Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента выбираются из технологических соображений и необходимости обеспечения на режущей части инструмента требуемых величин геометрических параметров — передних γ и задних α углов и угла наклона режущей кромки λ. Если перетачиваемая поверхность будет задней поверхностью, то при ее выборе и расположении на режущей части необходимо обеспечить целесообразные положительные величины задних углов α. Если же в качестве перетачиваемой поверхности выбирается передняя, то при ее расположении на режущей части инструмента необходимо обеспечить целесообразные величины передних углов. Наиболее простой с точки зрения изготовления является плоская поверхность. Она широко используется в качестве перетачиваемой поверхности у различных инструментов. К таким инструментам относятся сверла, фасонные затылованные фразы, всевозможные фасонные резцы, резцовые головки и зубострогальные резцы для обработки конических прямозубых колес, резцовые, головки для обработки спиральнозубых конических колес и другие инструменты. В том случае, когда плоская поверхность оказывается неприемлемой, переходят на другие формы перетачиваемых поверхностей режущей части.

Относительно простыми, с точки зрения их обработки на существующих станках, являются такие поверхности вращения: круглые конические и цилиндрические поверхности, которые также используются в качестве перетачиваемых поверхностей режущей части инструментов. Так, если у круглых протяжек выбрать в качестве перетачиваемой передней поверхности плоскость, перпендикулярную к оси инструмента, то передний угол в любой точке режущей кромки γ = 0, что зачастую является нецелесообразным. Если же переднюю плоскость установить наклонно к оси протяжки, то передние углы γ будут различными в разных точках режущей кромки зуба, что также нерационально. Поэтому у круглых протяжек выбирается коническая передняя поверхность, по которой инструмент перетачивается в процессе эксплуатации. Ось конической передней поверхности совпадает с осью протяжки. Коническая поверхность позволяет создать в любой точке режущей кромки положительные передние углы, чего нельзя получить при плоской передней поверхности. Чтобы создать на режущей части инструмента положительные передние углы, за перетачиваемую принимают коническую переднюю поверхность у зуборезных долбяков, предназначенных для обработки прямозубых цилиндрических зубчатых колес. Цилиндрическая поверхность наряду с плоской используется в качестве перетачиваемой передней поверхности у метчиков. Плоская форма передней поверхности более распространена, так как упрощает заточку. Цилиндрическая же передняя поверхность метчика способствует лучшему образованию и отводу стружки, в особенности при обработке вязких материалов. Перетачиваемая передняя поверхность круглых плашек зачастую является круглой цилиндрической поверхностью, образующейся при сверлении стружечных отверстий.

Перетачиваемой поверхностью режущей части инструмента может быть также винтовая поверхность постоянного шага. Она используется для оформления перетачиваемой поверхности режущей части инструментов, имеющих режущие кромки в форме винтовых линий постоянного шага. К таким инструментам относятся цилиндрические фрезы с винтовыми канавками, развертки с винтовыми зубьями и им подобные инструменты. Винтовая перетачиваемая передняя поверхность часто используется при конструировании инструментов, у которых исходная инструментальная поверхность является винтовой. Примером таких инструментов могут служить червячные фрезы, предназначенные для обработки зубчатых колес, шлицевых валов и других подобных деталей. Технологически переднюю поверхность червячной фрезы наиболее просто получить в форме плоскости. При малом угле подъема резьбы исходного червяка такая передняя поверхность является предпочтительной по сравнению с винтовой передней поверхностью, так как обеспечивает получение более точного инструмента. - Однако если при сравнительно больших углах подъема резьбы исходного червяка принять плоскую переднюю поверхность, параллельную оси фрезы, то передний угол на одной из боковых сторон будет положительный и соизмеримый по величине с углом подъема резьбы исходного червяка, а на другой — отрицательный. Чтобы получить на обеих сторонах зубьев одинаковые передние углы, червячные фрезы выполняются с винтовой передней поверхностью, по которой они перетачиваются в процессе эксплуатации. При относительно малых углах (3...50) подъема резьбы исходного червяка червячные фрезы проектируются с плоской передней поверхностью, так как в этом случае геометрия на боковых кромках мало отличается друг от друга. Таким образом, при проектировании режущего инструмента необходимо прежде всего проанализировать возможности плоской формы перетачиваемой поверхности режущей части. Переход от плоской формы к круглой конической или цилиндрической поверхности, а также к винтовой поверхности, принимаемых в качестве перетачиваемых в процессе эксплуатации поверхностей, вызывается стремлением обеспечить более целесообразные величины геометрических параметров в различных точках режущих кромок, лучшие условия стружкообразования и ее отвода, т. е. создать более технологичную конструкцию инструмента.


