Проектирование фасонного резца и державки

ПЗ.docx

Калининградский государственный технический университет
Кафедра технологии автоматизированного машиностроения
Курсовая работа Курсовая работа
допущена к защите защищена с оценкой
Расчет и проектирование фасонного резца и державки
по дисциплине «Формообразование и инструмент»
Пояснительная записка
Нормоконтролер: Курсовую работу
Доцент к.т.н. Борисов Б.П. выполнил
Задание на курсовую работу по дисциплине «Процессы формообразования и инструмент»
Тема курсовой работы: рассчитать и спроектировать с оформлением конструкторской документации резец фасонный дисковый и державку к нему.
Вариант задания №11.
Содержание пояснительной записки
Анализ чертежа детали;
Определение углов режущей части резца;
Определение габаритных и присоединительных размеров;
Коррекционный расчет;
Конструкция круглого фасонного резца;
Шаблон и контршаблон;
Конструкция державки;
Расчет конструктивных размеров резца и державки.
Перечень выполняемых чертежей
Резец фасонный круглый;
Срок сдачи студентом законченной курсовой работы 21.11.17 - 27.11.17
Руководитель: Борисов Б.П.
Фасонный резец - это специальный инструмент форма режущих кромок которого определяется формой профиля изделия.
Применяются фасонные резцы для обработки деталей типа тел вращения (на токарных станках) и типа плоских прямоугольных и тому подобных тел (на строгальных и долбежных станках).
Достоинства фасонных резцов:
однородность профиля и точность размеров обрабатываемой детали;
высокая производительность обработки;
длительность эксплуатации (большое число переточек);
не требуют высокой квалификации рабочего для обработки
Недостатки фасонных резцов:
Сложное изготовление и высокая стоимость резцов.
Резцы только пригодны для изготовления деталей заданного профиля.
Кинематические передние и задние углы фасонных резцов в процессе резания меняются по длине режущих кромок в большом диапазоне существенно отличаясь от оптимальных значений.
Фасонные резцы при обработке срезают тонкие слои материала (004 - 008 мм) при средних подачах 0.02-0.03 ммоб. Достижимая точность размеров деталей соответствует 7-8-му квалитету при высокой производительности.
Фасонные резцы широко используются в крупносерийном и массовом производстве несмотря на сложность в изготовлении и высокую стоимость.
Фасонные резцы классифицируют по следующим признакам:
По форме- стержневые (рис. 1.1 а) призматические (рис. 1.1 б) и круглые (рис. 1.1 в).
Стержневые резцыприменяют для обработки коротких фасонных поверхностей. Их недостатком является малое число переточек - из-за малой высоты рабочей части.
Призматические фасонные резцыимеют большее число переточек и могут обрабатывать более длинные фасонные поверхности. Крепление и базирование резца в специальном резцедержателе осуществляется с помощью крепления типа “ласточкин хвост”. Недостаток призматических резцов - невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей.
Круглые фасонные резцыприменяют для обработки как наружных так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны чем призматические и допускают большее число переточек. Устанавливают резцы в специальном резцедержателе и базируют по отверстию и торцу.
По направлению подачи:радиальные (рис. 1. 2а) и тангенциальные (Рис. 1.2 б).
Рис. 1.2 Радиальный и тангенциальный фасонные резцы. Sr— радиальная подача резца St— тангенциальная подача.
По расположению оси отверстия или установочной базы резца по отношению к оси вращения заготовки:с параллельным или наклонным расположением.
По конструкции:цельные и составные например с припаянными пластинами из твёрдого сплава.
В курсовом проектировании необходимо спроектировать круглый фасонный резец с заданными параметрами точностью а также шаблон контршаблон державку для него.
Чертеж детали и его анализ
1 Назначение допусков на размеры детали
Таблица 2.1 Данные по варианту
Рисунок 2.1 Деталь по варианту
Допуски назначаются в соответствии с ГОСТ 25346-89
Таблица 2.2 Допуски на размеры
На чертеже детали отсутствуют размеры диаметров левого торца и меньшего в средней части.
Если рассмотреть треугольник ABC то угол в точке A AC=5 мм отсюда BC=ACtg=5tg0.703 мм.
Рисунок 2.2 Треугольник ABC
Рисунок 2.3 Треугольник DEF
Допуски на и будут равны -0084 и -0084.
