Н С Равська - Різальний інструмент проектування виготовлення експлуатація - страница 1

Страницы:
1  2 

ВИПУСК 4, 2006

Процеси механічної обробки в машинобудуванні

РІЗАЛЬНИЙ ІНСТРУМЕНТ. ПРОЕКТУВАННЯ, ВИГОТОВЛЕННЯ, ЕКСПЛУАТАЦІЯ

УДК 621.21

Н.С. Равська, д.т.н., проф.

Механіко-машинобудівний інститут НТУУ "КПІ"

ВИЗНАЧЕННЯ СТАТИЧНИХ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ

РІЗАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ ІНСТРУМЕНТА ПРИ ДОВІЛЬНОМУ РОЗТАШУВАННІ ВЕКТОРА ШВИДКОСТІ ГОЛОВНОГО РУХУ

РІЗАННЯ

В роботі графічно та аналітично визначені статичні геометричні параметри різальної частини інструмента при довільному розташуванні вектора швидкості головного руху різання.

Вступ. При визначенні інструментальних геометричних параметрів необхідно перш за все забезпечити простоту і доступність технології виготовлення різального інструмента, а також простоту, доступність і достовірність контрольних вимірів точності, виготовлення заданих геометричних параметрів інструмента [1, 2].

При цьому інструментальні геометричні параметри можуть не співпадати зі статичними геометричними параметрами [2, 3]. З теоретичної точки зору це цілком допустимо. У цьому випадку виникає завдання визначення статичних геометричних параметрів різальної частини інструмента при заданих параметрах в інструментальній системі координат, котра і розглядається в даній роботі.

Основна частина. Визначення статистичних передніх і задніх кутів при відомих інструментальних кутах. Вважаємо відомими інструментальний передній кут уи інструментальний головний задній кут аі, інструментальний кут нахилу різальної кромки Яі, інструментальний кут в плані ц>іо, зорієнтований відносно осі х в системі координат ХУ2, (рис. 1). В зазначеному випадку інструментальні уні та ані в нормальному до різальної кромки перерізі визначаються за залежностями [3, 4]:

tg ЇІИ = tg^ • сові,; (1) с\даін = сtgai • сові. (2) Ці   залежності   правдиві   і   для   визначення   статичних та кінематичних геометричних параметрів при відомих Хс або [5, 6].

© Н.С. Равська, 2006

Статичні геометричні параметри дорівнюють інструментальним в тому випадку,  коли вектор  швидкості  головного  руху різання

перпендикулярний основній площині Руі.

Статичні геометричні параметри різальної частини інструмента відрізняються від інструментальних в тому разі, коли вектор швидкості головного руху різання відхиляється від перпендикуляра до інструментальної основної площини, якою буде площина Пі (рис. 1).

Напрямок вектора швидкості V головного руху різання в загальному випадку може бути заданий його координатами, тобто проекціями V.,, Vy, Vz вектора V на осі координат ХУ2. Площина П2 параллельна робочій площині рл площина П3 - інструментальній площині різання Рпі.

У відповідності до інструментальних кутів головним кутом у плані фіо та кутом нахилу різальної кромки в системі площин проекцій П1/П3 зображається різальна кромка АВ. У системі площин проекцій П1/П2 зображуються проекції вектора швидкості головного руху різання V (А1С1, А2С2). За правилом зміни площин проекцій визначається проекція А3С3 прямої АС на площину П3.

Вводиться система площин проекцій П3/П4. Площина П4 проводиться перпендикулярно до різальної кромки. На площині П4 визначається положення інструментальної площини різання Рш та статичної площини різання Рпс [1].

Положення статичної площини різання Рпс визначається розташуванням прямих АВ і АС. Зазначені інструментальна площина різання та статична перпендикулярні площині проекцій П4, тому кут між відповідними слідами на площину П4 буде дорівнювати куту між ними Гдг, виміряному в площині П4, перпендикулярно до різальної кромки АВ.

Беручи до уваги визначення геометричних статичних параметрів у відповідності до [1], статичні нормальні кути, передній усн та задній оссн, при відомих інструментальних нормальних кутах будуть дорівнювати:

їси = Гін + ; (3)

Таким чином, при переході від інструментальної системи до статичної значення статичних нормальних переднього та заднього кутів залежать від кута між положеннями Рпс та Рш, виміряному в площині, перпендикулярній до них.

Рис. 1. Визначення статичних геометричних параметрів інструмента

Аналізуючи графічні розв'язання, знайдемо аналітичний вираз для розрахунку кута %.

За побудовою кут є між проекціями Ух та Уу буде:

ідє =

тоді за побудовою:

АС =

Бп є

.   \/„ соб(т,° + є)

БІП є

. .     Уу ■ БІП (т,° + є)

БІП є

\/соб (р° + є)^ ід І, Вгі.з = АВ, ■ ід Л = ^-';

БІП є

В3С3 = Уг - ВгІг = -±-У-->—»-і. ;

БІП є

Ут - cos X - Уу - cos(m,° + є)- sin X

AN з = A4M 4 = BзCз - cosk, = -L---у . ->--'-;

si n є

Відповідно:

M 4C4

A4M 4

_У у - sin (<p,o + є)_

Уz ■ cosk, -Уу ■ cos(<<0 + є)-sinX Після перетворення одержимо:

У- - sn <p, + У у - cospo

ты =-----у---. (5)

/ соек, - а п к (V- соэро - Уу а п <р1о)

У випадку, коли Ух = Уу = 0, будемо мати \.дты = 0, % = 0, тобто інструментальні та статичні геометричні параметри співпадають.

