Проектирование канавочного резца

 

http://www.rustan.ru/2-1-1.php 1111111111111111

 

 

http://www.erudition.ru/referat/printref/id.24520_1.html

 

 

 

http://www.bsi-instrument.ru/catalog.html?pr=09200025

http://www.bsi-instrument.ru/catalog.html?p=0920&page=1&sort=name

 

 

http://www.vsegost.com/Catalog/41/41707.shtml!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

Стали для измерительного инструмента

 

Они (12Х1, Х) обладают высокой  твердостью, износостойкостью, сохраняют постоянство размеров и хорошо шлифуются. Их твердость составляет 63-64HRC.

 

Измерительное скобы, шкалы, линейки и другие плоские и  длинные инструменты изготовляют из листовых сталей 15, 15Х.

 

http://www.s-metall.com.ua/instrumentalnie_stali_i_splavi.html

http://turner.narod.ru/dir1/kanava.htm

 

8. Определение припуска на обработку детали

 

Детали машин, обрабатываемые на металлорежущих станках, изготавливаются из отливок, поковок, кусков прокатанного металла и других заготовок. Деталь получает требуемые форму и размеры после того, как с заготовки будут срезаны все излишки материала или, как говорят припуски, получившиеся при ее изготовлении.

 

Любая заготовка, предназначенная  для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали.

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки  в целях достижения заданных свойств  обрабатываемой поверхности детали.

Общий суммарный припуск  слагается из следующих основных величин:

1. толщины дефектного поверхностного слоя, подлежащего снятию за первый черновой проход режущего инструмента;
2. суммы припусков на все промежуточные операции, учитывающие влияние ряда факторов (погрешность формы, пространственные отклонения, погрешность установки, операционные  допуски на размеры, класс шероховатости поверхности и др.);
3. величины отрицательного отклонения от номинального размера заготовки.

При этом в данной работе мы считаем, что данная цилиндрическая поверхность на операции обрабатывается за один проход.

 

Величина припуска при обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск), определяемая расчетом, выражается формулой:

 

 

 

 

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

- глубина дефектного поверхностного  слоя на предшествующем переходе  (обезуглероженный или отбеленный слой);

- суммарное отклонение расположения поверхности;

- погрешность установки заготовки  на выполняемом переходе.

По табл. 5 «Справочника технолога-машиностроителя» (далее - Справочник) т.1 стр. 181 «Точность и качество поверхности заготовок из проката после механической обработки»:

                                                                                                            

                                                                                                             Таблица 2

Способ обработки	Переход	Квалитет	, мкм	, мкм
Обтачивание резцами проката повышенной и обычной точности прокатки	черновое	12	63	60

 

Пространственное отклонение, заданное чертежом: .

По табл. 16 Справочника  т. 1 стр. 44 «Погрешность (мм) установки  заготовок на станках с выверкой по цилиндрической поверхности»:

                                                                                                            Таблица 3

Способ установки	Метод выверки	Погрешность установки заготовок
В 4-х кулачковом патроне и на заднем центре	Со стороны патрона по высоте и на биение	средних: 1 мм

 

Размер заготовки: мм.

 

 

 

 

Геометрия резца

 

18877-73 «Резцы токарные проходные отогнутые с пластинами из твердого сплава». Этот стандарт распространяется на проходные отогнутые резцы общего назначения с углами , с напаянными пластинами из твердого сплава.

Угол врезки пластины в стержень для обработки сталей – 0^о.

Размеры резцов определяются в зависимости от их отличительных признаков. Размеры поперечного сечения державки резца берут в зависимости от высоты центров станка, на котором выполняется работа. Выберем для необходимой нам обработки левый резец с углом врезки пластины в стержень 0⁰, с пластиной из твердого сплава марки Р9: Резец 2102-0056 Р9 ГОСТ 18877-73. В соответствии с ГОСТ размеры резца, мм:

 

Резец	Державка резца	n	R	Тип пластин по ГОСТ 25395-82 для угла врезки
Левый	L			00
2102-0056	140	10	0,8	61

 

                                                                                       

                                                                                           

 

 

В соответствии с ГОСТ 18877-73 размеры, мм:

                                                                                              

Сечение резца						Обозначение пластин по ГОСТ 25395-82
	16	7,2	18,5	22,0	13	61392

 

 

Предельные отклонения высоты, ширины и диаметра токарных отогнутых державочных резцов со всеми обработанными поверхностями  не должны превышать  , мкм.