По окончанию расчетов можно построить чертеж детали с допусками (см. рис. 2.4).
Рисунок 2.4 Чертеж детали согласно индивидуальному заданию с простановкой допусков
2 Определение узловых точек профиля детали и их геометрических параметров
Для проектирования фасонного резца необходимо выделить на профиле детали характерные узловые точки 1; 2; 3 9. Точка 1 должна лежать на минимальном радиусе детали.
Часть узловых точек представляет собой точки пересечения линий ограничивающих профиль детали на ее отдельных участках (т.1; 2; 3; 7; 8). Их положение на профиле детали характеризуется координатами по оси ОХ (расстояние точек от левого торца детали) и координатами по оси OY (радиуса соответствующих диаметральных размеров).
Часть точек располагается на дуговом участке профиля детали; они называются дополнительными: т.4; 5; 6. Их назначают исходя из требования равного расстояния между ними :
где: – длина дугового участка вдоль оси ОХ (параллельно оси детали); – количество промежуточных точек.
Так как количество промежуточных точек равно 3 а длина дугового участка по оси Ox равна 12 то:
Необходимость назначения промежуточных точек на дуговых или в общем случае на любых криволинейных участках профиля детали диктуется там фактом что разница между радиусами на которых лежат эти промежуточные точки на профиле резца (т.н. высотные параметры) искажается и не совпадает с высотными параметрами на детали.
где: d2 – минимальный диаметр детали.
Радиус R2 равен радиусу R1:
Координата К1 равна длине детали L:
По рис. 2.4 видно что координата К2 равна координате К3: К2 = К3 = 17 мм;
Значения радиусов на которых лежат промежуточные точки определяют из элементарных геометрических построений (см. рис. 2.4)
Из треугольника ZJ4:
По расчетным формулам получаем:
Результаты записаны в таблицу 2.3
Рисунок 2.4 Узловые точки детали
Таблица 2.3 Узловые точки детали
Назначение углов резания
Назначение углов резания для фасонных резцов преследует те же цели что и для резцов обычных. Задний угол α служит для уменьшения трения задней поверхности лезвия по поверхности резания на заготовке. Передний угол γ влияет на условия стружкообразования соотношение составляющих сил резания и на прочность лезвия (через угол заострения ).
Особенностью круглого фасонного резца является то что задний угол лезвия α получают смещением центра резца (центр посадочного базового отверстия) выше центра обрабатываемой детали на величину .
В точке лезвия 1 задний угол α равен углу между касательными проведенными к окружности резца и к окружности детали в точке 1. Угол между следом основной плоскости и радиусом – вектором резца так же равен (как углы со взаимно-перпендикулярными сторонами).
Угол – это угол между основной плоскостью и передней поверхностью лезвия. По схеме видно что где - угол искажения профиля. Он будет необходим при коррекционных расчетах (все построения выполнены в инструментальной системе координат).
Рис. 3.1 Углы α и γ в торцовой и нормальной плоскостях
Из таблицы рекомендуемых значений заднего и переднего углов фасонных резцов выбираются значения и :
Необходимо так же сделать проверку величины угла заострения так как от его величины зависит усталостная изгибная прочность лезвия и его способность отводить возникающее при резании тепло.
Согласно инструментальной системе координат угол заострения (рис. 3.1) для какой-либо точки лезвия определяется как:
На основе исследований и практики резания фасонными резцами минимально допустимыми значениями углов у круглых резцов при обработке конструктивной стали является 50°.
Поскольку то лезвие способно отводить тепло и усталостная изгибная прочность не является критической.
Определение габаритных и присоединительных размеров резца
К габаритным размерам резца относится:
максимальный диаметр для наиболее выступающей точки лезвия 1– (см. рис.4.1)
Рис. 4.1 Схема к определению габаритных и присоединительных размеров фасонного резца
где: – максимальная глубина профиля на детали; е – глубина заточки по передней поверхности лезвия необходимая для размещения стружки; K – толщина тела резца необходимая для обеспечения его прочности; – диаметр посадочного отверстия.
