Tvarové frézy sú nástroje, ktorých rezné hrany sú určené profilom dielu a pracujú metódou kopírovania. Široké uplatnenie nachádzajú v sériovej, veľkosériovej a hromadnej výrobe pri spracovaní rotačných telies s vonkajšími alebo vnútornými tvarovými plochami. Spracovanie sa vykonáva z tyče na revolverových strojoch, automatoch a poloautomatických strojoch. Presne vypočítané a vyrobené tvarové frézy na spracovanie konkrétneho dielu poskytujú vysokú produktivitu, identické tvary dielov a rozmerovú presnosť nezávislú od kvalifikácie pracovníka. Rozmerová presnosť obrábaných dielov podľa IT8-IT12 a drsnosť povrchu RA= 0,63-2,5 mikrónov.

Najbežnejšie sú kruhové a prizmatické frézy, pracujúce s radiálnym a tangenciálnym (tangenciálne smerovaným) posuvom.

Prizmatické frézy sa používajú na spracovanie vonkajších plôch. V porovnaní s kruhovými frézami majú zvýšenú tuhosť, vysokú presnosť spracovania a jednoduchú inštaláciu na stroje.

Okrúhle frézy sa používajú na spracovanie vonkajších a vnútorných povrchov. Sú technologicky vyspelejšie na výrobu ako hranolové, poskytujú väčší počet prebrúsení, ale sú podradné v tuhosti a presnosti spracovania.

Pri výbere typu tvarovej frézy sú rozhodujúce jej náklady, presnosť tvaru a lineárne rozmery profilu, ktoré zaručujú príjem vhodného dielu.

3.2.Metodika navrhovania tvarových fréz

Návrh tvarovej frézy akéhokoľvek typu na spracovanie daného dielu pozostáva z množstva všeobecných a povinných krokov pre všetky typy fréz. Priradenie materiálu nástroja, voľba predných a zadných uhlov a priradenie množstva konštrukčných parametrov sa teda vykonáva úplne rovnako pre všetky tvarové frézy.

3.2.1.Charakteristické body

Pred návrhom sú na profile dielu postupne vyznačené charakteristické (uzlové) body 1, 2, 3 atď. Tieto zahŕňajú počiatočný a koncový bod profilu; nodálny, v ktorom jeden úsek profilu prechádza do druhého; dodatočný stred na kužeľovej časti; dva alebo tri ďalšie body rovnako vzdialené od seba na zakrivenom úseku. Jednoduché skosenia nie sú koordinované. Výkres frézy označuje rovnaký uhol a veľkosť skosenia ako na diele.

Potom sa určia vypočítané rozmery charakteristických bodov, berúc do úvahy veľkosť a umiestnenie tolerančných polí. Vypočítané menovité priemery sú nastavené v strede tolerančného poľa s presnosťou 0,001 mm. Výsledky sú zaznamenané v súhrnnej tabuľke.

Súradnice priemerného stredného bodu kužeľa sú určené nasledujúcimi vzorcami:

,

Kde
priemery počiatočných, stredných medziľahlých a konečných bodov kužeľa;
lineárne rozmery kužeľa a priemerný medziľahlý bod.

Súradnice priemerného medziľahlého bodu zakriveného úseku (kvadrantu) sa určujú pomocou nasledujúcich vzorcov:

,

Kde
priemery stredného, ​​stredného a počiatočného bodu kvadrantu, ktorý je súčasťou zakriveného úseku;
polomer oblúka;
lineárne rozmery stredu oblúka a stredného medziľahlého bodu.

3.2.2 Účel materiálu tvarových fréz

Frézy okrúhleho tvaru sú prevažne konštruované a vyrábané ako jeden kus a hranolové, aby sa ušetril nástrojový materiál, sú vyrábané ako kompozitné frézy. Ako materiál pracovnej časti fréz sa najčastejšie používa rýchlorezná oceľ R6M5. Pri výrobe dielov z ťažko spracovateľných materiálov je ekonomicky výhodné použiť frézy vyrobené z rýchlorezných ocelí R10K5F5, R9K10, R18K5F2, R9K5 a tvrdých zliatin VK10-M, VK8, T15K6. Pri navrhovaní kompozitných fréz sa ako materiál držiaka používa oceľ 45 GOST 1050-74.

Na spracovanie časti znázornenej na náčrte je potrebné navrhnúť tvarovú frézu.

Obr.1

Možnosť úlohy - 5234

Počiatočné údaje o obrobku

Rozmery dielu

D1 = 69 mm D2 = 55,5 mm D3 = 13 mm L1 = 5 mm L2 = 10 mm

L3 = 13 mm R1 = 28 mm D4 = 62,5 mm D5 = 58,5 mm D6 = 55,5 mm

D7=53,5 mm D8=52,5 mm L4=13 mm L5=3 mm L6=6 mm

L7=9,5 mm D9=49 mm D10=44 mm L8=12 mm L9=10 mm

Materiál dielu - Oceľ 50

Tvrdosť materiálu dielu HB, MPa - 2364

Obrobok je rotačné teleso a má valcové, kužeľové, guľové úseky a úsek určený súradnicami.

