Общая последовательность проектирования фасонных резцов
Проектирование фасонного резца любого типа состоит из ряда процедур, часть из которых является общей для всех типов резцов. Так, назначение материала инструмента, выбор передних и задних углов, назначение ряда конструктивных параметров осуществляется абсолютно одинаково для круглых и призматических резцов, резцов с точкой и базовой линией по центру изделия. Некоторые из проектных процедур (в частности, процедура разбиения профиля детали на участки и выделения узловых точек) незначительно различаются при проектировании резцов с точкой и базовой линией по центру детали.
Вследствие такой специфики процесса проектирования фасонных резцов, в настоящем пособии в качестве базовой методики используется методика проектирования круглых и призматических фасонных резцов с точкой по центру изделия. При изложении методики проектирования фасонных резцов с базовой линией по центру изделия, (разделы 5.3, 5.4) используются ссылки на материалы, приведенные в данном разделе. Фрагменты проектного расчета и справочные данные, которые являются общими для всех видов резцов (рекомендации по выбору материала инструмента, назначению переднего и заднего углов и т.д.) приводятся в разделе 6.
Методики, изложенные в разделах 3-6 охватывают случаи проектирования радиальных фасонных резцов, имеющих ось или базу крепления, параллельную оси детали. При этом рассматриваются случаи проектирования резцов с точкой по центру изделия - круглых (разделы 5.1) и призматических (разделы 5.2), а также резцов с базовой линией по центру изделия круглых (раздел 5.3) и призматических (раздел 5.4). Для круглых фасонных резцов рассматривается случай их крепления на оправке как наиболее распространенный. В разделах 3-5 излагаются как аналитический, так и графический метод проектирования.
Общая укрупненная схема алгоритма проектирования фасонного резца представлена на рис.3.1. Исходными данными для проектирования фасонного резца являются данные об обрабатываемой детали (чертеж детали, сведения о механических свойствах обрабатываемого материала) и данные о типе проектируемого инструмента (цельный, составной или сборный; круглый или призматический; с точкой или базовой линией по центру изделия).
Кроме того, в комплект исходных данных могут быть включены требования к используемому инструментальному материалу и сведения о технологических режимах обработки (в частности, величина подачи).
Алгоритм проектирования может быть представлен в виде следующей последовательности шагов:
1. Подготовка исходных данных. Подготовка исходных данных заключается в выполнении следующих действий:
1.1. Выделение узловых точек профиля детали.
1.2. Определение координат узловых точек профиля.
1.3. Если проектируется фасонный резец с базовой линией по центру детали - производится назначение базовой линии, выделение участков профиля и определение координат вспомогательных узловых точек.
Общие процедуры выделения узловых точек и определения их координат подробно изложены в разделах 4.1 и 4.3. (см. C.29, 35). Особенности назначения базовой линии и выбора узловых точек при проектировании фасонного резца с базовой линией по центру изложены в разделе 4.2 (см. С.32).
2. Производится выбор или назначение марки инструментального материала (если инструментальный материал не задан). Рекомендации по выбору материала приведены в разделе 6.1 (см. С.68).
3. Производится назначение величины переднего угла g1 в точке резца, обрабатывающей участок детали (или точку конического участка) наименьшего радиуса (точке T1, см. рис. 2.1, С.10; рис. 2.2, С.11) и анализ величин передних углов для всех узловых точек режущих кромок. Процедура назначения величины переднего угла подробно изложена в разделе 6.2 (см. С.68).
Рис. 3.1. Алгоритм проектирования круглых и призматических фасонных резцов с точкой или базовой линией по центру изделия
4. Производится назначение величины заднего угла a1 в точке резца, обрабатывающей участок детали (или точку конического участка) наименьшего радиуса (точке T1) и анализ величин задних углов для всех узловых точек режущих кромок. Процедура назначения величины заднего угла подробно изложена в разделе 6.2 (см. С.68).
