Los parámetros geométricos de la parte cortante de los cortadores perfilados se seleccionan según el material que se esté procesando. El ángulo de ataque de los cortadores perfilados se obtiene afilando la superficie frontal. Para aluminio y cobre rojo, ángulo de inclinación = 20...25°, para bronce, latón al plomo = 0...5°, para acero con
hasta 500 MPa (NV hasta 150 unidades) = 20...25°s
= 500...800MPa (HB150...235) = 15...20°s
= 800...1000MPa (HB235...290) = 10...15°, para fundición con HB hasta 150 unidades. \u003d 15 ° con HB superior a 150 unidades. = 10...12°. Ángulo trasero
Se elige igual a 8...15° dependiendo de la configuración del perfil y del tipo de fresa.

Para formar la esquina trasera de un cortador de forma redonda, su parte superior debe estar ubicada debajo del eje de la base. h. Monto de compensación:
, Dónde
- el diámetro más grande del cortador (seleccionado según la Tabla 2.1).

El ángulo libre del cortador prismático se obtiene mediante el ajuste apropiado en el soporte. Valor frontal y trasero
Se seleccionan ángulos para las secciones exteriores de los filos de corte de los cortadores perfilados que procesan el diámetro mínimo en el perfil de la pieza. Para todos los demás puntos del filo, el ángulo de ataque disminuye con un aumento en el diámetro que se mecaniza y el ángulo libre aumenta.

Las secciones del perfil del cortador, perpendiculares al eje de la pieza, tienen un ángulo
igual a cero. Para evitar una fuerte fricción y mejorar las condiciones de corte en las secciones correspondientes de los bordes cortantes del cortador perfilado, se realiza un corte socavado con un ángulo de avance adicional.
o deje cintas en una pequeña sección del perfil del cortador (ver Fig. 2.2).

Arroz. 2.2. La mejora en las condiciones de corte es desfavorable.

secciones ubicadas del filo del cortador con forma

Ángulo trasero
en un punto arbitrario X en la sección N-N, perpendicular al plano de corte del cortador, está determinado por la fórmula

Dónde
- el ángulo entre la tangente al perfil del cortador del punto considerado y la recta perpendicular al eje de la pieza. Esquina
determinado analítica o gráficamente.

2.1.6. Cálculo correctivo del perfil de un cortador perfilado.

El cálculo correctivo del perfil de un cortador perfilado se considera en el ejemplo de un cortador con
Y
. El objetivo del cálculo de corrección es determinar las distancias de los puntos nodales a la superficie base. El procedimiento de cálculo para un cortador de forma redonda, implementado en una computadora, es el siguiente (Fig. 2.3).

La distancia de los puntos nodales a la superficie de la base (la superficie correspondiente al punto nodal 1 se toma convencionalmente como base) (Fig. 2.4) se determina como:

Arroz. 2.3. Esquema de cálculo correctivo de un cortador de forma redonda.

Arroz. 2.4. Esquema de cálculo correctivo de prismáticos.

cortador en forma

Para cualquier punto del perfil X:

Orden de cálculo de cantidades. ...
Y
cuando el cálculo correctivo de cortadores de forma prismática es similar. A continuación se determinan las distancias.
(Fig. 2.5) desde los puntos nodales hasta la superficie posterior correspondiente al punto 0 y las esquinas posteriores:
;
;
;
;
. La distancia de los puntos nodales a la superficie base (convencionalmente tomada como la superficie base 1) está determinada por la fórmula

Arroz. 2.5. Esquema para calcular las distancias de puntos nodales.

desde la superficie base

2.1.7. Asignación de tolerancias a las dimensiones del perfil de la fresa perfilada, plantilla y contraplantilla

Al asignar tolerancias a las dimensiones del perfil de un cortador perfilado, conviene recordar que los valores
son los eslabones de cierre de la cadena dimensional. La tolerancia para estas dimensiones se considera igual a 1/2 .... 1/3 de la tolerancia para los correspondientes eslabones de cierre del perfil de la pieza. Por ejemplo, se toma como superficie base la superficie del cortador, que procesa la superficie de la pieza con
mm. Detalle de altura del perfil correspondiente al punto clave 2, s
mm es igual a;
mm. tolerancia a la distancia El punto nodal 2 del cortador desde la superficie base será igual a (1/2....1/3) del valor ± 0,12, es decir. 0,06...0,04 mm.

Las plantillas y contraplantillas para una comprobación exhaustiva del perfil de los cortadores perfilados están diseñadas como calibres de perfil que controlan la holgura.

Al verificar el espacio libre, se le aplica una plantilla con un perfil negativo del cortador para que las superficies base del perfil de la plantilla y el cortador encajen perfectamente entre sí, y se debe formar un espacio en las otras superficies. Su valor no debe exceder la tolerancia de tamaño del elemento de perfil de corte correspondiente.

Si en alguna sección del perfil el valor del juego es mayor que la tolerancia o igual a cero (el perfil de la plantilla toca el perfil del cortador), esto indica que el perfil del cortador en esta sección está hecho con una desviación inaceptable y el tamaño del perfil en esta La sección está sujeta a verificación en un microscopio u otra herramienta de medición universal.

Las tolerancias para las dimensiones lineales de las plantillas se establecen en el cuerpo de la plantilla y, para las contraplantillas, son simétricas. El valor de estas tolerancias se toma igual para plantillas de 1/2...1/3 del campo de tolerancia de las dimensiones correspondientes del perfil de fresa y, en consecuencia, para contraplantillas de 1/2...1/3. del campo de tolerancia de las dimensiones correspondientes del perfil de plantilla. Sin embargo, dadas las posibilidades de producción de herramientas, no deben ser inferiores a las tolerancias indicadas en la Tabla. 2.2.