Значения принимается по рекомендациям в таблице 4.1
длина резца вдоль его оси – рис. 4.1
высота оси резца (т.) над осевой плоскостью проходящей через ось детали (т. ) параллельно оси резца которая определяется по формуле:
Габаритные и присоединительные размеры для фасонных резцов зависят от максимальной глубины профиля детали :
где: и – соответственно максимальные и минимальные радиуса и диаметры узловых точек профиля детали.
Произведение расчетов:
Максимальный диаметр резца
H - расстояние между передней поверхностью резца и плоскостью параллельной этой поверхности проходящей через центр резца определяется из геометрических параметров:
Диаметр заготовки для резца больше на величину припуска.
Так как сортамент предусматривает ближайший диаметр круглого проката 58мм (ГОСТ 2590-88) и учитывая что круглый прокат металлов особенно для относительно небольших размеров относительно точен по диаметру т.е. припуск =1 мм на сторону вполне достаточен то принимаем окончательно: Dmax = 56 мм.
По максимальному диаметру резца определяются следующие параметры таблица 4.2 (см. приложение):
диаметр посадочного отверстия do =16 мм ;
высота буртика с рифлениями b2 = 3 мм;
где - длина резца определяется по формуле:
где: – длина дополнительных режущих кромок – длина профиля на детали определяется по фрмуле:
где: – длина профиля детали; – длина участков профиля на детали принимаются по чертежу детали.
Кромка длиной формирует на заготовке канавку для последующей отрезки готовой детали. Наличие предварительно сформированной канавки и соответственно контурной точки облегчает и ускоряет установку отрезного резца и в конечном счете способствует повышению точности длины профиля детали.
Рисунок 4.3 Оформление дополнительных режущих кромок под обработку фаски и канавки под отрезной резец.
рассчитывается при помощи тангенсов углов a и b в треугольниках A`B`C` D`E`F` соответственно (рис. 4.4):
По рисунку видно что Округляется до 8 мм. Тогда равно 433 мм.
Рисунок 4.4 Углы a и b
2 Проверка задних углов
Далее необходимо расчитать задний угол в нормальном сечении для наклонного и дугового участков. Это нужно потому что в результате рачетов задний угол может получиться меньше допускаемого [. В этом случае будет возникать трение в процессе обработки детали которое скажется на ее качестве.
Проверка минимального заднего угла проводится по формуле:
где: – задний угол в нормальной плоскости для данной точки лезвия; и соответственно – наибольший диаметр и диаметр резца в этой точке; – задний угол для наиболее выступающей части резца т.е. ==; φ – главный угол в плане для рассматриваемой точки.
Известно что угол α задается в торцовом сечении для самой выступающей точки профиля резца. Таковой является т.9. Следовательно угол 8°
Согласно формулам (33-34):
Для наклонного участка
Следовательно где =3°.
Для дугового участка можно заметить что угол будет наименьший в точке 3 (из формулы 33 видно что чем меньше угол тем меньше задний угол в нормальном сечении). Будет достаточно определить угол только для точки 3.
Таким образом принятое значение углов вполне обеспечит работоспособность лезвия на его наклонном и дуговом участках.
Коррекционный расчет профиля резца
1 Коррекционный расчет
У каждой точки на профиле резца свой угол искажения . Геометрические параметры профиля резца не совпадают с геометрическими параметрами профиля на детали в тех же узловых точках что и вызывает необходимость коррекционного расчета .
Глубина профиля детали на участке 1д - 2д определяется по формуле:
Глубина профиля режущей кромки резца на этом же участке равна:
Точки 2р и 2д не совпадают. это можно увидеть на фронтальной проекции на рис 5.1.
Рис.5.1 Схема к коррекционному расчету круглого фасонного резца
Из-за несовпадения глубин профиля нельзя по значениям радиусов ri на детали непосредственно определить значении Ri на резце так как получится брак. Необходимо сделать коррекционные расчеты по определению глубин профиля на резце для каждой его узловой точки т.е. определить радиусы резца Ri на которых лежат узловые точки профиля режущей кромки резца.
Расчетные величины для профиля состоящего из нескольких участков определяют следующим порядке:
Подставляя в () значения r2 r3 r4 ri получается 2 3 4 i.
Так как ri дано а i определено по () то рассчитывается А1 А2 Аi.
Расчет по формулам (17-27):
Результаты коррекционного расчета представлены в табл.3
Таблица 3 Числовые данные коррекционного расчета профиля резца
2 Коррекция углов профиля
Глубины профиля на резце не совпадают с соответствующими углами профиля на детали. Необходимо на коническом участке назначить угловые параметры.