Grafické a matematické vyjadrenie tvarového profilu obrobku

tvarovaná rezačka varná rezačka

Grafické a matematické vyjadrenie tvarového profilu obrobku sa určuje vzhľadom na súradnicové osi X a Y Stred 0 súradnicových osí sa nachádza v priesečníku ľavého okraja dielu a jeho osi otáčania. Súradnicová os Y je nakreslená zo stredu súradnicových osí 0 kolmo na os X Tvarovaný profil dielu v určitých oblastiach vo väčšine prípadov pozostáva z kombinácie priamych úsečiek a kruhových oblúkov. Pomocou súradnicovej metódy môžete definovať tvarovaný profil dielu, ktorého tvarovací povrch je opísaný zakrivenými čiarami. Tvarový profil obrobku je konvenčne rozdelený na samostatné elementárne úseky (segmenty priamych čiar, kruhové oblúky atď.), Pre každý z nich je určený matematický výraz.

Grafické vyjadrenie tvarovaného profilu je na obrázku 1.

Obr.2

Matematický výraz pre tvarovaný profil:

V intervale 0? X 5 je profil úsečka rovnobežná s osou dielu (os X) a je vyjadrená vzorcom Y = 27,75.

V intervale 5? Profil Xa13 je úsečka definovaná pozdĺž kruhu a je vyjadrená vzorcom

V rozmedzí 13? X? 26 profil je segment špecifikovanej čiary súradnicová metóda a je vyjadrená vzorcami:

Y = 31,25 X = 13

Y = 29,25 X = 16

Y = 27,75 X = 19

Y = 26,75 X = 22,5

Y = 26,25 X = 26

V intervale 26? Profil X?38 je úsečka naklonená k osi dielu (os X), prechádzajúca cez dva body 1 a 2 so súradnicami: bod 1- 26, 24,5; bod 2- 38, 22 - a vyjadruje sa vzorcom

Y= + 22- = -0,1875X+22,1875 = -0,188X+22,188

Výber celkových rozmerov tvarovej frézy

Celkové rozmery tvarovej frézy sa vyberajú v závislosti od maximálnej hĺbky Tmax tvarového profilu obrobku a koeficientu K, ktoré sú určené vzorcami:

Тmax = ,

kde Dmax a Dmin sú maximálny a minimálny priemer tvarového profilu obrobku

L je celková dĺžka tvarovaného profilu obrobku (pozdĺž osi X).

Tmax = = 12,5 mm

Výber celkových rozmerov hranolovej tvarovej frézy

Celkové rozmery prizmatickej tvarovej frézy (obr. 3) sú vybrané z tabuľky 2. [6, s. 10]

Pre Tmax = 12,5 a K = 3,84 sú celkové rozmery tvarovej frézy nasledovné

Šírka Lр sa určuje po návrhu tvarového profilu reznej časti frézy; uhol f prvkov upevňovacej časti tvarovej frézy sa rovná 60 °; uhol b je určený vzorcom

c = 90o - (b+d)

kde b a d sú predné a zadné uhly tvarovej frézy v závislosti od materiálu obrobku a materiálu nástroja.

Ryža. 3.

Výber uhla sklonu a chrbta tvarovej frézy

Uhly čela a chrbta sa vyberajú z tabuľky 4 v závislosti od materiálu obrobku.

Pri spracovaní ocele 50 HB = 2364 MPa

r = 12°; b = 8°.

x=90°-12°-8°=70°.

Výpočet hĺbky profilu hranolovej tvarovej frézy

Na spracovanie časti dielu, ktorého profil je segmentom priamky rovnobežnej s osou dielu, je hĺbka profilu tvarovaného rezača konštantná pre všetky hodnoty X a vypočíta sa pomocou vzorca

Ср = М),

kde M je koeficient charakterizujúci úsečku priamky rovnajúci sa b0

V intervale 0? X? 5 M = 27,75 mm

Av = 27,75*) = 27,75*) = 27,75* *4,519 = 27,75*0,0436*4,5199 = 5,46 mm.