Los cortadores perfilados son herramientas cuyos filos están determinados por el perfil de la pieza y funcionan según el método de copia. Se utilizan ampliamente en la producción en serie, a gran escala y en masa en el procesamiento de cuerpos de revolución con superficies conformadas externas o internas. El procesamiento se realiza desde una barra en máquinas de torreta, máquinas automáticas, máquinas semiautomáticas. Calculadas y fabricadas con precisión para procesar una pieza específica, las fresas perfiladas proporcionan una alta productividad, identidad de la forma de la pieza y precisión dimensional, independientemente de la habilidad del trabajador. Precisión dimensional de la pieza según IT8-IT12 y rugosidad de la superficie RA=0,63-2,5 µm.

Los más comunes son los cortadores redondos y prismáticos, que trabajan con avance radial y tangencial (dirigido tangencialmente).

Los cortadores prismáticos se utilizan para procesar superficies externas. En comparación con los cortadores redondos, tienen mayor rigidez, alta precisión de procesamiento y facilidad de instalación en máquinas herramienta.

Los cortadores redondos se utilizan para procesar superficies externas e internas. Son más fabricables que los prismáticos, proporcionan una mayor cantidad de reafilados, pero son inferiores a estos últimos en términos de rigidez y precisión de procesamiento.

A la hora de elegir el tipo de fresa perfilada, son de importancia decisiva su coste, la precisión de la forma y las dimensiones lineales del perfil, que garantizan la obtención de una pieza adecuada.

3.2 Metodología para el diseño de cortadores perfilados.

Diseñar una fresa con forma de cualquier tipo para procesar una pieza determinada consta de una serie de pasos comunes y obligatorios para todo tipo de fresas. Así, la asignación del material de la herramienta, la elección de las esquinas delanteras y traseras y la asignación de una serie de parámetros de diseño se realizan exactamente de la misma manera para todos los cortadores con forma.

3.2.1 Puntos característicos

Antes del diseño, se marcan secuencialmente en el perfil de la pieza los puntos característicos (nodales) 1, 2, 3, etc., que incluyen los puntos inicial y final del perfil; nodal, en el que una sección del perfil pasa a otra; punto medio adicional en la sección cónica; dos o tres puntos adicionales equidistantes entre sí en una sección curva. Los chaflanes simples no están coordinados. El dibujo del cortador indica el mismo ángulo y tamaño de chaflán que en la pieza.

Luego se determinan las dimensiones calculadas de los puntos característicos, teniendo en cuenta el tamaño y la ubicación de los campos de tolerancia. Los diámetros nominales calculados se establecen en el centro del campo de tolerancia, con una precisión de 0,001 mm. Los resultados se registran en una tabla resumen.

Las coordenadas del punto intermedio medio del cono están determinadas por las siguientes fórmulas:

,

Dónde
diámetros de los puntos inicial, medio intermedio y final del cono;
dimensiones lineales del cono y el punto intermedio medio.

Las coordenadas del punto intermedio medio de la sección curva (cuadrante) están determinadas por las siguientes fórmulas:

,

Dónde
diámetros del punto medio, intermedio e inicial del cuadrante, que forma parte de la sección curva;
radio de arco;
dimensiones lineales del centro del arco y el punto intermedio medio.

3.2.2 Designación del material de los cortadores perfilados.

Las fresas de forma redonda se diseñan y fabrican principalmente en una sola pieza, y las fresas prismáticas, para ahorrar material de herramienta, son compuestas. El acero rápido R6M5 se utiliza con mayor frecuencia como material de la parte de trabajo de los cortadores. Al fabricar piezas a partir de materiales difíciles de mecanizar, resulta económicamente beneficioso utilizar cortadores fabricados con aceros de alta velocidad R10K5F5, R9K10, R18K5F2, R9K5 y aleaciones duras VK10-M, VK8, T15K6. Al diseñar cortadores compuestos, se utiliza acero 45 GOST 1050-74 como material de soporte.

Instrucciones generales para la implementación del proyecto (obra).

El diseño de la parte gráfica del proyecto (tamaño de formato, letras, fuentes, sombreado, etc.) debe realizarse de acuerdo con ESKD.

Las imágenes principales de los planos de trabajo y montaje están realizadas en tamaño completo, porque esto le permite representar de manera más completa las dimensiones y la forma reales de la herramienta diseñada.

Las herramientas y sus secciones, que explican la forma y los parámetros geométricos de la pieza de corte, la forma del contorno moldeado, etc., se pueden fabricar a una escala ampliada, suficiente para cumplir más claramente las características de diseño de los elementos representados.

Los esquemas de cálculo y construcciones gráficas de perfiles se realizan a escala ampliada, cuyo valor se establece en función de la precisión de construcción requerida.

Los dibujos de trabajo de las herramientas diseñadas, además de las imágenes de las principales proyecciones, cortes y secciones, deben tener las dimensiones necesarias, tolerancias dimensionales, designaciones de clases de acabado superficial, datos sobre el material y dureza de las partes individuales de la herramienta, así como como requisitos técnicos de la herramienta terminada para control, ajuste, reafilado, pruebas.

Se escribe a máquina una nota de liquidación y explicativa de hasta 30-40 páginas. Debe ser breve, escrito y presentado en buen lenguaje literario.

