Режущий инструмент

3.3.3.6 Типовые конструкции быстросменного  осевого инструмента, настраиваемого на размер вне станка. Схема приспособления для настройки осевого инструмента вне станка.

3.3.4 Механизмы автоматической замены  резцов и осевого инструмента.  Примеры конструктивных решений  и их эффективность. 

3.3.5 Инструментальная остановка,  обеспечивающая автоматическую подналадку инструмента на станках.

3.3.5.1 Устройства, обеспечивающие автоматическую  подналадку инструмента: кулачки,  клиновые рейки и т. д. Примеры  механизмов для подналадки стержневых  и фасонных резцов.

3.3.5.2 Резцедержавки переменной жесткости. Схема, преимущества и недостатки.

3.3.5.3 Адаптивные системы,  их преимущества и недостатки.

3.3.6 Инструменты, повышение размерную  стойкость за счет автоматического  замещения изношенных участков  режущей кромки.

  Резцы и фрезы, оснащенные круглыми твердосплавными пластинами.

  Резцы с прямолинейной режущей  кромкой. Принцип работы, эффективность. 

3.3.7 Инструментальная оснастка, снижающая  простои оборудования, вызванные  случайным выходом инструмента  из строя и неудовлетворительно  формирующейся стружкой, мешающей автоматическому циклу работы станка.

3.3.7.1 Методы информации о предельном  износе. Инструментальная оснастка, сигнализирующая о предельном  износе резцов и осевого инструмента.  Примеры конструкций. 

3.3.7.2 Инструментальная оснастка, информирующая о поломке инструмента. Примеры конструкций и принцип работы.  

3.3.7.3 Проблема отвода стружки  из зоны резания и от станка. Устройство для ломки стружки   в зоне резания. Кинематическое  дробление стружки. Схема устройств.  Расчет колебаний  в зависимости от требуемого размера стружки. Отвод стружки из станка.

 

3.4 Инструмент для станков  с ЧПУ и ГАП.

 

3.4.1 Автоматизация мелкосерийного  производства с помощью станков  с ЧПУ и автоматизированных  комплексов из этих станков,  управляемых ЭВМ. Требования к инструментальной оснастке станков с ПУ.

3.4.2 Номенклатура и конструкции  режущего инструмента для станков  с ЧПУ токарной группы.

  Инструментальная оснастка  для станков с ЧПУ сверлильно-расточной  и фрезерной  групп и обрабатывающих  центров (многооперационных станков с ЧПУ). Методы установки и закрепления инструмента на станках.

3.4.3 Влияние конструкции и изготовления  хвостиков инструмента на точность  его позиционирования (для конусов  7:24 и цилиндрических соединений  с односторонним натягом).

3.4.4 Инструмент для многооперационных  станков с ЧПУ. 

3.4.5 Инструментальное обеспечение  ГАП. Проблемы инструментального  обеспечения ГАП и направления  научных исследований в данной  области. 

3.4.6 Расчет потребного количества  инструмента. 

3.4.7 Проблема развития САПР инструмента для ГАП .

3.4.8 Надежность инструментов и  их диагностирование в автоматическом  производстве.

3.4.9 Создание инструментальной  системы. 

 

3.5 Задание.

 

 Спроектировать канавочную  фрезу для обработки винтовой  канавки спирального сверла.

Фасонные дисковые фрезы применяются  для обработки поверхностей различного профиля, в том числе винтовых канавок спиральных сверл. Определяются профиль производящей поверхности  и геометрические параметры фрезы.

 Исходные данные:

ω=24° -угол наклона винтовой канавки,

d_св.=25 мм диаметр сверла_,

2φ=116° угол при вершине сверла,

соотношение x=1,2y,

тип производства мелкосерийное.

 

3.6 Теоретические сведения.

