А.М. Романенко Расчет геометрических параметров дисковых трехсторонних фрез с разнонаправленными зубьями
.pdfМинистерство образования Российской Федерации Государственное учреждение
Кузбасский государственный технический университет Кафедра металлорежущих станков и инструментов
РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВЫХ ТРЕХСТОРОННИХ ФРЕЗ С РАЗНОНАПРАВЛЕННЫМИ ЗУБЬЯМИ
Методические указания к практической работе по курсу "САПР станков и инструментов"
для студентов специальности 120200 “Металлорежущие станки и инструменты”
Составитель А.М. Романенко
Утверждены на заседании кафедры Протокол № 7 от 19.11.01
Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специальности 120200 Протокол №9 от 19.11.01
Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса ГУ КузГТУ
Кемерово 2002
1
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Цель данной работы - ознакомить студентов с конструктивными элементами трехсторонней дисковой фрезы с разнонаправленными зубьями и методикой расчета геометрических параметров на ЭВМ.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Трехсторонняя дисковая фреза является более удобным инструментом для обработки пазов, так как наличие боковых зубьев позволяет фрезеровать более глубокие пазы и притом с большей чистотой боковых поверхностей. Иногда эти фрезы делаются с небольшим поднутрением подобно пазовым. Такие фрезы работают более легко. Существенным недостатком трехсторонних фрез является потеря размера по толщине при первой же переточке. Для восстановления первоначального размера применяют регулируемые фрезы (рис. 1), состоящие из двух одинаковой толщины b половинок a и c, снабженных зубьями переменного направления на периферии и на одном из торцов. Между ними закладывается кольцо соответствующей толщины. Обе половинки соединяются при помощи замка, состоящего из чередующихся впадин и выступов высотой р (обычно по четыре). Между ними предусмотрен зазор 2°, между половинками также дается зазор 0,5 мм. Во избежание образования рисок на обрабатываемой поверхности зубья перекрываются друг другом. По конструкции зубьев эти фрезы не отличаются от обычных трехсторонних фрез.
Рис. 1. Трехсторонняя дисковая фреза
2
Для улучшения условий резания и повышения производительности принцип винтовых зубьев используется и для трехсторонних дисковых фрез. Однако вместо винтовых зубьев принимаются наклонные под углом ω = 15 - 20° с попеременно чередующимся направлением зуба (рис. 2).
Рис. 2. Трёхсторонние дисковые фрезы с зубьями попеременно чередующегося направления
Благодаря этому осевые силы взаимно компенсируются и фрезы работают спокойно. Каждый зуб работает только одной стороной, поэтому другая, как не режущая, может быть срезана параллельно торцу. Фрезы имеют меньшее число зубьев по сравнению с обычными трехсторонними, что позволяет наряду с прочным зубом иметь и достаточно большую впадину для помещения стружки. Это допускает применять увеличенные величины подачи на один зуб и снимать большие припуски, а также обеспечивает повышение производительности, несмотря на то, что каждый зуб работает только одной стороной.
Трехсторонние дисковые фрезы применяются не только для обработки пазов, но также и плоскостей. Так, например, они широко применяются в инструментальном производстве при фрезеровании граней квадратов и лапок концевых инструментов.
Трехсторонние дисковые фрезы изготовляются также со вставными ножами, выполненными целиком из быстрорежущей стали. Ножи клиновидной формы (под углом 5°) снабжены радиальными рифлениями. Для компенсации износа и восстановления размера фрезы по толщине ножи переставляются вдоль оси на одно или несколько рифлений.
Износ, а также величина слоя на переточку ножей по периферии ничем не компенсируются. Поэтому вылет для новых ножей должен быть
3
достаточным по величине, так как он является единственным параметром для компенсации по диаметру. Ножи расположены наклонно к оси под углом ω = 8° для узких фрез (толщиной менее 15 мм) и 15° для более широких. Малый угол наклона для узких фрез принимается для того, чтобы избежать ослабления корпуса фрезы. Направление ножей принято попеременно чередующимся, поэтому каждый зуб режет только одной острой стороной, другая же тупая срезается параллельно торцу. Сборные трехсторонние фрезы часто применяются в качестве составных по две штуки, а также как наборные в сочетании с другими остроконечными зубьями. В этих случаях трехсторонние фрезы нередко заменяются двусторонними.