Для токарных резцов, у которых высота режущей кромки соответствует высоте державки, предельные отклонения вершины режущей кромки не должны превышать допуска .

Предельные отклонения от симметричности вершины резца  относительно ширины режущей пластины не должны превышать половины допуска .

Предельные отклонения резцов длиной более 50 мм не должны превышать  допуска  .

Допуск прямолинейности  боковых сторон державки не должен превышать 1 мм на 100 мм длины.

Предельные отклонения от перпендикулярности боковых поверхностей относительно опорной поверхности резца не должны превышать .

Средний период стойкости резцов должен быть не менее 45 мин, установленный период стойкости – не менее 20 мин.

 

Описание процесса.

В процессе резания в  зависимости от положения резца  относительно обрабатываемой заготовки, а также в зависимости от величины и направления векторов скорости резания и скорости подачи углы резцов изменяются. Правила установки резцов, учитывающие условия их работы, приведены в таблице 1.

Определение действительных углов резания в движении  (кинематических углов резания) в зависимости  от величины углов заточки, величины и направления векторов скорости и подачи и положения резца относительно обрабатываемой  заготовки производится по следующим формулам:

для поперечного точения:

γ_д = γ + arctg ((s/2πR)*sinφ)± arctg ((h/√R² – h²)* sinφ) ;

α_д = α – arctg (s/(2πR)*sinφ)   arctg (h/(√ R² – h2)*sinφ) ,

γ_д  и α_д  - действительные углы резания; s – величина подачи в мм/об; R – радиус рассматриваемой точки режущей кромки в мм; φ – главный угол в плане; h – величина смещения точки режущей кромки в выше или ниже линии центров и мм. Прим. При установке режущей кромки в резца выше линии центров третье слагаемое в этих формулах берется с верхним знаком, а при установке режущей кромки ниже линии центров с нижним знаком.  

     Заточка и доводка резцов. Резцы из быстрорежущей стали. Предварительная заточка целых и направленных резцов, а также резцов с приваренными пластинками производится до их закалки на электрокорундовом шлифовальном круге зернистостью 24-36 и твердостью С1 – СТ1. Все углы резца должны быть получены во время этой заточки.

Окончательная заточка  резцов производится на шлифовальном круге зернистостью 60 и твердостью С1 – С2 или на круге зернистостью 80 и твердостью СМ1 – СМ2.

В процессе заточки резец обильно охлаждается. Скорость круга 20 – 25 м/сек.

Окончательный заточенный резец заправляют абразивными брусками или доводят на вращающемся диске, рабочая поверхность которого покрыта  грубой пастой ГОИ или электрокорундовой пастой.

Материал доводочного  диска – чугун средней твердости; диаметр диска 200 – 250 мм, а скорость 0,8 – 2,0 м/сек, считая по среднему диаметру рабочей поверхности. 

6. Расчет габаритных  размеров резца. Сечение резца  выбирается в зависимости от величины вертикальной составляющей P_z усилия резания и  расстояния l (вылета) точки приложения этой силы до опоры (фиг.5)

 

  

