6.3.2. Особенности геометрии фасонных резцов. Профилирование

Передние углы в наружных точках радиальных фасонных резцов [21] выбирают в зависимости от обрабатываемых материалов. Напри­мер, для чугуна γ = 0...10⁰; для бронзы, латуни γ = 0...5⁰; для стали γ = 5...20°; для алюминия, меди γ = 25...30°.

По мере удаления от вершины резца (для круглых и призматиче­ских — по мере перехода к центру или базе крепления) передний угол непрерывно уменьшается, приближаясь к нулю.

Задний угол у призматических резцов получается их поворотом, а у круглых — центр резца выше центра обрабатываемой детали на ве­личину

(6.15)

где R — наружный радиус резца, мм; а_ь — задний угол на вершине резца.

У призматических резцов задний угол в наружных точках прини­мают 12... 15°, у круглых 10... 12° (меньшая величина задних углов у круглых резцов связана с необходимостью упрочнения режущей кромки). По мере приближения к центру (или базе крепления) зад­ний угол увеличивается.

Величина заднего угла зависит также от профиля детали. На уча­стках профиля, параллельных оси детали, величина заднего угла наи­большая; на наклонных участках задние углы уменьшаются. В общем случае задний угол в плоскости, перпендикулярной режущей кромке, определяется так:

tg а_N = tg a sin φ_X, (6.16)

где а — задний угол в плоскости, перпендикулярной оси детали; φ_X — угол между касательной к профилю резца в рассматриваемой точке х и прямой, перпендикулярной оси детали.

144

При наличии на детали торцовых участков (перпендикулярных оси детали) и резцов делают фаски или поднутрения < α₁ = 2° (по по­добию канавочных и отрезных резцов).

Если радиальному резцу придать γ = 0° и a = 0°, то профиль дета­ли будет зеркальным отображением профиля режущей кромки резца. Наличие же переднего и заднего углов, больших нуля градусов, при­водит к тому, что глубина профиля резца в целом и по отдельным его участкам не равна глубине профиля детали. В связи с этим возникает необходимость коррекционного расчета или профилирования рез­цов, которое сводится к нахождению координат характерных точек профиля по глубине (характерные точки — это точки сопряжения перпендикулярных или наклонных линий; если таких точек нет, их получают, разбивая, например, криволинейный профиль детали на несколько участков). Осевые размеры детали переносятся на резец без корректировки, за исключением случаев, когда профиль выпол­нен по винтовой линии или ось резца наклонена к оси детали.

Для нахождения коррекционного профиля резцов применяют графические, графо-аналитические и аналитические методы. На рис. 6.16 приведен наглядный метод графического профилирования круг­лого радиального фасонного резца с заточкой под углом γ. Профили­рование сводится к следующему. Характерные точки 1, 2, 3... гори­зонтальной проекции детали переносят на горизонтальную ось вер­тикальной проекции детали, а затем радиусами, описанными из центра вертикальной проекции детали, переносят на след передней поверхности резца. Этим достигают коррекции от наличия переднего угла. Полученные точки переносят со следа передней поверхности радиусами, описанными из центра резца, на горизонтальную ось его вертикальной проекции. В результате этого переноса вносится кор­рекция от наличия заднего угла. Полученные точки опускают вниз до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными из харак­терных точек горизонтальной проекции детали.

На рис. 6.16, кроме профилирования, даны дополнительные ре­жущие кромки резца, размеры которых могут быть учтены при оформлении его конструкции: S₁ — режущая кромка, подготавли­вающая отрезку детали от заготовки (как правило — прутка); верши­на ее не должна выступать за пределы рабочего профиля резца, т. е. t должно быть меньше (или равно) t_max. При этом ширина канавки под отрезку должна быть на 0,5... 1 мм шире длины главной режущей кромки отрезного резца. Угол ср должен быть не менее 15°.

Дополнительная режущая кромка S₂ необходима для обработки фаски или подрезки детали; S₅= 1...2мм—- перекрытие; S₄ ⁼ 2...3мм — упрочняющая часть.

145

Рис. 6.16. Графический метод профилирования резца с заточкой под углом γ Таким образом, длина резца

(6.17)

где l_д — длина детали.

