Геометричні параметри різальної частини затилувального різця

В процесі створення фасонних фрез задня поверхня їх створюється шляхом затилування. Різальним інструментом при цьому служить фасонний затилувальний різець. Працездатність фасонних затилувальних різців, працюючих періодично “з ударами” залежить від величини геометричних параметрів їх різальної частини ї характеру їх зміни по довжині фасонної різальної кромки. При конструюванні затилувальних різців геометричні параметри різальної частини задаються в інструментальній системі координат. Працездатність їх же визначається величинами геометричних параметрів в статичній системі координат, котрі суттєво відрізняються від інструментальних.

Затилувальний різець проектується з плоскою передньою поверхнею і фасонною циліндричною задньою поверхнею. При обробці задньої поверхні фасонної фрези, як правило, передня площина затилувального різця встановлюється в осьовій площині фрези (рис. 5.4). Інструментальний передній кут різця та інструментальний кут нахилу різальної кромки дорівнюють нулю. Інструментальний задній кут a_н задається в перерізі перпендикулярному осі фрези і є постійними для всіх точок різальної кромки різця.

Рисунок 5.4

Схема формоутворення задньої поверхні фрези затилувальним різцем включає обертання фрези навколо своєї осі з постійною кутовою швидкістю `w головний рух та прямолінійно-поступальний рух різця з постійною швидкістю `V. При радіальному затилуванні швидкість прямолінійно-поступального руху `V іде перпендикулярно осі фрези. Розглянемо довільну точку С різальної кромки затилувального різця в момент формування задньої поверхні фрези, коли рух радіальної подачі різця відключається.

Положення точки С характеризується радіусом R_i. Дотична СА до різальної кромки в точці А розташовується в інструментальній основній площині P_vi, яка співпадає з осьовою статичною площиною Р_vс і складає кут j_і з площиною перпендикулярною осі фрези. Положень інструментальної площини різання, перпендикулярної площині П₁, визначається двома прямими СА, дотичною до різальної кромки і вектором `w×R_і швидкості оберту різця навколо осі фрези. В дійсну величину вектори та та кут t₁ між кінематичною і статичною площинами різання проектуються на площину П₃, перерізі I-I перпендикулярному осі різання. Тоді:

. (5.18)

де a_і - задній кут затилованої фрези в точці С її різальної кромки в перерізі перпендикулярному осі фрези. Статичний задній кут a_кp різця, в перерізі, перпендикулярному осі фрези буде дорівнювати:

. (5.19)

Для визначення кут t_N, в нормальному до різальної кромки перерізі поступальний рух зі швидкістю `V розкладемо на два прямолінійно-поступальних рухи:

. (5.20)

Вектор `V₁ іде перпендикулярно до різальній кромці і дорівнює:

. (5.21)

Вектор `V<sub>2</sub> іде по дотичній до різальної кромки і тому не здійснює впливу на форму статичної поверхні різання. Вектори `V₁ і лежать в нормальному до різальної кромки перерізі, і визначають положення кінематичної площини різання P_кc. Їх взаємне положення в дійсну величину проектується на площину П₁, котра іде паралельно нормальному до різальної кромки в точці С перерізі. Величина кута t_N між інструментальною та кінематичною площинами різання буде:

. (5.22)

Аналогічно визначається інструментальний задній кут a_iн в нормальному до різальної кромки перерізі:

. (5.23)

Кінематичний передній кут в нормальному до різальної кромки перерізі буде дорівнювати:

. (5.24)

Таким чином, кінематичні задні кути затиловочного різця значно менші інструментальних. Величини ж статичних передніх кутів більші інструментальних які рівні g=0. Тому при проектуванні затиловочних різців вибирають збільшені значення інструментальних задніх кутів.

Поряд з раціональним затилуванням для того, щоб створити позитивні доцільні задні кути на різальній частини фрези при кутах j близьких до нуля приймають затилування під кутом. Напрям швидкості в цьому випадку складає з площиною перпендикулярною осі фрези кут “e” (рис. 5.5). Поступальний рух зі швидкістю `V розкладемо на два прямолінійно-поступальних рухи зі швидкістю `V₁ і `V₂.

. (5.25)

Рисунок 5.5

Вектор `V іде перпендикулярно до різальної кромки і дорівнює:

. (5.26)

Вектор `V<sub>2</sub> іде по дотичній до різальної кромки. Тому цей рух зі швидкістю `V₂ приводить до ковзання дотичної АС до різальної кромки “самій по собі” і не здійснює впливу на форму статичної площини різання, котра описує дотична АС при її русі зі швидкістю головного руху різання. В зазначеному випадку результуюча швидкість `V_к різання приймається рівною:

. (5.27)

Інструментальна площина різання створюється прямою АС при її прямолінійно-поступальному русі зі швидкістю .

Введемо систему площин проекцій П₁/П₂. Площину П₃ проводимо в нормальному до різальної кромки в точці С перерізі. Вектори `V і лежать в нормальному до різальної кромки різця перерізі. Тому вони та їх сумарний вектор `V_к проектується на площину П₃ в натуральну величину. Величина кута t_N між інструментальною та статичною площинами різання в нормальному до різальної кромки перерізі буде дорівнювати куту між векторами `w×R<sub>i</sub> та `V₁. Довжина вектора `V₁ дорівнює:

, (5.28)

Звідси:

. (5.29)

Кінематичний задній кут a_N в нормальному до різальної кромки перерізі буде рівний:

, (5.30)

де a_НІ - інструментальний задній кут в нормальному до різальної кромки перерізі буде рівний:

. (5.31)

При збільшені кута “e” кут “t_N” збільшується, кінематичний задній кут відповідно зменшується що необхідно враховувати при проектуванні затилувального різця для обробки заданої фасонної фрези.