Глубина профиля на резце:
Длинна участка на детали равна длинне участка на резце:
Угол профиля на резце определяется по формуле:
Конструкция круглого фасонного резца
1. Инструментальные материалы. Конструктивные особенности
Режущая часть резца должна обладать высокой твердостью прочностью дешевизной отводить тепло и др. Поэтому как правило фасонные резцы изготавливаются из:
быстрорежущих сталей например Р6М5 Р6М5К5 с термообработкой до 60 65 HRC
твёрдосплавов: ВК10М Т15К6.
Твердосплавные фасонные резцы могут быть изготовлены целиком из твердого сплава или корпуса (например сталь 45) с напаянными пластинами из режущего металла.
В курсовой работе резец будет из быстрорежущей стали.
Таблица 6.1 Химсостав стали Р6М5
Класс:Сталь инструментальная быстрорежущая
Использование в промышленности:для всех видов режущего
инструмента при обработке углеродистых легированных конструкционных сталей; предпочтительно для изготовления резьбонарезного инструмента
а также инструмента работающего с ударными нагрузками
Термическая обработка стали Р6М5
Закалка инструментов из стали Р6М5. Температура закалки 1210° 1230°С.Цель закалки– получение пересыщенного углеродом и легирующими компонентами мартенсита для того чтобы в процессе отпуска обеспечить выделение из него наибольшего количества дисперсных карбидов этих компонентов и упрочнить инструмент.
Температуры закалки инструментов из быстрорежущих сталей особенно высоки (у сталей некоторых марок до 1280° 1300°С).
C повышением температуры закалки:
)увеличиваются твёрдость и теплостойкостьстали после отпуска инструментов благодаря тому что в процессе отпуска возрастает количество дисперсных карбидных частиц легирующих компонентов выделяющихся из мартенсита (см. рис.9.1);
)растут зёрна аустенита. Это приводит к уменьшению предела прочности (sизг.) и ударной вязкости (КС) стали;
Сталь инструментальная быстрорежущая. Для обработки высокопрочных нержавеющих и жаропрочных сталей и сплавов в условиях повышенного разогрева режущей кромки.
Таблица 6.2 Химический состав в % стали Р6М5К5
Закалка 1230 °С масло. Отпуск (2-х или 3-х кратный) 550 °С 1 ч
Твердость материала доHB = 269 МПаъ
2 Расточка посадочного отверстия
Характерным элементом конструкции насадного круглого фасонного резца является расточка его посадочного отверстия диаметром в его средней части до диаметра . Это делается для облегчения высокоточного изготовления базового (посадочного) отверстия без снижения точности и надежности базирования резца на опорный болт державки.
Базирование детали на валу осуществляются на узкие краевые зоны а средняя часть поверхности базового отверстия не участвует в работе. Поэтому необходимо сделать высокоточными только зоны с краю путем расточки отверстия в его средней части до диаметра и длиной . Расчет резца с отверстиями представлен на чертеже
Чертеж 6.1 Отверстие для вала
3 Точность размеров и формы. Шероховатость поверхностей.
Фасонные резцы в т.ч. круглые являются изделиями высокоточными. Необходимо задать точность к профилю резца.
Для изготовления детали 10 квалитета точности на диаметральные размеры ±(002 004); на продольные размеры параллельные оси базового отверстия резца ±(0025 0030)мм; на углы – ±10' – см. так же.
Допуск на диаметр базового отверстия необходимо назначить по 8-му квалитету что обеспечит высокоточное базирование резца на шейке опорного болта по посадке H8h8. Поскольку высотные размеры рабочего профиля резца выполняются с высокой точностью то радиальное биение элементарных участков профиля не должно превышать 003 004мм.
Допуски на размеры дополнительных режущих кромок назначаються по 10 11-му квалитету. Все остальные размеры резца выполняются по 12 квалитету точности.
Высота зубчиков должна быть выполнена по 8 9 квалитету
1 Шаблон и контршаблон
Для контроля протачиваемой профильной поверхности на чистовом технологическом переходе используют шаблон с точностью в 1.5 2 раза жестче. В процессе чистовой окончательной проточки необходимо периодически прикладывать шаблон к профилируемой поверхности. Со временем шаблон изнашивается и для его проверки используется контршаблон с точностью выше чем у шаблона.