Na spracovanie časti dielu, ktorého profil je úsekom priamky naklonenej k osi dielu, sa hĺbka profilu tvarovaného frézy pre každú hodnotu od X1 do X2 vypočíta podľa vzorca

Ср = (NX +Q) ],

kde koeficienty N a Q charakterizujú priamku a považujú sa za rovnaké

Priemer = (-0,188*26+22,188)] =

17,3*) = 17,3* = 17,3*(-

0,0523)*4,519 = 4,09 mm

Priemer = (-0,188*38+14,875)] =

7,731*) = 7,731* =

7,731*(-0,1074)*4,519 = 3,75 mm

Na spracovanie časti dielu, ktorého profil je segmentom čiary definovanej pozdĺž kruhu, sa hĺbka profilu tvarovanej frézy pre každú hodnotu od X1 do X2 vypočíta podľa vzorca

kde koeficienty S, G, B a W charakterizujú úsečku a považujú sa za rovnaké:

Priem=(1*6,5)*sin

= (1* +6,5)*sin (12- =

34,0499*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,099*0,0756*4,5199=11,64 mm

Priem=(1*6,5)*sin

34,3388*sin(12-7°40?)*4,5199 = 34,338*0,0756*4,5199=11,74 mm

Na spracovanie časti dielu, ktorého profil je segmentom čiary špecifikovanej súradnicovou metódou, sa hĺbka profilu v tvare frézy pre každú hodnotu X vypočíta pomocou vzorca

Priemer = 31,25*)* = 31,25 * sin (12-

*=31,25* sin (12- *4,5199 =31,25*0,0640*4,5199= 9,04 mm

Av = 29,25*)* = 29,25 * sin (12-

*=29,25* sin (12- *4,5199 = 29,25*0,0523*4,5199 = 6,92 mm

Priemer = 27,25*)* = 27,25 * sin (12-

*=27,25* sin (12- *4,5199 =27,25*0,0436*4,5199 = 5,37 mm

Pre X = 22,5

Priemer = 26,75*)* = 26,75*

26,75 * 0,0378 * 4,5199 = 4,57 mm

Pre X = 26,0

Priemer = 26,25*)* = 26,25 * sin (12-

*= 23,25*sin (12- *4,5199 = 26,25*0,0349*4,5199 = 4,36 mm

Konštrukčné prevedenie tvarového frézy

Konštrukcia profilu tvarovaného frézy sa vykonáva pomocou súradnicovej metódy. Pre hranolovú frézu sú súradnicami hĺbka Cp profilu tvarovej frézy a rozmer X pozdĺž osi obrobku.

Šírka Lр tvarového profilu obrobku (pozdĺž osi obrobku); T1 a T2 - rozmery, ktoré určujú dodatočné výstužné hrany profilu tvarovej frézy. Keďže naša časť je vyrobená z kusového polotovaru, potom T1 = T2.

kde T3 - veľkosť sa rovná 1...2 mm, T4 sa rovná 2...3 mm.

Berieme T3 a T4 rovné 2 mm.

Lp = 48 + 2 x 4 = 54 mm

Veľkosť T5 sa vyberá z pomeru

kde Tmax je maximálna hĺbka tvarového profilu obrobku

Akceptujeme T5 = 12 mm

Berieme veľkosť T6 rovnajúcu sa T5 s presahom 2...3 mm.

T6 = 12,5 + 3 = 15 mm

Predpokladá sa, že uhol je 15°.

Ryža. 4

Tvarové frézy so šírkou Lp? 15 mm sa vyrábajú v kompozitoch. V kombinovanej prizmatickej rezačke, v zloženej tvarovej rezačke má rezná časť tieto rozmery:

výška - (0,5…0,6) H = 0,5 x 90 = 45 mm;

šírka - Lр= 52 mm

hrúbka - (0,6…0,7)B = 0,7*25 = 17,5 mm

Tvrdosť tvarovanej frézy:

a) rezná časť z rýchloreznej ocele - HRC, 62…65;

b) upevňovací diel - HRC, 40…45.

Parametre drsnosti tvarovaných plôch frézy:

a) predná plocha a tvarovaná zadná plocha - Ra 0,32 mikrónu;

b) montážne plochy upevňovacej časti - Ra? 1,25 mikrónu;

c) ostatné povrchy - Ra 2,5 mikrónu.

Maximálne odchýlky hĺbky tvarového profilu sú akceptované ±0,01 mm, šírka tvarového profilu frézy je akceptovaná v závislosti od jeho tolerancie, t.j. ± 1/2 Tr.

Tolerancia šírky profilu tvarovaného frézy je určená vzorcom

Tr=(0,5…0,7)Ts,

kde Ts je tolerancia pre šírku tvarovaného profilu obrobku.

Maximálne odchýlky iných veľkostí tvarových fréz sú akceptované:

a) pre hriadeľ - h12;

b) pre otvor - H12;

c) pre zvyšok - ±1/2IT12.

Maximálne uhlové odchýlky:

a) predné d a zadné b uhly ±1°;

b) uhol upevňovacej časti f=±30°;

c) iné uhly ±1,5°.

Komplexná kontrola upevňovacej časti tvarovej frézy sa vykonáva podľa rozmeru P (s presnosťou 0,05 mm)

kde d je priemer kalibrovaného valca, d=E=10 mm.