В ряде случаев применяют резцы с заточкой под углами γ и λ,. Это бывает необходимо тогда, когда деталь коническая или имеет кониче­ский участок, причем прямолинейность конической образующей должна быть выдержана достаточно точно. Если резец имеет только угол γ, получается вогнутая образующая, показанная на рис. 6.17. Для устранения отклонения от непрямолинейности точку 2 режущей кромки резца поднимают на уровень центровой линии (рис. 6.18), т. е. придают передней поверхности угол λ, определяемый по форму­ле (рис. 6.19)

(6.18)

146

Рис. 6.17. Профиль конического

участка детали, образованный резцом

с углом γ

Рис. 6.18. Профиль конического

участка детали, образованный резцом

с углами γ и λ

где / — осевое расстояние между точками 7 и 2 конического участка детали; g — величина превышения точки 2 над точкой 1 в сечении, перпендикулярном следу пересечения передней поверхности с плос­костью заточки над углом у; / == 7?_t -ь J?₂ — глубина профиля кониче­ского участка (R_{ и R₂ — радиусы резца, соответствующие точкам 1 и 2).

Профилирование таких резцов проводят с учетом следующего. Если точки 1 и 2детали обрабатываются по центровой линии, то лю­бая точка, расположенная на базовой линии ВВ (рис. 6.19), будет свя­зана с центровой линией. Поэтому все остальные точки (3, 4, 5, 6) го­ризонтальной проекции детали проектируют на базовую линию ВВ и находят соответствующие им радиусы. На пересечении окружностей этих радиусов с центровой линией 1 — 2 вертикальной проекции де­тали получаются точки, проведя через которые прямые под углом у можно получить при их пересечении с определенными окружностя­ми точки, соответствующие заданным радиусам резца. Таким обра­зом, при расположении участка профиля режущей кромки резца, об­рабатывающего конический участок по центровой линии, остальные точки резца, обрабатывающие цилиндрические участки детали, рас­положатся выше или ниже центровой линии.

В табл. 6.2 приведены некоторые данные по конструктивному оформлению круглых радиальных резцов.

147

Рис. 6.19. К профилированию резца с заточкой γ и λ

Рис. 6.20. Схема работы тангенциального фасонного резца

К особенностям работы и геометрии тангенциальных фасонных резцов [19, 21] относятся следующие. Задняя поверхность такого рез­ца развернута на угол со (рис. 6.20), чтобы вывести всю режущую кромку на касательную к поверхности детали. Этот угол определяют так:

Таблица	6.2. Размеры круглых радиальных фасонных резцов, мм [21]
Наибольшая глу­бина профиля детали	Наружный диа­метр	Диаметр отвер­стия	Диаметр рифле­ний	Высота рифле­ний
До 4	30	10	16	1,5
6	40	13	20	3
8	50	16	26	3
10	60	16	32	3
12	70	22	35	4
15	80	22	40	4
18	90	22	45	5
21	100	27	50	5
24	120	27	50	5

Количество рифлений у резца 34, угол профиля рифлений 90°.

148

(6.19)

где \|/ = 45...75° — угол, заключенный между главной режущей кром­кой и осью детали.

Благодаря наличию угла v|/ профиль детали обрабатывается не сра­зу, а постепенно (об этом сказано выше) и к концу резания не возни­кают такие большие силы, как при работе радиальных фасонных рез­цов, поскольку часть режущей кромки освобождается от работы при вступлении в нее следующей части. У тангенциальных фасонных рез­цов передний и задний углы в процессе резания изменяются (рис. 6.21). В связи с этим заданный передний угол у должен быть не менее 0°, а задний угол а в конце работы должен быть не меньше 2...3⁰. По этой причине угол заострения мал (β = 30...45°), что не обеспечивает достаточного теплоотвода из зоны резания. В связи с этим тангенци­альные фасонные резцы применяют для обработки неглубоких про­филей. Глубину профиля определяют из следующих соотношений:

149

Рис. 6.21. Изменение переднего и заднего углов в процессе резания

(6.20)

где r_дет и r_заг — радиусы детали и заготовки.