Los cálculos deben contener las fórmulas originales, sustitución de los valores digitales correspondientes, acciones intermedias y transformaciones suficientes para la verificación sin cálculos adicionales.

Todas las decisiones tomadas sobre la elección de los parámetros de diseño de la herramienta diseñada y el material de la pieza de corte deben ir acompañadas de justificaciones.

Los datos normativos, tabulares y de otro tipo aceptados deben ir acompañados de referencias a las fuentes utilizadas. Se recomienda utilizar materiales de referencia oficiales para este fin.

Para cada herramienta diseñada, es necesario desarrollar especificaciones basadas en los requisitos de la pieza de trabajo y especificaciones para diseños de herramientas similares.

Al desarrollar una nueva herramienta, es necesario tener en cuenta los requisitos de precisión y capacidad de fabricación, las características de afilado y su rendimiento. Es necesario prever la economía de costosos materiales de herramientas, practicando para ello estructuras prefabricadas, soldadas, etc.

Las piezas de montaje y asiento de las herramientas diseñadas deben calcularse y adaptarse a las dimensiones de los asientos estandarizados de las máquinas o dispositivos existentes.

Diseño de cortadores perfilados.

Los cortadores perfilados se utilizan para procesar piezas con perfil perfilado. La tarea del diseñador que diseña el cortador perfilado es determinar las dimensiones y formas de su perfil que, en los ángulos previstos para su afilado e instalación, crearían un perfil en la pieza de trabajo especificada en su dibujo. Los cálculos asociados a esto se suelen denominar corrección o simplemente corrección del perfil de los cortadores perfilados.

Elaboración de planos ejecutivos de detalles.

Al realizar un cálculo correctivo, es necesario determinar las coordenadas de todos los puntos que forman la línea del perfil de la cuchilla perfilada del cortador. Para ello se calculan las coordenadas de los puntos nodales de un perfil perfilado determinado y, en algunos casos, cuando existen tramos curvos, también las coordenadas de los puntos individuales situados entre los nodales.

Con base en estas consideraciones, antes de continuar con los cálculos de corrección, es necesario verificar primero si los dibujos de construcción de las piezas perfiladas tienen todas las dimensiones de coordenadas desde las superficies de la base hasta los puntos nodales, y si no están indicadas, entonces es necesario para determinar las dimensiones de coordenadas que faltan en todos los puntos seleccionados. En los dibujos de piezas perfiladas siempre hay dimensiones que le permiten determinar las dimensiones de coordenadas que faltan. Los cálculos de corrección básicos y adicionales de las hojas cortantes de los incisivos se realizan de acuerdo con los tamaños nominales.

Si hay transiciones de radio en el perfil perfilado, se determinan las distancias a los puntos nodales formados por la intersección de los perfiles conjugados de las secciones (sin tener en cuenta los radios de curvatura de la superficie de transición).

Al calcular cortadores de forma redonda, se determinan los radios R1, R2, R3, etc. círculos que pasan por los puntos nodales de diseño. Al calcular cortadores de forma prismática, se determinan las distancias desde los puntos nodales del perfil de cortador de forma normal hasta algún eje de coordenadas elegido arbitrariamente. Un eje de coordenadas inicial de este tipo suele dibujarse a través de un punto o de una línea base que se encuentra a la altura del centro de rotación de la pieza.

Método de cálculo del perfil de cortadores perfilados.

Los datos iniciales para el diseño de la fresa son datos de la pieza de trabajo (material y dureza, forma y dimensiones del perfil perfilado, clases de limpieza y precisión).

La elección del diseño de cortadores perfilados.

Se tienen en cuenta las siguientes consideraciones al seleccionar un diseño de cortador con forma de HSS.

Los cortadores en forma de varilla son el diseño más primitivo de este tipo de cortadores; son baratos de fabricar, pero permiten un pequeño número de rectificados. Por tanto, es recomendable utilizar cortadores de núcleo para la fabricación de pequeños lotes de piezas, siempre que el ahorro por el uso de cortadores perfilados supere el coste de su fabricación. A menudo, los cortadores en forma de varilla se utilizan como herramienta de segundo orden, es decir. para la fabricación de herramientas de corte con perfil complejo.

Los cortadores de forma prismática son más caros de fabricar que los cortadores de varilla, pero permiten un número mucho mayor de reafilados. Ceteris paribus, el coste de procesar una pieza con un cortador de forma prismática es menor que con un cortador de varilla; esto es posible en condiciones de producción a gran escala y en masa.

La gran ventaja de los cortadores prismáticos de cola de milano es su alta rigidez de sujeción, lo que los hace más precisos que los cortadores redondos.

Las fresas de forma redonda como cuerpos de revolución son cómodas y baratas de fabricar, y el número de reafilados que permiten es grande; por tanto, los costes por pieza fabricada cuando se mecanizan con fresas de forma redonda son los más bajos. Como resultado, los cortadores perfilados en condiciones de producción a gran escala y en masa son los más utilizados. Otra ventaja importante de los cortadores redondos es la conveniencia de procesar sus superficies internas.

Sus desventajas incluyen:

una fuerte disminución en el ángulo de afilado a medida que los bordes cortantes se acercan al eje;

curvatura de los filos de corte que se produce cuando las secciones cónicas del perfil de corte son atravesadas por el plano frontal.

Los cortadores perfilados con hojas de carburo soldadas permiten un uso múltiple del cuerpo. Sin embargo, no se utilizan mucho debido a dificultades tecnológicas.