1. Úvod............................................... ...................................................... .......... 7

1.2. Tvarovaná fréza ................................................................ ...................................... 7

1.2. Tvarovaná fréza s chrbtom ............................................................ ............................. 4

2.Výpočet profilov tvarových nástrojov................................................. .............. 4

2.1. Výpočet profilu tvarovej frézy................................................................ .............. 4

2.1.1.Grafická metóda určenia profilu tvarovej frézy........... 6

2.1.2 Analytická metóda na výpočet profilu frézy................................................ 6

2.2. Výpočet profilu tvarovanej frézy s chrbtom................................................. 9

Zuby profilovacej frézy ................................................................ ...................................... 12

3. Výber štandardných alternatívnych nástrojov na získanie tvarových profilov špecifikovaných dielov................................... ...................................................... 14

Výber štandardného alternatívneho nástroja pre tvarové sústruženie 14

Výber štandardného alternatívneho nástroja na profilové frézovanie................................................ ............................................................. ................................................................. .... 15

4. Konštrukcia trajektórie pohybu alternatívnych nástrojov pri získavaní tvarových profilov................................... ................................................................. ........... 17

4.1. Konštrukcia trajektórie pohybu obrysovej prefabrikovanej frézy pri získavaní tvarového profilu.................................. ................................................................... ............... 17

4.2. Konštrukcia trajektórie stopkovej frézy pri získavaní tvarovaného profilu................................................ ...................................................................... ...................................... 21

Záver k projektu kurzu ............................................................ ....................................... 23

Aplikácia................................................ ...................................................... ......24

Úvod

Tvarovaná fréza

Tvarové frézy sa používajú na opracovanie rotačných telies, ktoré majú vonkajší alebo vnútorný tvarovaný povrch. Spracovanie týmito frézami sa zvyčajne vykonáva na automatických strojoch a revolverových strojoch vo veľkosériovej alebo hromadnej výrobe. Ako polotovary sa najčastejšie používajú kalibrované valcované výrobky vo forme tyčí.

V porovnaní s inými typmi fréz majú tvarové frézy tieto výhody:

1) zabezpečiť rovnaký tvar dielu a vysokú rozmerovú presnosť nezávisle od kvalifikácie pracovníka;

2) majú vysokú produktivitu vďaka veľkej dĺžke aktívnej časti reznej hrany;

3) majú veľkú rezervu na prebrúsenie;

4) postačuje jednoduché prebrúsenie pozdĺž roviny prednej hrany;

5) nevyžaduje veľa času na nastavenie a konfiguráciu stroja.

Nevýhody tvarovaných fréz zahŕňajú:

zložitosť výroby a vysoká cena;

1) frézy sú špeciálne, pretože sú vhodné na výrobu častí iba daného profilu;

2) veľké radiálne zaťaženie fréz pracujúcich s radiálnym posuvom spôsobuje vibrácie a elastické deformácie netuhých obrobkov, čo si vyžaduje zníženie posuvu a znižuje produktivitu;

4) kinematické predné a zadné uhly tvarových fréz sa počas procesu rezania menia po dĺžke rezných hrán v širokom rozsahu, výrazne odlišnom od optimálnych hodnôt.

Tvarovaná fréza s chrbtom.

Tvarované frézy sú frézy s tvarovanou reznou hranou. Používajú sa na akékoľvek fréza, pomerne ľahko spracováva zložité povrchy s vysokým stupňom presnosti a čistoty. V niektorých prípadoch je tvarová fréza jediným nástrojom, ktorý možno použiť na spracovanie zložitého profilu produktu. Tvarové frézy sa rozšírili pri spracovaní rôznych tvarových plôch. Výhody použitia tvarových fréz sa prejavia najmä pri spracovaní obrobkov s veľkým pomerom dĺžky k šírke frézovaných plôch.

Tvarované chrbtové frézy majú rovnú prednú plochu, pozdĺž ktorej sa počas prevádzky brúsia. Nové a

Opätovne naostrená fréza dokáže spracovať rovnaké diely, ak sa tvar tvarovanej reznej hrany pri preostrovaní nemení. To sa dosiahne výberom vhodného tvaru povrchu boku zuba frézy. Zadná plocha zuba chrbtovej frézy s uhlom čela y = 0° je sústava tvarovaných rezných hrán, tvarovo konštantných a umiestnených v radiálnych rovinách v rôznych vzdialenostiach od osi frézy. Pri pohybe z prednej roviny novej frézy na zadnú časť zuba sa vzdialenosť od osi k reznej hrane zmenší, aby sa zabezpečili kladné uhly vôle na reznej časti.

Výpočet profilov tvarových nástrojov.

Výpočet profilu tvarovej frézy.

Východiskové údaje pre výpočet profilu frézy: spracovávaný materiál je AM g P a profil dielu (obr. 1). Predný a zadný uhol sa nastavuje v závislosti od fyzikálnych a mechanických vlastností spracovávaného materiálu:

y = 20°, a = 10°.

Maximálny polomer tvarovacej frézy

kde t je maximálna hĺbka profilu obrobku; l – minimálna vzdialenosť potrebné na odstránenie triesok z prednej plochy frézy; m – hrúbka frézy; d 0 – priemer montážneho otvoru.