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.
Установка резца	Изменение углов резца	Влияние изменения на процесс резания	Правила
А. Черновое обтачивание
Резец установлен выше центра	γ – увеличивается α – уменьшается δ - уменьшается	Условия резания улучшаются так как при увеличении γ уменьшается степень деформации стружки. Уменьшение α может увеличить до недопустимых пределов трение задней грани резца об обрабатываемую поверхность.	В общем случае резец  устанавливается выше центра. При обдирке длинных и тонких заготовок резец необходимо устанавливать по центру во избежании заедания его вследствие пружинения заготовки. При  обдирке очень твердых материалов (т.е. при больших усилиях резания) резец следует устанавливать ниже центра во избежание заедания резца вследствие прогиба его под действием силы резания.
Резец установлен ниже центра	γ – уменьшается α – увеличивается δ - увеличивается	Условия резания ухудшаются (см. выше). Увеличение α не улучшает процесса отделения стружки.
Б.Чистовое обтачивание
Резец установлен выше центра	Углы γ, α и δ изменяются в зависимости от установки резца так же, как и при изменении положения резца относительно центра при обдирочных работах (см.выше)	Уменьшение силы резания, получающееся при установке резца выше центра, в данном случае несущественно ввиду небольших размеров снимаемой стружки. Явление втягивания резца, установлено выше центра, в обрабатываемую заготовку сопровождается дрожанием резца, вследствие чего обрабатываемая  поверхность получается негладкой.	Резец следует устанавливать  на высоте центра или даже немного  ниже его, но ни в коем случае не выше центра.
Резец установлен на высоте центра		При установке резца  на высоте центра резец отходит от обрабатываемой заготовки и заедания его не происходит.
В. Черновое растачивание
Резец установлен ниже центра	γ – увеличивается α – уменьшается δ - уменьшается	Условия резания улучшаются так как при увеличении γ уменьшается  выгибание стружки. Уменьшение α может увеличить до недопустимых пределов трение задней грани резца об обрабатываемую поверхность.	Резец следует устанавливать  по центру или ниже центра. Чрезмерное понижение резца может вызвать  недопустимое уменьшение α. Увеличение этого угла путем стачивания задней грани вызовет уменьшение угла заострения резца, т.е. понизит его прочность и способность отводить теплоту.
Резец установлен выше центра	γ – уменьшается α – увеличивается δ - увеличивается	Условия резания ухудшаются (см. выше). Увеличение α не улучшает процесса отделения стружки.
Г. Чистовое растачивание
Резец установлен на высоте центра	Углы γ, α и δ изменяются в зависимости от установки резца так же, как и при изменении положения резца относительно центра при обдирочных работах (см.выше)	Уменьшение силы резания, получающееся при установке резца ниже центра, в данном случае несущественно ввиду небольших размеров снимаемой стружки. Но даже при небольшой давлении резец, установленный ниже центра, будет опускаться, вследствие чего диаметр отверстия будет увеличиваться, что в данном случае недопустимо.	Резец следует устанавливать  выше центра или на высоте центра, но ни в коем случае не ниже его.
Резец установлен выше центра		При установке резца  выше центра он также будет опускаться, но диаметр растачиваемого отверстия при этом будет уменьшаться, что может быть исправлено последующей обработкой.

 

 

 

Режимы обработки.

Глубина резания.

Величину проникновения лезвий инструмента в металл заготовки во время каждого прохода принято называть глубиной резания. Примем глубину резания равной припуску на обработку: мм.

Подача

При чистовой обработке  подачу выбирают в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности. По табл. 14 Справочника т.2 стр. 268 «Подачи, мм/об, при чистовом точении» выбираем величину подачи мм/об (для радиуса при вершине резца мм).

Скорость резания

Скорость резания, м/мин, при точении рассчитывается по формуле:

, где

- коэффициент, зависящий от  условий обработки;

- среднее значение стойкости,  мин;

 - показатели степени;

 общий поправочный коэффициент, представляющий собой произведение нескольких коэффициентов.

Где для Р9 характеристика подачи S до 0,06, =90,5, x=0.1 y=0,4, m=0,2.

 м/мин.

 

Зная  расчетную скорость резания, определим расчетную частоту  вращения шпинделя:

мин^-1, где - диаметр детали, мм.

 

Сила резания

Силу резания принято  раскладывать на составляющие  силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную , радиальную и осевую ). При наружном продольном и поперечном точении эти составляющие рассчитываются по формуле:

, где

- постоянная;

- показатели степени;

- поправочный коэффициент, представляющий собой  произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания.

          С_р=300 Показатель степени n при определении составляющей P_z=0.75.

 

Конструкционная углеродистая и легированная сталь МПа тогда

Справочника т.2 стр. 275 «Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние  геометрических параметров режущей  части инструмента на составляющие силы резания при обработке стали и чугуна» определим эти величины.                                                                                                        

Параметры		Материал режущей части инструмента	Поправочные коэффициенты
Наименование	Величина		Обозначение	Величина коэффициента для составляющих
Главный угол в плане	45	Твердый сплав		1,0	1,0	1,0
Передний угол	10	Твердый сплав		1,0	1,0	1,0
Угол наклона главного лезвия	0	Твердый сплав		1,0	1,0	1,0