Проектирование режущих инструментов

2.1 Проектирование фасонного призматического резца

2.1.1 Назначение инструмента

Фасонные резцы применяются для обработки поверхностностей сложного профиля на станках токарной группы и реже на строгальных или долбежных станках в условиях серийного и массового производства.

Проектируемый фасонный призматический резец предназначен для обработки детали (рис. 3) из стали 5 .

Рисунок 3 – Деталь

2.1.2 Выбор и обоснование инструментального материала

При выборе режущего материала следует учесть, что он должен обладать высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, теплостойкостью, ударной вязкостью, циклической и термодинамической прочностью, теплопроводностью, малым химическим сродством к обрабатываемому материалу, хорошо обрабатываться, не содержать дефицитных элементов и иметь невысокую стоимость [1].

Выбор материалов производят методом последовательного отсеивания по теплостойкости, прочности, износостойкости, технологичности, экономичности [1].

Инструментальные углеродистые и низколегированные стали для изготовления машинных инструментов почти не применяются [1].

Быстрорежущие стали (ГОСТ 19265-73) используют для изготовления всех режущих инструментов, которые будут использоваться для обработки конструкционных, труднообрабатываемых сталей, чугунов и сплавов с . Рекомендуется применять также безвольфрамовую сталь 11М5Ф [1].

Для обработки заданной детали (сталь 5 ) принимается фасонный призматический резец режущий материал которого сталь P6M5.

Острая дефицитность вольфрама заставила в 70-х годах все страны перейти на вольфраммолибденовую сталь типа Р6М5, что свидетельствует о экономии дефицитного вольфрама.

Сталь Р6М5 способна сохранять свои свойства при высоких температурах. Ударная вязкость и термопластичность выше, чем у Р18 на 50%. Это обусловило её применение в промышленности для резки в условиях повышенных температур. Также Р6М5 хороша тем, что прекрасно держит заточку, прекрасно справляется с ударными нагрузками. Химический состав материала P6M5 представлен в таблице 1. Физико - механические свойства материала P6M5 представлены в таблице 2.

Таблица 1 - Химический состав материала P6M5 в % (усреднено)

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Mo	W	V	Co	Cu
0.86	0.3	0.4	0.6	0.025	0.03	3.8 - 4.4			1.7 - 2.1	0.5	0.25

Таблица 2 - Физико - механически cсвойства материала P6M5

Плотность ρ, г/см^3	Твердость	После закалки	Температура °С
После отжига HB	После закалки и отпуска HRCэ	σн, МПа	Ударная вязкость, Дж/м^2	Закалка	Отпуск	Тепло-стойкость, °С
8,15			3300-3400	4,8

Технологические свойства стали Р6М5:

- повышенная прочность;

- повышенная склонность к обезуглероживанию и выгоранию молибдена;

- Удовлетворительная шлифуемость.

Сталь Р6М5 соответствует требованиям по экономическим, физико-химическим, механическим и технологическим свойствам для режущей части проектируемого инструмента.

2.1.3 Разработка схемы резания

Схема резания – схема формообразования поверхности обрабатываемой детали путем послойного удаления припуска.

На рисунке 4 показана схема резания призматическим резцом. Резец подается с подачей V_S на встречу к заготовке. Самой заготовке придают вращение навстречу резцу со скоростью V. Угол α - главный задний угол, угол γ - главный передний угол.

Рисунок 4 – Схема резания призматического резца

2.1.4 Расчет конструкции и геометрии призматического резца

Призматические фасонные резцы используются только для наружной обработки. Большая жесткость их крепления в державках с помощью «ласточкиного хвоста» позволяет работать с большими подачами или вести обработку профилей большей длины при повышенных требованиях к точности размеров и профиля обработанной детали.

Профиль фасонного резца можно определить двумя основными методами: аналитическим и графическим.

Графический метод определения профиля фасонного резца выполняется по правилам проекционного черчения. Преимуществом графического метода является наглядность, недостатком – низкая точность, связанная с неточностью графических построений.

Аналитический метод расчета профиля фасонного резца сводится к решению элементарных треугольников. Преимуществом аналитического метода является высокая точность (до 0,0001 мм) в определении размеров профиля резца, недостатком – громоздкость вычислений, особенно для криволинейных поверхностей.

Целесообразно вести определение профиля фасонных резцов обоими методами и сравнить полученные результаты, расхождение которых не должно превышать 10 – 15%).

Для проектирования выбираем резец с отверстиями под штифты.

Аналитический метод

Исходные данные начальных параметров заготовки представлены на рисунке 3.

Глубина профиля заготовки определяют по формуле:

где d – диаметр заготовки;

i – порядок размера от меньшего к большему.

Передний γ = 25° и задний α = 14° углы лезвия резца назначены по таблице 47 [3].

Геометрические параметры призматиче­ского резца для наибольшей глубины профиля заготовки t_max = 17 мм назначаем по таблице 44 [3]: B= 35мм; H= 90 мм; E= 10 мм; A= 40 мм; F= 25 мм; r= 1 мм; d= 6 мм; M(h9)= 55,77 мм.

Коррекционный расчет профиля резца (таблица 48, [3]):

1) Определение :

2) Определение угла :

3) Определение значений координат

4) Определение координат кромки шаблона и контршаблона:

Дата добавления: 2014-11-06