Визначення статичного кута нахилу різальної кромки Хс. Статичний кут нахилу різальної кромки Хс - це кут в статичній площині різання Рпс між різальною кромкою АВ і статичною основною площиною РЇС (рис. 1) [1].

Для визначення кута Хс вводимо систему площин проекцій П4/П5. Площина П5 проведена паралельно статичній площині різання Рпс. За правилом зміни площин проекцій визначаємо проекцію А5В5 різальної кромки на площину П5 та проекцію А5С5, що дорівює довжині вектора V швидкості головного руху різання. Положення прямих А5В5 та А5С5 визначає величину статичного кута нахилу різальної кромки Хс в досліджуваній точці А.

Аналізуючи графічні розв'язки, запишемо:

V

де 7505 = М зСз = Л3В3 + Б30з ап к;

АВ =        = /у ■ соа(ро + є), 3   соек,      ап £■ соек, '

тоді

тг = соа(%о + є)   /г ап к - сов(^0 + є) \$к а п к

15С5 =--1--.

а п є соак а п є

Після перетворення одержимо:

Т5С5 = (V- ■ соэ^0 - /у ■ а п (рі0) соэк, + V а п к .

Таким чином:

(V- соаро - а п ро) соек, - V; а п к

(6)

зокрема, коли v = Уу = 0 значення статичних та інструментальних кутів різальної кромки співпадають.

Визначення статичних геометричних параметрів різних інструментів. Користуючись формулами (1), (2), (3), (4), (5), та (6) визначимо геометрію спірального свердла. Для спірального свердла (рис. 2) запишемо проекції вектора головного руху: Ух = Vг2 • Ід ; Уу=0.

Рис. 2. Визначення статичних геометричних параметрів свердла

Відомі інструментальний кут нахилу різальної кромки X = 0 та головний кут в плані, зорієнтований відносно осі х: (ріо = 90°- ф, де ф - половина кута при вершині свердла. Підставляючи ці величини у формулу (6), будемо мати:

(7)

або

ап кс = - ап лсовр,

і о

(8)

ВИПУСК 4, 2006_Процеси механічної обробки в машинобудуванні

Розглянемо приклади визначення статичних геометричних параметрів для токарних прохідного та відрізного різців.

Для токарного прохідного різця (рис. 3), установленого вище центра, проекціями швидкості головного руху будуть:

Vx = V an ц; V = 0 ; Vz = V cos^. (9)

Відомі інструментальні кути у, оі, Яі та фіо = 90о - q>. Підставляючи величини проекцій швидкості головного руху та величини інструментальних кутів у загальну формулу (5), знайдемо zN:

tgrN =_V ^sin ц C0S_, (10)

V cos cosl, + sn Я V sn ц sn q>j0

звідки:

=--, (id

cosl, + tg ц ■ s n Я ■ s n q>j0

H

де s n ц = ;

R

Н - перевищення вершини різців над віссю заготовки;

R - радіус контакту досліджуваної (вершинної) точки А різця з оброблюваною поверхнею.

На величину кута zN зростають статичні передні кути в нормальному до різальної кромки перерізі усн, порівняно з уін:

Відповідно на величину кута xN зменшуються інструментальні задні кути при переході до статичних кутів о сн в нормальному до різальної кромки перерізі:

Виходячи з формули (6), запишемо формулу для розрахунку статичного кута нахилу різальної кромки:

V ■ sn ц sn фіп cosl, + V ■ cosц■ sin Я

sn Яс =-^ < '        =^- ,

2 sin2 ц + V2 cos2 ц

звідки для прохідного токарного різця:

s n Я = s n ц ■ s n срІо ■ cosl, + cosц ■ s n Я. (12)

При установці нижче центра заготовки токарного прохідного різця

H

в його вершинній різальної кромки s n ц =--.

R

Рис. 3. Геометричні параметри перехідного різця, встановленого вище центра

Тоді:

tg и - sin Л - sin Ц/°

Відповідно кути їсі та асі будуть: cos Л j

ї сн

Статичний кут нахилу А,с різальної кромки буде дорівнювати:

sin Лс = cos/ - sin Л - sin и - sin <plc - cos Л . Для різця, встановленого по центру у вершинній точці різальної кромки:

H = О, sin / = О; / = О; tgTN = О; Tn = 0.

Таким чином, в зазначеному випадку статичні кути (усн, асн, Ясн) тільки у вершинній точці різальної кромки А будуть дорівнювати інструментальним. При Яф 0 в останніх точках різальної кромки вони не дорівнюють нулю, а їх визначення аналогічне визначенню кутів для випадків встановлення різця вище або нижче центра в залежності від +Х.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Н С Равська - Визначення швидкості різання при різних кінематичних схемах обробки

Н С Равська - Заточування черв'ячних зуборізних фрез

Н С Равська - Питання формоутворення торцевими фрезами зубчастих коліс

Н С Равська - Різальний інструмент проектування виготовлення експлуатація