Шаблон (Ш) и контршаблон (КШ) изготавливаются из листового проката толщиной 2 3мм. Материал шаблона и контршаблона берется ХГ- легированная инструментальная с закалкой до твердости 60 65 HRC.
На чертеже детали выбирается базовый участок 1-2 диаметр которого легко измерить. Припуск на базовый диаметр принимается 004 0.5 мм.
При проектировании фасонного резца для обработки 10 квалитета точности допуск на все линейные размеры рабочего профиля шаблона и контршаблона принимать ±001мм.
На профиле шаблона указывают корригированные углы допуски на которые принимают ±5.
Углы на дополнительных режущих кромках краевыми участками профиля (15º 45º) проставляют на чертеже шаблона по их номинальным значениям принимается с допуском ±7 чтобы шаблон и контршаблон точно сопрягались.
Расчет и проектирование державки
Державки фасонных резцов различают:
по типу станка на котором они применяются;
по способу их крепления на станке;
по типу фасонных резцов закрепляемых в них;
по способу закрепления резцов в державке;
по способу регулирования резцов относительно детали.
Фасонные резцы устанавливаются на станках различного типа: токарные универсальные токарные автоматы и полуавтоматы строгальные долбежные и др.
В данной курсовой работе используется первый тип державки – державка для круглого резца с зубчиками кулачковой муфты выполненными непосредственно на ступице резца. Регулировка положения резца – наиболее выступающей его точки осуществляется за счет поворота резца на опорном болту – грубая регулировка а так же поворота резца вместе с болтом с помощью регулировочного сектора – тонкая регулировка.
1 Устройство державки первого типа
Конструкция державки представлена на рис.8.1; на рис.8.2 - схема установки резца на державке и державки - на станке.
Круглый фасонный резец устанавливается своим посадочным отверстием d0 на опорный болт 1 на резьбовом конце которого выполнена канавка. На этот же болт монтируется регулировочный сектор 2 таким образом что его зубчики входят во впадины между зубчиками на ступице резца. Болт 1 вместе с резцом и регулировочным сектором устанавливается в посадочное отверстие в корпусе державки 3. При этом в паз на болте должна попасть выступающая часть штифта 4 (рис.7.2 сечение А - А) а опорная площадка регулировочного сектора должна расположиться примерно в горизонтальной плоскости и под торцом регулировочного винта 5. На резьбовой конец болта 1 накручивается гайка 6 без затяга под ключ. Это позволяет раздвинуть на посадочной шейке болта резец и регулировочный сектор вывести зубчики резца из впадин между зубчиками сектора и повернуть резец таким образом чтобы наиболее выступающая точка Е его лезвия устанавливалась в плоскости параллельной основанию державки приблизительно на высоте С.
Размер С является одним из важнейших регулировочных размеров - это расстояние от опорной поверхности паза станочной резцедержки до оси шпинделя станка. Для получения точных размеров обрабатываемой детали и осуществления нормального процесса резания точность выставки размера С должна составлять ±005мм.
Размер С для станков различного типа или типоразмера может быть различен и зависит от геометрических параметров как станка так и его резцедержки.
Рисунок 8.1 – Державка для круглых фасонных резцов I типа: 1 – болт опорный; 2 – сектор регулировочный; 3 – корпус; 4 – штифт; 5 – винт регулировочный; 6 – гайка; 7 - контргайка
Установив предварительно размер С путем поворота резца на опорном болту 1 затягивают гайку 6 (но все равно еще не окончательно) при этом следя чтобы зубчики на ступице резца плотно вошли во впадины между зубчиками регулировочного сектора 2 - все это соответствует предварительной (грубой) регулировке.
Для дальнейшего регулирования (выставления) размера С – точной регулировки собранную державку вместе с фасонным резцом (но слегка отжатой гайкой 6) устанавливают в резцедержке станка и зажимают болтами резцедержки. Далее используя штангенциркуль измеряют истинное положение вершины лезвия относительно опорной поверхности паза резцедержки (точка Е рис.7.1).
