.13): ф

= фр = 41,7°;

Из (3.14):

tg Yc max = tg (-16°)

cosec

(41,7°)

— tg (-36°) cos 41.7° =-

0,1114175;

Vc max *= 6,36°;

Из (3.15): Ycmax^ 6,36° <y

15°;

Из (3.17): tgynpoH

tg (-16°) ctg 41,7°- tg

(36°)-

0,404706;

упред =

= 22,03°.

В соответствии с (3.18) печатается: ф

- 41,7°; у

— 6,4°; а

8°; Х

= -36°; Упрод- 22°; w 16'.

Отметим для сравнения, что если принять обычно рекомендуемое для зен-

керов значение угла ф

— 60

(ф

= 56,3°), то при X

- —30° и ы — —25° перед-

ний угол ус

" —13,5

, что значительно ухудшит работу и стойкость зенкера.

Даже если принять Х

и ш те же, что рассчитаны выше (—36° и —16°), то передний

угол имел бы значение у с 1.8° при величине у

пр0

д = 29,3°.

3.3.3. Расчет радиальных фасонных резцов

. Изложенный ниже алгоритм предназначен для проектирования

фасонных радиальных резцов для обработки поверхностей тел

вращения, включает блоки 3—5 и 10 СПРИ (см. рис. 1.1) и яв-

ляется общим для дисковых и призматических резцов из быстро-

режущих сталей. Выбор геометрических параметров (блок 4)

162

приведен для наиболее распространенных резцов с обычными

параметрами и установкой при А, = а = р= О = 0, е — 0 (см.

п. 2.4.2.8). Блоки 15 и 16 СПРИ достаточно легко могут быть

формализованы, но требуют существенного увеличения «сходных

данных и здесь не рассматриваются.

Исходные данные (блоки 1 и 2).

Деталь: материал, твердость (прочность) — ОМ (см. прил. 1);

профиль детали: г,, г

, r

.... r

; z

, z^, z

, z

(см. п. 2.4.2.8 и рис. 2.34. рис. 2.35); k — количество узловых

точек профиля; t — глубина профиля; 1

— длина детали (ширина

профиля).

Операция: режимы резания S, v.

Станок и державка для резца: жесткость технологической

системы (в зависимости от длины детали, способа ее крепления,

способа крепления резца) — средняя, пониженная или повы-

шенная.

Инструмент: наружный радиус резца R

; для дисковых рез-

цов /?! Ф 0 (величина R

определяется ниже), для призматических

резцов R

= 0; g и п — номера узловых точек профиля резца,

в которых задаются значения статических задних углов в сече-

ниях, нормальных к проекции кромки на основную плоскость;

tyg> — углы профиля детали (резца) соответственно в точках g

и п; a

и а

сп

— значения задних углов резца в точках g и п

соответственно. Значения углов a

и а

сп

задаются как мини-

мально допустимые. Точки g и п следует выбирать среди тех точек /,

где углы а

имеют наименьшее значение по сравнению с другими

точками кромки резца. При симметричном профиле углы a

и а

сп

могут быть равны.

— метка; при расчете профиля резца в нормальном к его

задней поверхности сечении NN принимается t

= 0; при расчете

по передней поверхности t

= 1.

Другие исходные данные, например условия м

... u

(см.

п. 2.4.2.3), Для выбора марки инструментального материала за-

даются в зависимости от формы соответствующих таблиц (см.

табл. 2.9).

Угловые размеры задаются в градусах, линейные — в мил-

лиметрах; величины ОМ, k, g, п, t

, и

.... u

— безразмерные.

Режимы резания (S и v), жесткость технологической системы

входят в число условий u

и задаются либо как средние

(ц = 1), повышенные (и = 2) или пониженные (и = 3) (см.

п. 2.4.2).

Выбор марки инструментального -материала (ИМ), в данном

случае быстрорежущей стали, осуществляется по таблице соот-

ветствий (см. п. 2.4.2.3, табл. 2.10). При обработке обычных

конструкционных материалов наиболее часто используются марки

Р6М5 (Р6АМ5) и Р6М5К5.

Предварительный (блок 4) и окончательный выбор геометриче-

ских параметров резца (блок 12), в данном случае при заранее

6* 163

Рис. 3.5. Габаритные размеры приз-

матического реаца

заданной форме передней и

задней поверхностей и при

к = о—\i = $ — е~0 (см.

п. 2.4.2.8), целесообразно

осуществлять совместно, по-

сле выбора габаритных раз-

меров.

Определение га-

баритных разме-

ров. Длина L

резца в об-

щем случае определяется

(рис.

2.34,

рис.

2.35,

рис.

3.5)

— /

+ Mi + Kh + fhb,

(3.21)

где l

— 1-т-З мм — на вы-

ходе резца из детали; /

= 2-Г-5 мм — поясок во из-

бежание заострения кромки; Ь — 2н-8 мм — выступ участка

кромки под отрезку; величины k

—k

задаются конструктором

в зависимости от конфигурации профиля детали и количества к

указанных участков: k

= 1 или 2; к

— 0; 1 или 2; k

— 0 или 1.