Obrázok 1. Náčrt dielu spracovaného tvarovanou frézou.

3D model obrobku je na obr.2

Obr. 3D model tvarového dielu získaný sústružením.

D1 = 25, D2 = 30, D3 = 36, D4 = 30, 11 = 5, 12 = 10, 13 = 15, 14 = 20, R = 3.

Materiál – zliatina VML-1 (GOST 7167-54), s = 25 kgf/mm 2, d = 35 %.

Odchýlka diametrálnych a dlhých rozmerov podľa h9.

Úvod

Tvarové frézy sú nástroj, ktorého rezné hrany majú tvar, ktorý závisí od tvaru profilu obrobku.

Tvarové frézy pracujú v náročných podmienkach, pretože všetky rezné hrany súčasne zaberajú do rezu a vytvárajú vysoké rezné sily. Ich použitie si nevyžaduje vysokokvalifikovaných pracovníkov a presnosť spracovávaných dielov zabezpečuje samotná konštrukcia frézy. Starostlivo vypočítané a presne vyrobené tvarové frézy s správna inštalácia na strojoch zabezpečujú vysokú produktivitu, presný tvar a rozmery spracovávaných dielov.

Presnosť výroby dielov pomocou tvarových fréz je možné dosiahnuť až do 9-12 stupňov presnosti.

Frézy okrúhleho tvaru sa používajú na sústruženie vonkajších a vnútorných plôch a prizmatické iba na vonkajšie. Hlavnými výhodami fréz kruhového tvaru je jednoduchosť ich výroby a veľký počet prebrúsení v porovnaní s prizmatickými frézami. Frézy sú upevnené na tŕni a zaistené proti otáčaniu pomocou zvlnenia vytvorených na jednom z koncov.

Častejšie sa robia zvlnenia na špeciálnom krúžku s čapom, ktorý je súčasťou držiaka na pripevnenie frézy k stroju. V tomto prípade je na fréze vyvŕtaný otvor pre kolík.

Dĺžka profilu tvarovanej frézy sa považuje za o niečo väčšia ako dĺžka obrobku. Prípustná dĺžka profilu frézy L p pri upevňovaní obrobku v skľučovadle je obmedzená.

Dizajn frézy okrúhleho tvaru

Tvarové frézy sú drahý a zložitý nástroj. Pri kruhovej fréze je z rýchloreznej ocele vyrobená len samotná fréza a z konštrukčnej ocele držiak, na ktorom je namontovaná. Aby sa fréza neotáčala na držiaku, je vyrobený zúbkovaný vlnitý povrch.

Na výrobu kruhových fréz je vhodné použiť viacúčelové CNC stroje.

Pri spracovaní na týchto strojoch je zaznamenaná jednoduchosť výroby aj tých najzložitejších tvarovaných profilov.

Hlavné konštrukčné prvky tvarovanej kruhovej frézy, ktoré je potrebné určiť, sú:

vonkajší priemer frézy;

priemer otvoru;

tvarovaný profil frézy;

dĺžka frézy.

Vonkajší priemer frézy je nastavený s ohľadom na:

výška profilu produktu,

vzdialenosť potrebná na odstránenie triesok L,

minimálna hodnota veľkosti steny frézy M.

Obrázok 1. Štandardná veľkosť tvarovanej plochy

Rozmery dielu: D - 42 mm; D 1 - 45 mm; 11 = 3 mm; l 2 -- 18 mm; l3 = 33 mm;

L = 40 mm; f = 0,5 mm.

Spracovaný materiál - oceľ 20XG

Dĺžku frézy berieme ako zväčšenú o 4 mm v porovnaní s dĺžkou dielu, aby sme kompenzovali nepresnosť inštalácie tyče vzhľadom na frézu.

Na ploche, ktorá je v kontakte s lištou, urobíme podrezaný uhol, aby sa zabránilo odieraniu bočnej plochy frézy o lištu.

Aby sa uľahčila presná inštalácia frézy vo výške stredu výrobku, mali by sa na tele frézy urobiť zárezy. Pre ľahké ostrenie sa odporúča umiestniť na frézu kontrolnú kruhovú značku, ktorej polomer sa rovná hp.

Tolerancie pre presnosť výroby všetkých lineárnych rozmerov frézy nie sú priamo špecifikované. Tolerancie sú zvyčajne nastavené na výrobu všetkých veľkostí šablón pre danú frézu a profil frézy je meraný šablónou. Tolerancie pre výrobu šablón sú akceptované v rozsahu 0,01-0,02 mm.

Výber materiálu na rezanie dielov.

Vyberáme rýchloreznú oceľ R6M5.

Charakteristika R6M5.

Oceľ R6M5 nahradila najmä ocele R18, R12 a R9 a našla uplatnenie pri spracovaní neželezných zliatin, liatiny, uhlíkových a legovaných ocelí, ako aj niektorých žiaruvzdorných a korózii odolných ocelí.