Пусть например было выявлено что вершина лезвия находится ниже оси шпинделя станка на величину т.е. имеем фактическое значение . В этом случае вкручивая винт 5 в резьбовом отверстии выступа корпуса 3 оказывают силовое давление на площадку сектора 2 и смещают ее вниз на некоторую величину. В результате сектор со сцепленным с ним через рифли резцом поворачивается по часовой стрелке вокруг оси опорного болта и вершина лезвия точка Е' поднимается на величину обеспечивая необходимое значение установочного параметра С. При этом наиболее выступающая точка резца Е будет находиться строго на уровне станка.
После точной (окончательной) регулировки положение резца на державке гайку 6 затягивают окончательно. При этом опорный болт 1 не проворачивается т.к. его удерживает «носик» стопорного штифта 4 (сам штифт запрессован в неподвижный корпус 3) который входит в паз болта 1.
Рисунок 8.2 - схема установки круглого фасонного резца на державке I типа. Конструктивные параметры корпуса державки; 1 – болт опорный; 2 – сектор регулировочный; 3 – корпус; 4 – штифт; 5 – винт регулировочный; 6 – гайка; 7 - контргайка
2 Методика проектирования
Габаритные размеры державки а так же размеры ее деталей в решающей степени определяются габаритными размерами резца и размерами резцедержки станка.
Так как максимальный диаметр резца то габариты корпуса державки позволяет закрепить её в резцедержке станка 16К20.
Рисунок 7.2 - резцедержка токарного станка
Конструирование державки производится в следующем порядке:
Выписать параметры фасонного резца спроектированного согласно индивидуальному заданию:
Выбрать модель станка на котором будет устанавливаться державка вместе с резцом – токарный станок 16К20.
Выписать параметры станочной резцедержки выбранной модели станка (см. рис. 7.2).
Разместить положение центра резца на фронтальной проекции резцедержки используя известные параметры резца и резцедержки: Вычертить в тонких линиях контур резца. Окружность диаметром должна точно проходить через точку Е отстоящую от базовой опорной плоскости резцедержки на величину С = 28 мм.
Сначала необходимо построить окружность диаметром от центра окружности отложить параметр и провести горизонтальную линию коротая пересекает окружность в точке Е (вершина резца);
От горизонтальной линии отложить вниз параметр С и провести вторую горизонтальную линию которая будет являться нижней (опорной) плоскостью резца и одновременно опорной плоскостью паза резцедержки;
Используя параметр провести вертикальную линию которая и будет являться боковой поверхностью станочной резцедержки;
Используя известные параметры резцедержки вычерчивают в тонких линиях контур станочной резцедержки;
Используя назначенный параметр - зазор между верхней поверхностью паза резцедержки и верхней плоскостью корпуса державки проводят горизонтальную линию которая и определяет размер корпуса державки
Используя параметры lб = 145 мм L6 =635 строят задний торец корпуса державки.
Для вычерчивания фронтальной проекции необходимы размеры: диаметр отверстия сектора равный диаметру отверстия резца наружный диаметр ступицы сектора с зубчиками равен диаметру ступицы резца d2 = 26 мм положение оси регулировочного винта 5 оси крепежного болта резцедержки
Зубчики на ступице сектора строят исходя из их количества (z=34) предварительно рассчитав шаг по окружности диаметром d2 = 26 мм. На чертеже изображено несколько зубчиков.
Наружный контур сектора на фронтальной проекции строится по вышеуказанным рекомендациям и выдерживая примерно пропорциональные отношения.
В результате этих построений вполне «появляется» основа фронтальной проекции и вида в плане державки.
Расчет конструктивных элементов резца и державки
1 Составление расчетной схемы. Определение силы резания и крутящего момента на резце
Расчет лезвия резца на прочность в данной курсовой работе не предполагается поскольку его прочность уже обеспечена правильным назначением угла заострения .
Что касается других нагруженных элементов – болта опорного боковых поверхностей зубчиков муфты штифта который связывает шайбу зубчатую с резцом – то для них необходимо выполнить соответствующий прочностной расчет.
Расчет проводится при помощи расчетной схемы (см. рис. 8.1). Деталь совершает главное движение Dr а резцу сообщается движение радиальной подачи Ds. В процессе стружкообразования возникает суммарная сила резания R которая может быть разложена на две составляющие: окружную силу Pz и радиальную силу Py. Принципиально схема разложения R на Pz и Py в данном случае идентична силовой схеме при обычном точении канавочным или отрезным резцом но естественно с учетом возросшей на порядок длины лезвия ее сложнопрофильного характера.