La elección de los parámetros de diseño de los cortadores perfilados se realiza de acuerdo con las tablas (Apéndice 1 y 2) dependiendo de las dimensiones del perfil perfilado de la pieza de trabajo. En este caso, el parámetro principal que afecta las dimensiones de los cortadores es la profundidad del perfil perfilado, que está determinada por la fórmula:

t máx = r máx - r mín, (1.1)

Dónde t máx, r mín~ respectivamente, los radios más grande y más pequeño

perfil conformado de la pieza.

Al asignar el diámetro del cortador, guíese por las siguientes consideraciones. Para reducir el consumo de material de corte por mecanizado.

El detalle siempre es ventajoso trabajar con un cortador del diámetro más pequeño. Desde todos los demás puntos de vista, es recomendable trabajar con una fresa del mayor diámetro posible, ya que:

Mejora la disipación del calor y permite aumentar
Velocidad cortante;

· se reduce la intensidad de mano de obra de la fabricación de una fresa por pieza, debido a un aumento de la vida útil debido al aumento del número de rectificados.

Al mismo tiempo, la fabricación y el funcionamiento de cortadores perfilados con un diámetro demasiado grande provoca una serie de inconvenientes, por lo que no se utilizan cortadores con un diámetro superior a 120 mm.

La tabla (Apéndice 1) muestra los valores mínimos permitidos de los radios de corte, que están determinados por la profundidad del perfil procesado y el diámetro mínimo requerido del mandril o vástago para asegurarlo.

Es deseable asignar la longitud de los cortadores prismáticos a la mayor para aumentar el número de rectificados permitidos; la longitud máxima está limitada por la posibilidad de fijar los cortadores en soportes y la dificultad de fabricar superficies de formas largas. Las dimensiones restantes de los cortadores perfilados dependen principalmente de la profundidad y el ancho del perfil procesado.

Hay varias formas de asegurar los incisivos con forma prismática. El libro recomienda tamaños para cinceles prismáticos de cola de milano. Los tamaños de cola de milano indicados en la tabla (Apéndice 2) son utilizados por las fábricas nacionales que producen tornos automáticos multihusillo.

Elección de esquinas delanteras y traseras.

El ángulo correspondiente a la sección del perfil perfilado más alejada del eje del cortador se selecciona de acuerdo con las propiedades mecánicas del material a procesar de acuerdo con la tabla (Apéndice 3). Generalmente se acepta elegir el ángulo entre el rango estándar: 5, 8, 10, 12, 15, 20 y 25 grados.

Hay que tener en cuenta que el ángulo de inclinación no es constante en secciones del perfil perfilado a diferentes distancias del eje de la pieza; a medida que las secciones consideradas del perfil se alejan del eje de la pieza, los ángulos frontales disminuyen.

En el procesamiento externo con cortadores perfilados con > 0, para evitar vibraciones, no se debe permitir una reducción excesiva de los filos de corte con respecto al eje de la pieza de trabajo, como lo establece la práctica, esta reducción no debe exceder (0,1-0,2). el radio más grande de la pieza de trabajo. Por lo tanto, el ángulo seleccionado en la tabla debe verificarse mediante la fórmula:

En las máquinas, por regla general, se instalan soportes normalizados, que tienen un diseño estándar, por lo tanto, el ángulo libre se toma entre 8 y 15 °.

Cabe señalar que para los cortadores perfilados, a medida que los puntos considerados del perfil se alejan del eje de la pieza de trabajo, los ángulos traseros aumentan.

Para crear condiciones de corte satisfactorias, en todas las secciones del perfil de corte perpendiculares a la proyección del filo en el plano principal, se deben proporcionar ángulos libres de al menos 4-5°. Por tanto, en el proceso de cálculo correctivo del perfil de corte, se afinan las esquinas traseras en todas las zonas.

Cálculo correctivo del perfil de un cortador perfilado.

La corrección del perfil se puede realizar mediante métodos gráficos y gráfico-analíticos. El último método es el más simple y visual, por lo que se recomienda su uso.

Para calcular el perfil del cortador, es necesario seleccionar una serie de puntos nodales en el perfil de la pieza, que, por regla general, corresponden a los puntos de conexión de las secciones elementales del perfil.

El cálculo de incisivos redondos y prismáticos se realiza según diversas fórmulas.

a) El procedimiento para calcular el perfil de una fresa de forma redonda (Figura 1).

A través del punto nodal 1, dibuje los rayos en ángulos y conecte los puntos de intersección resultantes 2 y 3 con el centro de la parte O1.

En un triángulo rectángulo 1a01, determine el cateto aO1 usando la fórmula:

Calcule los valores de los ángulos para los puntos restantes según la dependencia:

De los triángulos 1a01 y 2a01 determina los lados (A1 y A2)

Figura 1 - Definición gráfica del perfil de un cortador de forma redonda.

Calcular las longitudes de los segmentos Ci.

Ci+1 = Ai+1 – A1 (1.6)

hp = R1 * pecado; (1.7)

В1 = R1 * cos, (1.8)

donde R1 es el radio exterior del cortador.

Determinar las longitudes por la fórmula.

(1.9)

Calcular el valor de los radios de corte correspondientes al punto de anclaje 2.

Calcule los ángulos cónicos en los puntos nodales del cortador.

(1.12)

Los ángulos mínimos permitidos para cortadores redondos son: 40° al mecanizar cobre y aluminio; 50 ° - al procesar acero de fácil mecanización; 60 ° - al procesar aceros aleados; 55 ° - al procesar hierro fundido.