 

Установка фрезы определяется положением системы координат x_u ,y_u, z_u фрезы относительно системы координат сверла и характеризуется параметрами установки: межосевым расстоянием m; соотношением размеров, определяющих установку фрезы относительно канавки сверла а/в; угол скрещивания осей детали и фрезы ε_у

При фрезеровании винтовая поверхность  канавки сверла образуется как огибающая однопараметрического (N = I) семейства  поверхностей резания, где параметром N является подача S₀ мм/об, производящей поверхности фрезы при винтовом движении относительно оси сверла. В каждый момент обработки производящая и винтовая поверхности канавки сверла касаются линии В₀ С₀. Перемещение линии В₀ С₀ вдоль винтовой направляющей образует винтовую поверхность. Зная координаты точек линии В₀ С_{0 в} системе координат x_u ,y_u, z_u, можно определить координаты образующей производящей поверхности фрезы. Для этого винтовую поверхность канавки u, производящую поверхность фрезы, рассекают рядом плоскостей, перпендикулярных к оси фрезы. Каждое сечение винтовой поверхности канавки образует кривую, а производящая поверхность фрезы – окружность. Кривая и окружность касаются.

Например, в сечении Б-Б, относящем  на расстоянии Z_u1 от точки О_u скрещивания осей Ζ и Ζ_u, кривая Е₁ F₁ касается окружности радиуса R_u в точке А₀. Решив совместное уравнения, по которым определяют (в системе координат  x_u ,y_u, z_u ) касательные к кривой Е1 F1 и окружности R_u, находят координаты точки А₀.

Определив в каждом сечении, т. е. при заданном Ζ = Ζ_u, координаты точек касания, получают В₀ С₀ и соответствующие точкам линии В₀ С₀ радиусы окружности R_u, что определяет искомый профиль поверхности. Для винтовой канавки сверла с профилем В₀ С₀, заданным в сечении, перпендикулярном к оси сверла, по полярным координатам z,, δ и ζ – углу давления, можно получить ряд профилей производящей поверхности фрезы, зависящих от параметров установки m, a/b, ε_y. Из этого ряда выбирается профиль, удовлетворяющий требования к точности канавки сверла.

Причем требования к различным  участкам производящей поверхности  фрезы зависят от назначения и  требований к соответствующим участкам канавки сверла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В сечении, перпендикулярном к оси  сверла, профиль канавки очерчивается двумя кривыми:

ВК – профилем винтовой поверхности, образованной линией ВК, совпадающей  с режущей кромкой ВG сверла; КС – дугой окружности радиуса ρ, цент которой находится на линии ОК. Кривая соответствует режущей кромки ВG сверла, а кривая КС – нерабочему участку канавки. Следовательно участка В_u и К_u профиля производящей поверхности фрезы (рис. 4.3), соответствующего участка ВК канавки сверла, требует высокой точности. Кроме того, задние углы на участке  В_uК_u должны обеспечивать хорошие условия резанья.

У затылованных фрез задний угол α_n, измерений в нормальной плоскости режущей кромке, определяется по формуле.

 

tg α_n=

,

 

где D – наружный диаметр фрезы; D_х – текущий диаметр фрезы в рассматриваемой точке режущей кромки; σ_u – угол профиля в рассматриваемой точке; d_В- задний угол на вершине зуба фрезы.

 Из формулы видно, что чем  больше углы профиля σ_u на участке В_uК_u, тем больше величина d_п, а значит лучше условия резания. Следовательно, при расчете профиля производящей поверхности фрезы необходимо выбирать параметры установки m, a/b, ε_y обеспечивающие большие значения углов σ_u в точках В_u и К_u профиля фрезы.

 

3.7 Последовательность расчета дисковых фасонных фрез для обработки винтовых спиральных сверл.

 

1. Определяют размеры рабочей части сверла:

диаметр сердцевины сверла:

 

d_о=0,14 · d_св., мм – для d_св. =12…..90 мм;

 

d_о=0,14 · 25=3,5 мм.

 

шаг винтовой канавки:

Н =

 

 

центральный угол, определяет ширину канавки:

 

γ_к=90º;

величину понижения спинки относительно направляющей ленточки, мм:

q =0.02·d_св;

 

винтовой параметр, мм:

 

Р=

;

 

глубину профиля винтовой канавки сверла, мм:

 

h_δ =

,

 

h_δ =

,

 

вспомогательные величины:

 

sinλ₀=

;

 

δ_о =

;

 

β=γ_к+λ_о+δ_о-

, pad;

 

ρ=

;

 

L=

.

 

Определяют r , δ , ξ расчетных точек  B , F и K участка профиля BC винтовой канавки, мм:

r_в=

;

 

r_F=

;

 

r_K=

;

sinλ_i=-

,

 

где r_i – радиус-вектор соответственно для точек В, F, K;

 

δ_i=

;

 

tgξ_i=

.