2.1 Порядок расчета геометрических параметров дисковой трехсторонней фрезы с разнонаправленными зубьями
Исходными данными для расчета являются следующие величины (в скобках указаны используемые в программе соответствующие идентификаторы): В' (В1) – ширина фрезерования; D (D) – наружный диаметр фрезы; ϕ1 (F11) – вспомогательный угол в плане; ω (ОМ) – угол наклона зуба к оси фрезы; f (F) – глубина выточки; αn (ALFN) – задний угол в нормальном сечении; ω’ (ОМ1) – угол между направлением соседних зубьев.
Алгоритм расчета. Расчет геометрических параметров фрезы сводится к вычислению следующих величин.
1. Высота зуба
h =0,15D.
2. Наибольший диаметр выточки
d2 =D - 2h.
3. Проверка условия
D−de tgϕ1 < f. 2
4. Ширина фрезы
B =0,85B′.
5. Число зубьев фрезы
z =2 D,
округлить z до целого числа в меньшую сторону.
4
6.Угол расположения зубьев фрезы
ε=2π / z.
7.Задний угол
α=arctg(tg(αn)cos(ω)).
8.Угол фаски на торцовых зубьях
λ=arccos(tg(ε)ctg(ω′)).
Результаты расчета. Результатами расчета являются геометрические параметры, необходимые для оформления рабочего чертежа фрезы. Эти величины задаются списком:
h(H); d2(DM2); В(В); z(Z); ε(E); α(ALF); λ(LAM); ϕ1(F11).
3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Работу производить в следующем порядке.
3.1.Получить задание.
3.2.Подготовить и ввести необходимые данные для расчета. Исходными для расчета являются величины: В' (В1) – ширина фрезерования; D
(D)– наружный диаметр фрезы; ϕ1 (F11) – вспомогательный угол в плане; ω (ОМ) – угол наклона зуба к оси фрезы; f (F) – глубина выточки; αn (ALFN) – задний угол в нормальном сечении; ω’ (ОМ1) – угол между направлением соседних зубьев.
3.3.Произвести расчет геометрических параметров на ПЭВМ и получить результаты расчета. Результатами расчета являются геометрические параметры, необходимые для оформления рабочего чертежа фрезы. Эти параметры задаются следующим списком (в скобках приведены используемые в программных единицах идентификаторы со-
ответствующих величин); h(H); d2(DM2); В(В); z(Z); ε(E); α(ALF); λ(LAM); ϕ1(F11).
3.4. Сделать рабочий эскиз фрезы с указанием всех необходимых конструктивных и геометрических параметров.
5
4. ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по работе должен содержать результаты расчета геометрических параметров дисковой трехсторонней фрезы с разнонаправленными зубьями и эскиз со всеми необходимыми размерами.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Сахаров Г.Н. Режущий инструмент. – М.: Машиностроение, 1989.
2.Проектирование и расчет металлорежущего инструмента ЭВМ: Учеб. пособие для ВТУЗов / О.В. Таратынов, Г.Г. Земсков; Под ред. О.В. Таратынова. – М.: Высш. шк., 1991.
6
Составитель Андрей Михайлович Романенко
РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСКОВЫХ ТРЕХСТОРОННИХ ФРЕЗ С РАЗНОНАПРАВЛЕННЫМИ ЗУБЬЯМИ
Методические указания к практической работе по курсу "САПР станков и инструментов" для студентов специальности 120200 “Металлорежущие станки и инструменты”
Редактор З.М. Савина
ИД №06536 от 16.01.02.
Подписано в печать 28.11.01. Формат 60×84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,50. Тираж 50 экз. Заказ ГУ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Государственного учреждения Кузбасский государственный технический университет.
650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.