Pevnosť tohto materiálu je uspokojivá. Zvýšená odolnosť proti opotrebeniu pri nízkych a stredných rezných rýchlostiach. Tento materiál má široký rozsah teplôt kalenia.

Brúsiteľnosť je uspokojivá.

Oceľ R6M5 sa používa na výrobu všetkých typov rezných nástrojov pri spracovaní konštrukčných ocelí z uhlíkovej zliatiny; Výhodne na výrobu nástrojov na rezanie závitov, ako aj nástrojov, ktoré pracujú s rázovým zaťažením.

Chemické zloženie ocele R6M5:

Tvrdosť materiálu P6M5 po žíhaní je HB 10 -1 = 255 MPa.

Geometria tvarovej frézy.

Tvarová fréza, rovnako ako každá iná fréza, musí byť vybavená príslušnými zadnými a čelovými uhlmi, aby proces odstraňovania triesok prebiehal za dostatočne priaznivých podmienok.

Geometrické parametre reznej časti - uhly b a d - sa nastavujú v základnom bode (alebo na základnej čiare) reznej hrany v rovine n, kolmej na základňu nástavca frézy. Bod A, ktorý je najďalej od montážnej základne, sa považuje za základný bod.

Obrázok 2. Geometrické parametre reznej časti

Predný uhol radiálnej kruhovej frézy sa vytvorí pri jej výrobe umiestnením prednej plochy vo vzdialenosti h od osi frézy a zadný uhol sa získa nastavením osi frézy nad osou dielu o hodnotu h p. :

h p = RХsin(b)

kde R = D/2 je polomer frézy v základnom bode (D je maximálny priemer frézy).

Hodnota predných uhlov radiálnych rezákov je priradená podľa tabuľky. 5 v závislosti od spracovávaného materiálu a materiálu frézy.

Uhol vôle reznej hrany frézy závisí od tvaru tvarovej frézy a jej typu pre frézy kruhového tvaru sa uhol vôle volí v rozsahu 100 -150. Na výpočty vezmeme 15 0.

Uvedené hodnoty zadných a predných uhlov sa vzťahujú len na vonkajšie body profilu frézy. Keď sa uvažované body približujú k stredu kruhovej frézy, zadný uhol sa neustále zvyšuje a uhol čela sa zmenšuje.

Výpočet tvarovej frézy

Profil tvarovej frézy sa spravidla nezhoduje s profilom obrobku, čo si vyžaduje úpravu profilu frézy.

Za týmto účelom určte rozmery normálneho úseku pre prizmatické a axiálne úseky pre kruhové frézy.

Profil tvarovej frézy sa nastavuje dvoma spôsobmi:

grafický;

analytické;

Grafické metódy poskytujú zároveň najväčšiu presnosť, sú jednoduché a prijateľné pri úprave profilu fréz s jednoduchými konfiguráciami, s nízkymi nárokmi na presnosť a na približné určenie profilu zložitých a presných tvarových fréz. Všetky sú založené na nájdení prirodzenej veľkosti plochej postavy, určenej normálnym alebo osovým rezom tvarovej frézy. V praxi sa profil tvarovej frézy upravuje pomocou analytickej metódy, ktorá zabezpečuje vysokú presnosť.

Keď sú zadné uhly a uhly čela rovné 0, profil frézy sa presne zhoduje s profilom dielu.

V našom prípade sa uhly nerovnajú 0, v tomto prípade si môžete všimnúť, že profil frézy sa mení v porovnaní s profilom dielu, všetky rozmery profilu merané kolmo na os dielu sa menia na rezačka.

Stanovme profil reznej hrany pre našu frézu dvoma spôsobmi a porovnajme ich.

Prvý spôsob: Grafický,

Druhá metóda: Analytická.

Grafický výpočet profilu frézy

Profilovanie sa týka nasledovného. Charakteristické body 1, 2, 3... vodorovného priemetu dielu sa prenesú na vodorovnú os zvislého priemetu dielca a potom sa polomermi opísanými zo stredu zvislého priemetu dielca prenesú k značke prednej plochy frézy. Tým sa dosiahne korekcia z prítomnosti predného uhla. Výsledné body sa prenesú zo značky prednej plochy s polomermi opísanými zo stredu frézy na vodorovnú os jej vertikálneho premietania. V dôsledku tohto prenosu sa vykoná korekcia na prítomnosť uhla chrbta. Výsledné body sa spúšťajú nadol, kým sa nepretnú s vodorovnými čiarami nakreslenými z charakteristických bodov vodorovného premietania dielu.

Na obr. 4 sú okrem profilovania uvedené ďalšie rezné hrany frézy, ktorých rozmery je možné zohľadniť pri navrhovaní jej konštrukcie: S 1 - rezná hrana, ktorá pripravuje na rezanie dielca z obrobku (zvyčajne tyč); jeho horná časť by nemala vyčnievať za pracovný profil frézy, t.j. t - by malo byť menšie (alebo rovné) t max. V tomto prípade by šírka drážky na rezanie mala byť o 0,5... 1 mm širšia ako dĺžka hlavnej reznej hrany rezného nástroja. Uhol q musí byť aspoň 15°.