Определяют r, δ и ξ  расчетных точек Е′ и С′ участка  КС′ профиля ВС винтовой канавки.

 

sinα_E=

.

 

Параметр α для точки Е:

sinα_С=

;

 

;

 

где α_i – параметр соответственно для точек Е и С.

 

;

 

;

 

;

 

2. Определяют наружный диаметр фасонной дисковой фрезы:

диаметр оправки предварительно:

 

d′ =14,2·h

;

наружный диаметр фрезы предварительно:

 

D′=3d′;

 

наружный диаметр фрезы окончательно определяют округлением до ближайшего стандартного значения.

3.7.3 Определяют положение оси  фрезы относительно оси сверла:

          межосевое  расстояние

    

m=

;

 

угол скрещивания осей винтовой поверхности фрезы или угол установки  фрезы:

 

ε_y =arcctg(

)-0.0524,

 

где                                                  u_β=cosξ_β.

 

 

Угол, определяющий положение фрезы  по отношению к винтовой поверхности, или угол поворота линии межосевого расстояния относительно оси x:

 

Ψ=arctg(

 

Профилирование режущего инструмента:

K₁= ;

 

K₂=

 

u_i = r · cos ζ_i ,

 

где ζ_i – параметр соответственно точек В, F, K, Е, С;

 

V_i = r·sinζ_i ;

 

n_1i = K₁+u_i ;

 

n_2i = K₂+

;

 

n_3i = ψ-

.

 Определение параметра τ_i:

 

;

 

μ_i = τ_i - ζ_i ;

 

φ_i = μ_i+ ψ – δ_i ;

 

x_ui=z_i·cos μ_i – m ;

 

φ _ui=-z_i·cos ε_y·sin μ_i – ρ·φ·sin ε_y ;

 

R_ui=

;

 

ctg σ_i=

.

 

Далее теоретический профиль фрезы  заменяется дугами окружностей , величины радиусов р_u которых и координаты  q и t центров окружностей подсчитываются по следующим зависимостям:

tgζ₁ = ;

 

tgζ₂ =

;

 

tgζ₃ =

;

 

γ₁ = ζ₁-(π/2+ σ_F);

γ₂ = π/2+ σ_F- ζ₂;

 

 

γ₃ = ζ₃+ζ₃-γ₂;

 

ρ_u1=

;

 

ρ_u2=

;

 

 

 

t₁= ρ_u1·cos(σ_F+ 2γ₁)+i·sin(σ_F+ 2γ₁).

 

 

     Все выше перечисленные  расчеты выполняются на ЭВМ в ауд. Г 3-22,

 

 

3.8 Построение профиля  фасонной фрезы.

 

Построение профиля фрезы  ведем в системе координат Z_u O_u R_u, произвольно расположенных на листе.

Положение правого торца фрезы  и наибольший радиус    R_u0 фиксируется размером Т. Затем откладываем координаты  Z_uB, Z_uF ,Z_uК и R_uB ,R_uF, R_uK, получаем положение точек В_u,F_u и K_u на профиле фрезы. Сердцевина сверла фиксируется межосевым расстоянием m и величиной N . Для построения теоретического профиля фрезы, находим центры 01, 02 и 03 с помощью рассчитанных координат Т₁, Q₁=>01, Т₂, Q₂=>02; Т₃, Q₃=>03. Из центра 01 проводим радиусом R01 дугу, соединяющие точки В_u и F_u , аналогично соединениям точку F_u с K_u.

Точку В_u соединяем с правым торцом касательной к дуге радиуса R01 под углом σ_В. Левый торец фрезы ограничивается рассчитанной шириной фрезы В. Неформообразующий участок фрезы за точкой К_u получаем провидением касательной под углом σ_I = 10⁰-15⁰ до пересечения с левым торцом фрезы.

Аналогично строятся четыре профиля, рассчитанных при изменяющемся соотношении x/y. Затем выбираем оптимальный профиль  по критерию σ_F = max.

 

3.9 Расчет дисковой  фасонной фрезы.

 

Выполнил: студент Жевлоченко Дмитрий  Александрович

СФУ гр. МТ14-1

 

Входные данные:

Деталь - проходное сверло

Материал сверла : быстрорежущая  сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73, НВ207...269

Вид заготовки : прокат

Наружный диаметр сверла…………………………………………………25,0мм