Для дискового резца (при R

Ф 0) рассчитывается сила ре-

зания Р

Рт = Рт (*д + k

b) к

ом

, (3.22)

где ка и Ъ определяют из (3.21); р

— удельная сила резания —

из табл. 3.11; k

— коэффициент, зависящий от материала де-

тали; £ф — коэффициент, зависящий от формы профиля детали.

Значения коэффициента k

oli

даны ниже.

ОМ ... 1 41; 52 53 2; 6; 7; 12; 3; 8; 45; 13; 47; 125

54; 62 124

йом • • • 0,75 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2

ОМ. . . 48 46 126 14 9 11

йом - • • 1.25 1,3 1,35 1,6 1,8 2,2

Диаметр оправки дискового резца может быть определен из

табл. 3.12 из условия жесткости в зависимости от силы P

при

(D/Lp) <: 3. При 11 000 Н < Р

< 14 600 Н можно принять

d = 40 мм.

Значения коэффициента k$ приведены ниже.

Форма

профиля

детали..

...

0,85

0,90

Г,

1,05

164

8.11. Удельная сила резания р„ Н/мм, при длине 1

= 1 мм

Радиальная

Код обрабатываемого материала ОМ (см. прил.

подача

. мм/об

41; Б1—Б4

46—48;

65—63

1-3 6—14

124—126

0,015

0,020

0,025

0,030

0,040

0,05

0,06

0,075

0,095

0,12

0,16

0,20

70,6

84,3

101

115

146

174

196

245

294

343

441

85,3

101

123

139

177

211

235

294

353

412

530

78,5

113

135

171

221

112

132

170

112

126

157

188

220

282

3.12. Диаметры й, мм, оправок дисковых резцов

(при двустороннем креплении)

Длина

Сила резания Р

, И, не более

резца

Lp, мм Lp, мм

1000 1270 1670

2200 2900 3700 4900

6400 8300

II 000

«3

10 10 10

10 13

16 16 16

>з

10 13

16 16

22 22 22

«3

10 10

13 13 13 16

16 22 22

>з

13 13

16 16

16 22

22 27 27

«3

10 13

13 16

>з

13 16

22 27

34 <3

13 13

16 16

16 22 22 22 22

>з

13 16

16 22

22 22 27 27 27

«3

16 16

16 22 22 22

60 <3

16 16

22 22 22

27 27

==;3

16 16

22 22 27

22 27 32 32

Наружный диаметр дискового резца

D = 2R

= 2 (t + l

+ 0,75d), (3.23)

где Z

— размер для выхода стружки (от 3 до 10 мм; большее

значение — для бблыних t и /

). Значение D округляется до

ближайшего большего из стандартного ряда: 32; 40; 50; 63; 70;

80; 90; 100; 112; 120.

Если после расчета D отношение (D/Z~) > 3, следует снова

повторить выбор d из табл. 3.12 и расчет D по (3.23). На прак-

тике размеры d и D должны выбираться с учетом имеющегося

набора оправок, допускаемых державкой резца, что может быть

учтено путем соответствующих изменений в табл. 3.12 и в стан-

дартном ряду D.

165

Л1 а

"г

18,58

20 6 10

34,46

25 6 15

6 75

45,77

30 10 20

55,77

40 10 25

83,66

15 15

40 15 100

3.13. Основные размеры Для

призматических резцов

призматических резцов, мм

(в

исходных

данных

= 0)

размер М (см. рис. 3.5) выби-

рается при L

^ 18,6 мм как

ближайшее меньшее к L

из

табл. 3.13 при L

18,6; М =

= 18,58.

Ширина резца

-.=

t 4 с + Ь, где с

(0,25

0.5)/.

, Ъ (из табл. 3.16).

(3.24)

Данные табл. 3.13 должны быть скорректированы с учетом

имеющихся державок для резцов.

Выбор геометрических параметров. Для

рассматриваемых резцов выбор параметров сводится к назначе-

нию переднего и заднего углов при вершине резца в точке / кромки

(Vi и a

; см. рис. 2.34 и рис, 2.35). При этом необходимо обеспе-

чить минимально допустимые статические задние углы в точках g

и п (см. исходные данные, с. 163), которые зависят от угла а,.

В свою очередь, a,, Vi

угол заострения В лезвия связаны извест-

ной зависимостью a, f Vi + Р ~- 90". Таким образом, углы а,,

Vi. P.

vg>

сп должны выбираться с учетом взаимного влияния.

В соответствии с общей методикой выбора геометрических пара-

метров (см. п. 2.4.2.4; рис. 2.27) углы a,, yi назначаются в сле-

дующей последовательности.

Из табл. 3.14 выбираются в зависимости от ОМ (см. исходные

данные, с. 163) величины углов (табличные значения)

а.