Na skosenie alebo orezanie dielu je potrebná prídavná rezná hrana S 2; S 5 = 1...2 mm - prekrytie; S 4 = 2...3 mm - výstužná časť.

Teda dĺžka frézy

L R = ld + S2 + S4

kde l d je dĺžka časti.

Lp = 40 + 15 + 2 = 57 mm

Obrázok 4. Grafická metóda na profilovanie frézy s ostrením pod uhlom r

Priemer frézy okrúhleho tvaru je určený graficky. Maximálna hĺbka spracovaného profilu

d min, d max - najväčší a najmenší priemer profilu obrobku.

Podľa najväčšej hĺbky opracovaného profilu podľa tabuľky. 3 nájdeme

D = 60 mm, R1 = 17 mm.

kde R= D/2 je polomer frézy v základnom bode (D je maximálny priemer frézy).

Na získanie zadného uhla frézy okrúhleho tvaru je jej vrchol v prevádzke nastavený pod osou frézy vo vzdialenosti h.

Obrázok 5. Určenie uhlov vôle formovacej frézy

Výšku ostrenia tvarovej frézy vypočítame so základným bodom vzhľadom na os dielu:

hp = 17 * sin25 = 7,1 mm

Tvarovaný obrys je rozdelený na samostatné úseky, základné body charakterizujúce konce úsekov sú označené číslami a sú určené súradnice všetkých základných bodov, t.j. Tabuľka 1 je zostavená (pozri obrázok 5).

Je vhodné usporiadať základné body tak, aby mali rovnaké polomery r v pároch, čo znižuje množstvo korekčných výpočtov. Neznáme súradnice bodov sa určia riešením pravouhlých trojuholníkov. Napríklad: nastaví sa veľkosť l i, potom sa určí polomer bodu r 1 a potom, ak máme polomer, sa podobným spôsobom získa veľkosť l i “. Presnosť výpočtu súradníc bodov obrobku je 0,01 mm.

Vzhľadom na to, že tvarová fréza sa zvyčajne musí vypočítať na niekoľkých uzlových bodoch, pre pohodlie môžu byť výpočty prezentované vo forme tabuľky

stôl 1

Analytický výpočet profilu tvarovej frézy

Riešenie elementárnych geometrických úloh, počet charakteristických bodov, ktorými určujeme polomery profilových bodov súčiastky, ako pri geometrickej metóde - 8.

Označme číslami 1,2,...., i podmienečne body daného profilu, polomery r 1 , r 2 .... uzlových bodov a vzdialenosť pozdĺž osi medzi nimi l 21 ... ....l i1 sú určené z výkresu súčiastky a sú zhrnuté v tabuľke 1. Nech sa bod 1 nachádza vo výške stredu otáčania súčiastky (základný bod). Cez bod 1 nakreslíme prednú plochu frézy pod uhlom r 1. V dôsledku sklonu prednej plochy sú zvyšné uzlové body (2, 3, ..., i) umiestnené pod stredom otáčania dielu.

Na výpočet profilu fréz kruhového a hranolového tvaru je potrebné určiť vzdialenosti C i1 pozdĺž prednej strany od bodu i po bod 1.

Kde r 1, r i sú polomery základných a i-tých uzlových bodov.

V dôsledku toho hodnota C i1 nesúvisí s konštrukčným tvarom fréz, t.j. vzorec platí pre prizmatické aj kruhové frézy.

Určte polomer R i fréz pre externé spracovanie:

kde r 1, b 1 - predný a zadný uhol pre základný bod 1;

Určíme vzdialenosť hĺbky profilu v axiálnom reze frézy okrúhleho tvaru:

t2 = 30-29,5 = 0,5 mm

t3 = 30-29,5 = 0,5 mm

t4 = 30-26 = 4 mm

t5 = 30-24,8 = 5,2 mm

t6 = 30-26 = 4 mm

t7 = 30-29,5 = 0,5 mm

t8 = 30-29,5 = 0,5 mm

Porovnajme veľkosti fréz získané dvoma spôsobmi:

Tabuľka 2

Maximálny rozdiel medzi týmito dvoma metódami bol teda 1,163 %. Porovnaním týchto dvoch metód na výpočet profilu tvarovej frézy sme určili, že analytická metóda je najpresnejšia.

Chyba nie je veľká, takže pri malosériovej výrobe môžete použiť grafickú metódu.

Návrh šablóny a protivzoru

Na základe výsledkov korekčného výpočtu je skonštruovaný profil šablóny na kontrolu presnosti profilu tvarovej plochy frézy po brúsení a počítacia šablóna na kontrolu profilov brúsneho kotúča na spracovanie profilu frézy. Na tento účel sa cez základný bod rovnobežne s osou nakreslí súradnicová čiara, z ktorej sa vykreslia vypočítané hodnoty výšky profilu frézy v charakteristických bodoch DR i. Osové rozmery profilu frézy s osou rovnobežnou s osou dielu sa rovnajú osovým rozmerom dielca.