5. В случае, если проектируется призматический фасонный резец, осуществляется переход к шагу 6. В случае, если проектируется круглый фасонный резец, производится расчет или назначение диаметра оправки резца d и его наружного радиуса (размера R1, см. рис. 2.1, С.10). Назначается число зубьев рифления и определяется угол установки шпинделя делительной головки, назначаются дополнительные режущих кромок. Процедура определения величины R1 и назначения конструктивных параметров подробно изложена в разделе 6.3 (см. С.70). Осуществляется переход к шагу 7.
6. В случае, если проектируется призматический фасонный резец, производится назначение дополнительных режущих кромок и основных конструктивных параметров резца в зависимости от ширины и глубины профиля обрабатываемой детали. Процедура назначения этих параметров подробно изложена в разделе 6.4 (см. С.76).
7. Вычерчивается расчетная схема для коррекционного расчета профиля фасонного резца. В случае, если применяется графический метод профилирования резца, схема вычерчивается в масштабе, который определяется по методике, изложенной в разделе 2.3. Расчетная схема при аналитическом методе определения профиля резца имеет вспомогательный характер, поэтому при ее построении не обязательно придерживаться стандартного масштаба изображения. Необходимо лишь соблюдать относительные соотношения между размерами детали. Последовательность построения расчетной схемы изложена в следующих разделах: при проектировании круглого фасонного резца с точкой по центру - в разделе 5.1 (см. С.44); при проектировании призматического фасонного резца с точкой по центру - в разделе 5.2 (см. С.47); при проектировании круглого фасонного резца с базовой линией по центру - в разделе 5.3 (см. С.50); при проектировании призматического фасонного резца с базовой линией по центру - в разделе 5.4, см. С.60.
8. Определяются размеры элементов профиля фасонного резца. При использовании графического метода профилирования размеры определяются путем выполнения измерений на расчетной схеме.
Для круглых фасонных резцов измеряются размеры Bi (см. рис. 5.1, C. 45), для призматических фасонных резцов - размеры Pi (см. рис. 5.2 48). После измерения размеров инструмента производится их пересчет с учетом масштаба построения расчетной схемы.
При использовании аналитического метода профилирования размеры определяются путем вычислений (то есть производится коррекционный расчет профиля резца). Процедуры коррекционного расчета детально изложены в следующих разделах: для круглого фасонного резца с точкой по центру - в разделе 5.1 (см. С.44); для призматического фасонного резца с точкой по центру - в разделе 5.2 (см. С.47); для круглого фасонного резца с базовой линией по центру - в разделе 5.3 (см. С.50); для призматического фасонного резца с базовой линией по центру - в разделе 5.3 (см. С.50).
9. Предпринимаются меры по улучшению условий резания на участках профиля, перпендикулярных оси детали (см. С.14).
10. Производится подготовка данных и выполнение чертежа фасонного резца. При этом выполняются следующие действия:
10.1. Пересчет координат граничных точек профиля на участках режущей кромки инструмента, обрабатывающих конические участки изделия, в значения соответствующих углов (в тех случаях, когда такие участки на профиле имеются и когда исполнение и контроль углового размера технологически обоснован). Процедура определения угловых параметров профиля инструмента изложена в разделе 4.4 (см. С.39).
10.2. Пересчет координат граничных и средней точки профиля на участках радиусных участках режущей кромки инструмента, в значения координат центров и радиусов заменяющей окружности (в тех случаях, когда радиусные участки на профиле имеются).
10.3. Преобразование координат точек профиля инструмента, полученных расчетом, к размерной цепи. При назначении системы размеров необходимо учитывать технологическую возможность обеспечения точности размеров, удобство изготовления и контроля инструмента.
10.4. Назначение технических требований на инструмент.
Последовательность действий, определенная шагами 1?10 изложенного выше алгоритма полностью определяет процесс проектирования круглых и призматических фасонных резцов с осью или базой крепления, параллельной оси детали. Последовательность выполнения отдельных шаги приведенного алгоритма раскрывается в следующих разделах учебного пособия.