а,

Р = Р, • Ti '

TIT-

Минимально допустимое значение угла Р:

Pmln - Рт^ИМ^над^ж&я! Pmin 82 ,

(3.25)

(3.26)

где &

им

выбирают в зависимости от инструментального материала

резца (код ИМ — см. табл. 2.4); значения £

им

приведены ниже.

ИМ ....

. . . . 16

17 18

. . . . 1,0

1,1

1,1 1,1 1,1

1,51

ИМ .... 22

26 27

28 29 30

1,2

1.2

1,15

1.15

1,2

^на

— 1.0 при отсутствии особых требований к надежности

резца или £

над

= 1,2 при повышенных требованиях; к

= 1,0

при средней жесткости или &

= 1,1 при пониженной жесткости

(консольное крепление резца и др.); k

~ 1,0 при средней (или

пониженной) подаче S или k

=«--1,1 при повышенной подаче.

0&1 шах — 90 Pmin! &i max < 25 . (3.27)

166

3.14. Табличные значения р\ Yi>

i. °

ом

Рт

TIT

«1Т

ом

Рт

VlT

1Х

40 30

.20

48 65

45 25 16

20 15

50 20 15 53 50

12 12

45 20 20

8 10

93 60

1.0

25 20

103

50 20

15 108

60 12

111

40 30

117

15 10

30 20 118

28 40

30 20 119 70

45 15 15

124

10 10

55 10 12 126 70

0 8

10 128 60

55 8 10 129

Если а,! ma.v

;

£ сс

1Х

, переходят к (3.29); в противном случае —

к (3.30). (3.28)

«i

max

; Yi - 0°: далее — к (3.57); (3.29)

= а

1т

: yi

шах

= 90° В

тш

. (3.30)

Если Утих < YIT. переходят к (3.32); иначе к (3.33). (3.31)

Yl Yl max, (3.32)

Yi = YiT- (3.33)

Если У^ФО или $

ф0, переходят к (3.35); иначе — к (3.57).

(3.34)

Принять / —- п. (3.35)

Если $,-ф0> переходят к (3.37); иначе - к (3.43); (3.36)

tj - г, - г

; (3.37)

"y-^tgVi: (3.38)

tg <Xj =-= tg a

cosec \|з

. (3.39)

Если /?j ф 0, идти к (3.41); иначе — к (3.42); (3.40)

-in а! -

Л('/О-0.98/^)1 • /

34П

а'ц ~ а,- (ыу/г,-). (3.42)

В (3.41) и (3.42) a.j определено в радианах.

Принять в (3.35) /'--= g и повторить расчет (3.36)—(3.42); (3.43)

далее идти к (3.44). Примечание: при невыполнении условия

167

(3.36) в (3.43) при J = g, следует идти к (3.44) (см. схему на

рис. 3.6): g обозначено как i).

Если (р

фО н У/фО, перейти к (3.45); иначе —к (3.48).

(3.44)

Если а\„ >а\

, переходить к (3.46), иначе — к (3.47); (3.45)

а\ — а\

\ далее к (3.51); (3.46)

«i — Щ

\ далее к (3.51); (3.47)

Если Ф„^0, идти к (3.49); иначе к (3.50); (3.48)

«i = сс[„; далее к (3.51); (3.49)

aj = a[g. (3.50)

Если а[>а

, идти к (3.52); иначе к (3.57) (3.51)

Yi = 90° - В„,,„ - ai; Д

= YI - yl (3.52)

Определить AYOUK из ряда значений, приведенного ниже.

(3.53)

7ь ° До 6 До 10 До 15 До 20 До 25 >25

AYmax." 5 6 8 10 12 15

Если Д-р <: Дупих, перейти к (3.55); иначе — к (3.56); (3.54)

Yi ~ Y«5 «i = aj; а, <: 25°; у^О"; (3.55)

Yi округляются до ближайшего целого;

=а

+ AYmexI Yi = Yi — Дут.»; (3.56)

углы a, Y, необходимые для расчета профиля резца в данном

случае (при е—0, д=а=ц = Х = 0), совпадают соответ-

ственно со, и Yi-

Принять / = л. (3.57)

Если #1=^0, идти к (3.59); иначе — к (3.60); (3.58)

°/=

sta

«»(

+^)+»/(i-^-)' <

а, = а, - (u,/r,); (3.60)

с/

= arctg (tg a, sin ty). (3.61)

Принять /= g и повторить расчет (3.58)—(3.61), определив

ов

. (3.62)

Печатать: а„ j

се

, а

сп

. (3.63)

Как видно из приведенного алгоритма, его основной особен-

ностью является выбор такого заднего угла o

который обеспе-

чил бы заданные задние углы a

и а

„ в двух заранее выбранных

точках g и я. Если это не удается при табличных значениях а,

168

Рис. 3.6. Схема выбора геометрических параметров фасонных резцов

169