Verifique los ángulos traseros para el valor mínimo permitido (4-5°) en secciones normales a las proyecciones de los bordes cortantes en el plano principal. El cálculo se realiza de acuerdo con la fórmula:

Definir valores como diferencias.

(1.14)

Construir un perfil de cortador perfilado en una sección normal. NN, tomando como origen de coordenadas el punto 1. Las coordenadas de los puntos del perfil de corte corresponden a: 2 n ; 3n etc

b) Características del cálculo del perfil de un cortador de forma prismática (ver Figura 2).

Figura 2 - Definición gráfica de un perfil

Cortador de forma prismática.

El cálculo del cortador prismático se realiza en la misma secuencia que el del cortador redondo. Después de calcular el valor de Ci, es necesario determinar las dimensiones de Pi, que son los catetos de los triángulos rectángulos 1a2.

Por tanto, la fórmula generalizada para calcular el radio de un punto arbitrario en el perfil de un cortador de forma redonda es:

Al calcular los cortadores prismáticos, se utiliza la dependencia.

Contornos de secciones de esquina y radio.

Los perfiles de piezas perfiladas suelen estar formados por tramos rectos situados en diferentes ángulos con respecto a su eje y tramos delimitados por arcos de círculo. Debido al hecho de que las dimensiones de la profundidad del perfil de corte están distorsionadas en comparación con las dimensiones correspondientes del perfil de la pieza, las dimensiones angulares de su perfil también cambian en consecuencia, y los arcos de círculo se convierten en líneas curvas, la exacta cuyos contornos sólo pueden especificarse disponiendo una fila de distancias suficientemente cercanas entre sí.

Las dimensiones angulares del perfil del cortador (Figura 3) están determinadas por la fórmula:

Figura 3 - Cálculo de las dimensiones angulares del perfil del cortador perfilado.

¿Dónde está el ángulo del perfil del cortador?

Medida perpendicular a los planos laterales del cortador, la distancia entre los puntos nodales.

La necesidad de determinar la forma de las secciones curvilíneas del perfil de corte mediante la posición de varios de sus puntos surge relativamente raramente, ya que en la mayoría de los casos, con suficiente precisión para la práctica, se realiza un arco de círculo de reemplazo seleccionado en el sección calculada del perfil del cortador.

El radio y la posición del centro de dicho arco se determinan al resolver un problema bien conocido: dibujar un círculo a través de tres puntos dados. Los cálculos necesarios se realizan de la siguiente manera (Figura 4).

Figura 4 - Determinación del radio de sustitución del perfil de fresa.

Se toma como origen de coordenadas 0 uno de los tres puntos nodales situados en la sección curva del perfil de fresa. El eje X se dibuja paralelo al eje de la pieza y el eje Y es perpendicular a él. Las coordenadas X 0 e Y 0 del centro del arco circular "reemplazante" están determinadas por las fórmulas:

(1.19)

Dónde: x1- más pequeño, un x2- grandes coordenadas de los dos utilizados

al calcular puntos;

y 1 e y 2 - coordenadas de los puntos I y 2;

(1.20)

El radio de este arco se calcula mediante la fórmula.

Con la frecuente disposición simétrica del arco de sustitución

el cálculo de estas cantidades se simplifica enormemente (Figura 4):

circunferencia, el cálculo de estas cantidades se simplifica enormemente:

Sólo queda determinar

Las dependencias anteriores a menudo se reemplazan por las construcciones gráficas correspondientes. Siempre que tales construcciones se realicen a mayor escala y con suficiente precisión, conducen a resultados satisfactorios en la mayoría de los casos.

Filos de corte adicionales de cortadores perfilados.

Además de la parte de corte principal, que crea el contorno perfilado de la pieza de trabajo (Figura 5), ​​el cortador perfilado en la mayoría de los casos tiene bordes cortantes adicionales. T1 partes que preparan el corte de la barra, y S2, procesando un chaflán o una parte de una pieza que se corta durante el recorte.

Figura 5 - Bordes cortantes adicionales de cortadores perfilados.

Al achaflanar, los filos de corte correspondientes deben superponerse T3, igual a 1-2 mm, y el cortador debe terminar con una parte endurecida T4 hasta 5-8 mm de ancho. Ancho de corte T5 debe ser mayor que el ancho del filo de la herramienta de corte. Para los filos de corte adicionales de la fresa perfilada se aplican los siguientes requisitos:

1) Para evitar la fricción de las superficies traseras del cortador sobre la pieza, los bordes cortantes adicionales no deben tener secciones perpendiculares al eje de la pieza, sino que deben estar inclinados hacia él en un ángulo de al menos 15 °.

2) Para facilitar la instalación de cortadores de incisión o tronzado, es deseable que bordes cortantes adicionales marquen la posición exacta de los puntos del contorno final en la pieza de trabajo. Por ejemplo, después de procesar la pieza que se muestra en la Figura 5 con un cortador perfilado, es fácil instalar un cortador de recorte en el punto de inflexión del perfil y un cortador de corte en el punto, como resultado de lo cual la pieza terminada tendrá la longitud especificado por el dibujo.

Por tanto, el ancho total del cortador está determinado por la fórmula:

(1.23)

3) El filo que prepara el corte no debe sobresalir del perfil de trabajo de la fresa, es decir,

Formas de reducir la fricción en secciones del perfil,

perpendicular al eje de la pieza.