Рисунок 8.1 - схема к прочностному расчету конструктивных элементов фасонного резца и державки
Окружная сила Pz является главной основной (по численной величине) и направлена по касательной к поверхности резания на обрабатываемой детали.
Радиальная сила Py направлена перпендикулярно оси детали и лежит в ее горизонтальной осевой плоскости.
Для дальнейших расчетов необходимо рассчитать либо назначить по рекомендации численные значения Pz и Py.
Если полностью уподобить обработку фасонным резцом точению обычным канавочным резцом то можно воспользоваться формулами.
где: коэффициент выбирается для случая фасонного точения; глубина резания; радиальная подача ммоб; скорость резания; поправочный коэффициент; x y n – показатели степеней.
Значения x y n принимают для случая фасонного точения конструкционной стали с =750 МПа. При этом показатель степени n=0 и тогда сомножитель =1 т.е. скорость резания можно не назначать.
Выбранные значения коэффициентов:
где: – коэффициент =045 075.
Чем выше значение радиальной подачи S ммоб тем выше значение коэффициента . Для малых значений подачи S=0028 0051 ммоб величину коэффициента можно принимать: =05 06
Принимаем: . Значит:
Каждая из составляющих сил и создает свой крутящий момент и . Моменты направлены в одну сторону и суммируясь стараются повернуть резец вокруг его оси против часовой стрелки (см. рис. 8.1)
– суммарный крутящий момент действующий на резец со стороны составляющих силы резания и ; - крутящий момент от силы ; - крутящий момент оси силы ; – плечо для силы ; – плечо для силы
Величина плеча равна:
Где: – средний диаметр резца.
где: диаметры на которых расположены узловые точки профиля режущей кромки резца; i – количество узловых точек.
Значение известно из предыдущих построений:
2 Расчет зубчиков муфты на смятие
Нагруженным элементом является рифление диаметром который испытывает напряжение смятия под действием силы смятия
Рисунок 8.2 - схема к расчету зубчиков кулачковой муфты на смятие и изгиб: а – схема силового нагружения отдельного зубчика; б – площадь поверхности смятия; в – площадь опасного сечения при расчете зубчика на изгиб.
Условие работоспособности муфты по напряжению на смятие:
где: – сила смятия действующая на боковую поверхность зубчиков; – суммарная площадь смятия всех зубчиков муфты.
где: – наружный диаметр зубчиков (диаметр ступицы на резце); – внутренний диаметр зубчиков; – сила среза для штифта.
Суммарная площадь смятия определяется суммой боковых поверхностей зубьев муфты в предположении что все зубчики равномерно участвуют в передаче нагрузки:
где: – число зубчиков; =34; – площадь проекции боковой поверхности зубчика на осевую плоскость в которой лежит его ось (сечение А – А на рис.8.1).
Для расчета определим геометрические параметры зубчиков муфты.
Наружный диаметр зубчатой шайбы принимаем равный диаметру ступицы для круглых резцов : .
Шаг зубчиков по наружному диаметру шайбы равен:
Высота зубчиков при угле профиля равна:
Расчетная высота зубчиков меньше геометрической высоты за счет фасок .
Для постоянства площадки при вершине зубчиков по длине дно впадины между зубчиками располагают к торцу шайбы под углом :
Длина зубчиков равна:
Площадь смятия отдельного зубчика
Суммарная площадь смятия
Для зубчатой шайбы из стали 45 или 40Х термообработанной до 40 45 HRC можно принимать [] = .
Условие для прочности рифления на смятие выполняется.
Так же необходимо провести проверку стандартного значения высоты ступицы выбранного ранее исходя из максимального диаметра резца .
Из треугольника OKM (см. рис. 17) имеем:
Условие для стандартного значения выполняется.

Общий чертеж форм..cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров:
*-размер для справок;
Координаты узловых точек профиля выдержать
Материал шаблона и контршаблона-сталь ХГ
Термообработать 60 65
Шероховатость профиля шаблона и
Острые кромки притупить.
Схема к расчету (2:1)
Резец фасонный круглый
Шаблон и контршаблон

Spetsifikatsia.cdw