У одного и того же инструмента могут выбираться разнообразные по форме перетачиваемые поверхности, включающие его режущую кромку и обеспечивающие создание на режущей части рациональных геометрических параметров. Так, спиральные сверла перетачиваются по задней поверхности, которая может быть плоской, круглой конической и цилиндрической поверхностями, а также винтовой. Преимуществом плоской формы является универсальность и простота ее изготовления при использовании простого оборудования. Заточка же сверл по винтовым поверхностям характеризуется непрерывностью процесса, что позволяет этот способ заточки использовать при проектировании станков, работающих по автоматическому циклу. С точки зрения стойкости сверл все указанные способы почти равноценны, так как практически одинаковые геометрические параметры могут воспроизводиться на их режущей части при различных способах заточки. Для улучшения геометрических параметров и условий стружкообразования применяют всевозможные методы подточек перетачиваемой поверхности. Как правило, при всевозможных подточках режущая кромка сохраняется нетронутой, не подтачивается. Так, для создания благоприятной геометрии у резьбовых резцов (рис. 8.15, а) подтачивается передняя поверхность. Форма фасонного шлифовального круга определяется из условия получения в сечении, перпендикулярном к оси круга, выбранной величины переднего угла у и сохранения при подточке неизменной режущей кромки.

Режущая кромка резца СВАР изображена на рис. 9.1. В сечении 1 задан передний угол уγ который необходимо получить в вершинной точке А режущей кромки. Он проецируется в истинную величину на плоскость V. Ось шлифовального круга расположим перпендикулярно к сечению 1, которое пересекается с поверхностью круга по окружности, которая в натуральную величину проецируется на плоскость V и касается прямой AL в точке А. Проведя в точке А2 перпендикуляр к прямой A2L2 на расстоянии R, равном радиусу круга от точки А2, находим проекцию O2 оси круга на плоскость V. Вращая точки СВАР вокруг оси круга, получаем совокупность окружностей, которая на чертеже изображает искомую поверхность шлифовального круга. Эти окружности в истинную величину проецируются на плоскость V и лежат в сечениях I, II, 111... Они пересекаются с плоскостью S, параллельной плоскости W и проходящей через ось шлифовального круга. Так, окружность пересекается с плоскостью S в точке Е. Линия КЕМ пересечения рассматриваемой совокупности окружностей с плоскостью S и будет искомым профилем шлифовального круга. Он в натуральную величину проецируется на плоскость W в линию К3Е3М3. При аналитическом определении профиля круга в системе хуz задаются уравнением режущей кромки z = 0 и y = x ctgε/2, где ε/2 — половина угла при вершине резца. В соответствии с этим уравнением на режущей

 

 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

кромке выбирают ряд точек с координатами хуz. Формулы перехода от системы хуz к системе хиуиги:

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

Радиус вращения выбранной точки режущей кромки вокруг оси хи круга

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

Тогда в системе х1z1 координаты точек профиля круга

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

По этим формулам, выбрав координаты х, у, z = 0 ряда точек не- режущей кромке, рассчитывают координаты соответствующих точек на профиле круга. Обычно определяют три точки профиля круга и через них проводят дугу окружности. В произвольной точке режущей кромки передний угол γi в сечении, перпендикулярном к оси круга, находят по формуле

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

Чтобы определить передний угол γN в нормальном к режущей кромке сечении в системе х2у2г2 (рис. 9.2), проведем три вектора. Вектор i идет по режущей кромке, вектор А = j — k tg γN — по ка сательной к передней поверхности в сечении плоскостью z2y2, вектор

 
 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

— по касательной к передней поверхности в сечении, перпендикулярном к оси круга.

Все три вектора i, А и П лежат в одной плоскости, касательной к передней поверхности в исследуемой точке режущей кромки. Поэтому

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

Раскрыв определитель, получим

 
 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 
 

По этой формуле рассчитывают величины статических передних углов γN резца при их измерении в нормальном к режущей кромке сечении. В процессе же резания в силу того, что при обработке резьбы поверхность резания будет винтовой, на одной из боковых кромок передние углы увеличиваются, а на второй — уменьшаются. Обозначим угол подъема резьбы в исследуемой точке режущей кромки τi. Тогда в сечении, проходящем через ось параллельно оси круга, величина изменения переднего угла ∆γi = τi. В этом сечении проведем вектор С:

 

 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 

 

Вектор С и вектор, идущий по режущей кромке, определяют плоскость N, которая перпендикулярна к плоскости резания в процессе обработки резьбы. В плоскости N проведем вектор в нормальном к режущей кромке сечении Е = j + k tg ∆γ.

Три вектора i, С и Е лежат в одной плоскости и их смешанное произведение

 

 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 

 

Раскрыв определитель, получим

 

 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 

 

Кинематический передний угол при резании в нормальном к боковым режущим кромкам сечении

 

 

Формы перетачиваемых поверхностей режущей части инструмента

 

 

По этому соотношению подсчитываются передние углы на боковых кромках резьбового резца в процессе резания при их измерении в нормальном сечении.

 

 

Смотрите также