Una desventaja importante de los cortadores perfilados del tipo principal es que no tienen las esquinas traseras necesarias en las secciones del perfil perpendiculares al eje de la pieza (Figura 6).

Figura 6 - Fricción entre la pieza y el cortador en áreas

perpendicular al eje de la pieza.

En tales zonas, se produce fricción entre el plano final de la pieza, limitado por los radios y , y la plataforma del plano lateral del perfil de corte.

Dado que el corte no se produce en tales áreas y los bordes en ellas son solo auxiliares, es posible trabajar en estas condiciones a poca profundidad y procesar metales quebradizos, pero siempre va acompañado de un mayor desgaste de la fresa y un deterioro de la calidad del mecanizado. superficie. Con un aumento en la profundidad del perfil y un aumento en la viscosidad del material, el procesamiento de secciones del perfil perpendiculares al eje de la pieza se vuelve imposible.

Para reducir la fricción y el desgaste de las secciones del cortador perpendiculares al eje, se usa un corte socavado en un ángulo de 2-3 ° o se deja una cinta estrecha en el borde de corte (Figura 7).

Figura 7 - Formas de reducir la fricción en secciones del perfil,

perpendicular al eje de la pieza.

Debido a estos cambios de diseño, el plano lateral del perfil de corte toma una posición (vista en planta) en la que pierde contacto con la pieza.

Existen otras formas de mejorar las condiciones de corte en tramos del perfil perpendiculares al eje. Estos incluyen: afilar ángulos adicionales en los cortadores o girar el eje del cortador en relación con el eje de la pieza.

Instrucciones sobre la elección de tolerancias para la fabricación de cortadores perfilados.

Al asignar tolerancias para la fabricación de un cortador perfilado, es necesario, en primer lugar, seleccionar las superficies base de la pieza (radial y axial).

Distinguir entre bases internas y externas. La posición de las bases internas con respecto a las externas está determinada por la configuración de la máquina. El eje y la cara final de la pieza sirven como bases externas. Para las bases internas se toman aquellas superficies de la pieza cuyas dimensiones o distancias se especifican desde las bases externas con la mayor precisión.

Como se muestra en la Figura 8, desde la posición de la superficie base del BR asociada con la dimensión de la base radial r B con el eje de la pieza, que es la base de procesamiento externo de la misma, solo el diámetro depende directamente d B.

Figura 8 - Complejo tecnológico de superficies procesadas.

cortador perfilado, bases de procesamiento internas y externas.

Las superficies I y P están conectadas con la superficie Br mediante las dimensiones de la profundidad del perfil. La base axial interna B0 aquí es una de las uniones de las superficies asociadas con la base externa (el extremo de la pieza) por la dimensión de la base axial. l B; la posición axial de los puntos nodales I y 2 (l1 y l2) con respecto a la cara final de la pieza depende del tamaño l B y transmitido por el cortador a las dimensiones de la pieza, ancho del perfil yo 01 Y yo 02

Es conveniente dividir las dimensiones utilizadas en el diseño y operación de cortadores perfilados de la siguiente manera:

dimensiones básicas radiales;

dimensiones de profundidad del perfil;

dimensiones de la base axial;

dimensiones del ancho del perfil;

dimensiones que caracterizan la forma de las superficies.

El ajuste del cortador perfilado en dirección radial para procesar una pieza determinada se realiza de acuerdo con el tamaño de la base (base interna).

La obtención del tamaño básico de la pieza se puede realizar con cierta precisión, que está limitada por la tolerancia de configuración. Se puede tomar igual a .

Las dimensiones de profundidad y ancho del perfil de la pieza se calculan mediante las fórmulas:

(1.24)

Las dimensiones de la profundidad del perfil de corte difieren de las dimensiones correspondientes del perfil de la pieza y se calculan utilizando fórmulas similares con una precisión de 0,01 mm, y las dimensiones del ancho de las secciones individuales del perfil coinciden con las dimensiones de las secciones correspondientes del perfil de la pieza.

La tolerancia de profundidad del perfil de la pieza está determinada por la fórmula:

Para seleccionar tolerancias para la profundidad del perfil del cortador, se utiliza la fórmula

¿Dónde está la tolerancia para la profundidad correspondiente del perfil de la pieza?

Factor de distorsión.

Al determinar las tolerancias para las dimensiones del ancho del perfil, se supone que el ancho del perfil de corte es igual al ancho del perfil de la pieza. Además, las desviaciones de las dimensiones calculadas de los parámetros geométricos no afectan el ancho del perfil. Por tanto, teniendo en cuenta únicamente la compensación de errores operativos, podemos aceptar:

(1.27)

¿Dónde está la tolerancia para el ancho del perfil del cortador?

Tolerancia en el ancho del perfil del producto.

Las tolerancias de inclinación y holgura influyen en las desviaciones de profundidad del perfil de la fresa. Se establece que con desviaciones iguales de los ángulos y ,

la esquina trasera provoca mayores errores de profundidad del perfil que la esquina delantera. Por tanto, se recomienda elegir los valores de las tolerancias de los ángulos y iguales en magnitud, pero diferentes en signo. Además, el signo de tolerancia del ángulo delantero debe tomarse positivo y el trasero, negativo.

Las tolerancias para los diámetros de las fresas se asignan mediante la fórmula.

Construcción de plantillas para controlar el perfil de cortadores.