Krivkové rezy profilu sú špecifikované vo forme oblúka s polomerom r, ktorého hodnota sa určuje pomocou súradníc troch charakteristických bodov nachádzajúcich sa na zakrivenom úseku alebo súradníc niekoľkých bodov, ktorými krivka prechádza.

Presnosť výroby profilu ±0,01. Na uľahčenie brúsenia pozdĺž profilu sa urobí skosenie pod uhlom 30°. Materiál šablóny - oceľ 20ХГ, tvrdosť HRC 58...62.

3.1. ZÁKLADNÉ POJMY A KLASIFIKÁCIA REZÁKOV

Frézy s tvarovanou reznou hranou sa používajú na tvarovanie plôch telies rotačných a prizmatických častí, plôch, ktoré majú ako generátor čiaru, predstavujúcu kombináciu priamych a zakrivených úsekov.

Získanie tvarovaného povrchu súčiastky je možné samostatným spracovaním každého z úsekov jeho tvoriacej čiary pomocou fréz, fréz, brúsnych kotúčov, avšak za nevyhnutnej podmienky ich (úsekov) vzájomného usporiadania, ktoré zaisťuje získanie daného profilu tvoriacej čiary diel s požadovanou presnosťou. Táto možnosť spracovania má množstvo nevýhod: znížená produktivita procesu, obtiažnosť získania požadovanej polohy ošetrovaných plôch, t.j. presnosť profilu tvoriacej čiary spracovávaného dielu a napokon potreba využiť prácu vysokokvalifikovaného pracovníka. To obmedzuje jeho použitie: používa sa v podmienkach jednorazovej výroby dielov alebo v prípadoch, keď nie je možné získať profil súčasne z dôvodu jeho zložitosti, zväčšeného obvodu a iných dôvodov.

Tvarové plochy hranolových dielcov je možné opracovávať súčasne po celom profile ich tvoriacej čiary frézovaním, preťahovaním, brúsením a hobľovaním pomocou tvarovej frézy. Posledná uvedená metóda, keďže je málo produktívna, sa používa len zriedka. Niektoré z jeho vlastností umožňujú úspešne použiť hobľovacie tvarové frézy pri výrobe jednoduchých tvarových plôch značnej dĺžky.

Získanie povrchu rotačných telies v tvare tvoriacej čiary súčasne po celom obvode sa využíva v sériovej a hromadnej výrobe. Táto možnosť profilovania poskytuje v porovnaní s možnosťou profilovania po profiloch zvýšenie produktivity spracovania, zvýšenie presnosti profilu dielcov a ich identity v profile, ktoré sa vykonáva pomocou tvarových nástrojov: frézy, preťahovače, brúsne kotúče, tvarové frézy. Každá z týchto metód má svoje vlastné charakteristiky a ukazovatele produktivity, presnosti, nákladov a iných údajov v závislosti od podmienok, v ktorých sa používa.

V strojárstve existujú diely takých rozmerov a také postupy na ich výrobu, že použitie frézovania, preťahovania a brúsenia je nevhodné a preferuje sa použitie tvarových fréz. Presne vyrobené tvarové frézy pri správnej inštalácii na stroje poskytujú vysokú produktivitu, presnosť tvaru a veľkosti opracovávaných dielov podľa IT8...IT12 a povrch s = 0,63…2,5 um. Majú tiež také výhody ako: nízka spotreba kovu konštrukcie, dlhá životnosť, ľahké ostrenie a prebrúsenie, vyrobiteľnosť dizajnu, relatívne nízka cena, nevyžadujú vysokokvalifikovaných pracovníkov na prevádzku. Tvarové frézy sa používajú na sústruhoch, revolverových a automatických strojoch, t.j. na rovnakých strojoch, na ktorých sa takéto diely predspracujú. Prítomnosť brúsok na profilovanie tvarových fréz zvyšuje vyrobiteľnosť ich výroby a prispieva k ich širšiemu využitiu.

Rovnako ako iné nástroje na obrábanie kovov, aj tvarové frézy sa vyznačujú množstvom znakov, ktoré sa používajú na ich klasifikáciu. Tvarové frézy môžeme rozdeliť do týchto skupín: podľa tvaru - tyčové, prizmatické a kruhové frézy; podľa typu ošetrovaného povrchu - vonkajší a vnútorný; inštaláciou vzhľadom na obrobok a smer pohybu posuvu - radiálny a tangenciálny; podľa umiestnenia frézy vzhľadom na diel - s rovnobežnými a šikmými osami alebo meracou základňou; podľa umiestnenia prednej plochy - bez náklonu ( λ = 0) alebo šikmé λ ; podľa tvaru tvárniacich tvarových plôch - krúžok a skrutka.