Con base en los resultados de los cálculos de corrección, es posible construir perfiles de plantilla para controlar la precisión del rectificado de las superficies perfiladas de los cortadores. Para ello, a través de las superficies o puntos de base se traza una línea de coordenadas paralela y perpendicular al eje o base del accesorio de corte, a partir de la cual se trazan distancias en direcciones perpendiculares que determinan la posición relativa de todos los puntos del perfil perfilado. La ubicación de los puntos nodales a lo largo de la profundidad del perfil perfilado de la plantilla se determina mediante cálculo, y las distancias axiales son iguales a las distancias axiales entre los mismos puntos nodales del perfil perfilado de la pieza.

Para facilitar las mediciones de control de la precisión de la fabricación del perfil perfilado de las plantillas, es recomendable en los dibujos ejecutivos de las plantillas, además de las dimensiones coordinadas, calcular e indicar los ángulos de inclinación de las secciones del contorno, así como las longitudes de todas las palas.

Las tolerancias para la precisión de fabricación de las dimensiones lineales del perfil perfilado de la plantilla especificadas en el dibujo son de 0,01 mm.

La contraplantilla se utiliza para comprobar el perfil conformado de la plantilla. Las dimensiones de su perfil corresponden a las dimensiones de la plantilla y difieren en la precisión de fabricación. Las tolerancias para la precisión de fabricación de la contraplantilla se consideran iguales al 50% de las tolerancias para la fabricación de la plantilla.

Dado que el control del perfil del cortador con plantilla y del perfil de la plantilla con contraplantilla se realiza "a través de la luz", las secciones de trabajo de la plantilla y la contraplantilla se realizan en forma de una tira estrecha. 0,5-1,0 mm de ancho. En los puntos de unión interna de las secciones del perfil perfilado sin fijaciones, se realizan agujeros o ranuras rectangulares para hacer un contacto cercano con la superficie medida.

Desarrollo y ejecución de planos ejecutivos de cortadores perfilados.

En los dibujos ejecutivos de trabajo, los cortadores perfilados deben mostrarse en dos proyecciones. Las dimensiones exactas de los cortadores se especifican en los dibujos de las plantillas y, por lo tanto, no es necesario restablecer las dimensiones del perfil perfilado en los dibujos de los cortadores.

Para la correcta orientación del perfil perfilado de la fresa durante el proceso de rectificado, en los planos de construcción se deben indicar los diámetros o distancias a las superficies base desde los puntos nodales extremos del perfil perfilado de la fresa.

Las principales dimensiones que deben indicarse en los planos ejecutivos de los cortadores perfilados son: dimensiones totales, dimensiones de los orificios o superficies de la base, profundidad y ángulo de afilado, diámetro del círculo de control al final de los cortadores redondos, si lo proporciona el cálculo, dimensiones de la corona de montaje.

Para excluir la posibilidad de girar los cortadores de forma redonda sobre los mandriles durante el funcionamiento, se hacen corrugaciones anulares con corrugaciones de sección transversal rectangular o orificios para un pasador en los extremos de los cortadores.

El pasador se inserta en el orificio del cortador y las corrugaciones, tanto en la primera como en la segunda versión, están en contacto con la cinta corrugada de las rejillas en las que se fijan los cortadores. El paso de los dientes de las corrugaciones es de 3-4 mm. Hay una manera de asegurar usando ranuras de cuña.

En cortadores redondos de pequeño diámetro que cortan virutas de pequeña sección, no se toman medidas constructivas para impedir la rotación de los cortadores; Los incisivos se unen únicamente debido a fuerzas de fricción.

La longitud de las fresas prismáticas debe ser de 75 a 100 mm para que la fresa pueda reafilarse muchas veces. Sin embargo, la longitud final del cortador debe coincidir con el lugar de su instalación en la máquina. Para colocar con precisión el cortador a la altura del centro de la pieza y aumentar la estabilidad del cortador en la posición de trabajo, se realiza un orificio para el pasador de ajuste en su parte inferior.

Diseño de brochas

Instrucciones generales

Al comenzar a desarrollar un diseño de brocha, el diseñador debe tener una idea clara de qué requisitos debe cumplir la brocha diseñada. Dependiendo de las condiciones específicas de producción, los requisitos son diferentes. En algunos casos, se requiere que la brocha tenga la mayor durabilidad, en otros, que proporcione la menor rugosidad y la mayor precisión, en el tercero, es necesario que la brocha tenga la longitud más pequeña (a veces incluso limitada a un específico tamaño). Las brochas que satisfacen uno de estos requisitos pueden no satisfacer otros. Por ejemplo, las brochas para mecanizar agujeros de alta precisión con una alta clase de acabado superficial deben tener una gran cantidad de dientes de acabado y funcionar con avances bajos. A menudo, la parte final de la brocha en este caso es más larga que la parte preliminar. Por tanto, estos broches no pueden ser cortos.

Utilizando la metodología que se describe a continuación, es posible diseñar brochas que cumplan con diversos requisitos. Sin embargo, dependiendo de las condiciones de producción específicas y los requisitos de la pieza, el diseñador, siguiendo estas recomendaciones, puede complementar o cambiar los valores iniciales dados en las tablas.

Así, en caso de exigencias elevadas de rugosidad de la pieza, el diseñador deberá aumentar el número de dientes de acabado en comparación con el número de dientes indicado en la tabla correspondiente. Al mismo tiempo, no permita avances grandes en los dientes de desbaste, eligiendo entre las opciones calculadas aquella en la que los avances serán los más pequeños.

Al diseñar brochas, se debe prestar gran atención a la elección del patrón de corte óptimo, ya que el funcionamiento suave, la colocación o extracción normal de virutas, la vida útil de la herramienta y otras cualidades de rendimiento de la herramienta dependen en gran medida del patrón de corte adoptado.

La metodología para calcular brochas de varios tipos es en muchos aspectos similar, con la excepción del cálculo de algunos elementos estructurales.

Técnica para diseñar brochas redondas.

Los datos iniciales para el diseño de la brocha son:

a) datos sobre la pieza (material y dureza, dimensiones de los orificios antes y después del brochado, longitud de mecanizado, clase de limpieza y precisión del mecanizado, así como otros requisitos técnicos para la pieza);

b) características de la máquina (tipo, modelo, fuerza de tracción y potencia motriz, rango de velocidad, carrera del vástago, tipo de mandril);

c) la naturaleza de la producción;

d) el grado de automatización y mecanización de la producción.

Elección del material de la brocha.

El diseño de la brocha comienza con la elección del material de la brocha. En este caso es necesario tener en cuenta:

propiedades del material procesado,

tipo de estiramiento

la naturaleza de la producción

clase de limpieza y precisión de la superficie de la pieza (Apéndice 6).

Para el acero, guiado por el Apéndice 5, se establece preliminarmente a qué grupo de maquinabilidad pertenece el acero de un grado determinado. Si no hay acero de un grado determinado en el Apéndice 5, entonces pertenece al grupo de maquinabilidad en el que se encuentra el grado de acero, que es el más cercano a él en composición química y dureza, o en términos de propiedades físicas y mecánicas.

Seleccionar el método de conexión del cuerpo de la brocha y el mango

Las brochas por su diseño pueden ser: macizas, soldadas y prefabricadas. Todas las brochas de acero HVG se fabrican de una sola pieza, independientemente de su diámetro.

Figura 11 - La parte cortante de la brocha con una elevación en cada diente.

a) vista general; b) perfil longitudinal de los dientes de desbaste y acabado; c) perfil longitudinal de los dientes de calibración; d) perfil transversal de dientes rugosos; e) opciones para realizar ranuras para la separación de virutas.

Las brochas de acero rápido de grados P6M5, P9, P18 deben fabricarse en una sola pieza cuando su diámetro sea ; soldado con un vástago, de acero 45X si ; soldado o con tornillo de acero 45X, si D>40 mm. La soldadura del vástago con la varilla de brocha se realiza a lo largo del cuello a una distancia de 15-25 mm desde el comienzo del cono de transición.

Figura 12 La parte cortante de la brocha de corte variable.

a) vista general de la parte de corte (I-dientes de desbaste; P-dientes de transición; Ш-dientes de acabado; IV-dientes de calibración);

b) perfil longitudinal de los dientes;

c) perfil transversal de los dientes de desbaste y de transición (1 diente de corte; 2 dientes de limpieza);

d) perfil transversal de los dientes seccionales de acabado;

e) perfil transversal de los dientes de acabado (3 segundos dientes de la segunda sección; 4 primeros dientes de la segunda sección; 5 segundos dientes de la primera sección; 6 primeros dientes de la primera sección).

El tipo de mango se selecciona en función del tipo de mandril disponible en la brochadora. Las dimensiones del vástago se dan en el Apéndice 7.

Para que el vástago pase libremente por el orificio previamente preparado en la pieza, y al mismo tiempo sea lo suficientemente resistente, su diámetro se elige según las tablas como el diámetro menor más cercano al diámetro del orificio en la pieza anterior. tracción. Si el diámetro del mango elegido corresponde a una fuerza de tracción admisible bajo la condición de su resistencia, que es mucho mayor que la fuerza de tracción de la máquina Q, entonces el diámetro del mango se puede reducir por motivos de diseño.

Elección de esquinas delanteras y traseras. El ángulo frontal (Apéndice 8) se asigna según el material a procesar y el tipo de dientes (desbaste y de transición, de acabado y de calibración).

El margen de brochado está determinado por la fórmula:

(2.1)

donde - el tamaño más grande del orificio mecanizado,

(2.2)

donde - el tamaño más pequeño del agujero preparado preliminarmente; Tolerancia del diámetro del agujero.

Definición de subida por diente.

Para brochas que funcionan según el esquema de corte de perfiles, el aumento por diente se hace el mismo para todos los dientes cortantes (Apéndice 9). En los últimos dos o tres dientes de corte, la elevación disminuye gradualmente hacia los dientes de calibre.

En el caso de brochas de corte variable, la elevación de los dientes de desbaste está determinada por la durabilidad. La resistencia de la brocha está determinada por la resistencia de su pieza de acabado; la dureza de la pieza de desbaste debe ser igual o ligeramente superior, pero en ningún caso inferior a la dureza de la pieza de acabado.

Normalmente, las elevaciones en los dientes de la pieza de acabado son de 0,01 a 0,02 mm por diámetro. Los ascensores más pequeños rara vez se utilizan debido a la dificultad de su implementación y control. Debido a que la parte de acabado de las brochas de corte variable tiene dos tipos de dientes: el primero - con un aumento en cada diente (Figura 14, a) y el segundo - (Figura 14,6) con un aumento en una sección de dos dientes, con uno mismo el mismo aumento en el diámetro del espesor es diferente.

Figura 14-Espesor de corte de la parte de acabado de la brocha de corte variable.

Al levantar por diente, el espesor del corte es igual al doble de la cantidad de levantamiento por lado, es decir. . Con una construcción seccional de los dientes, es igual a la elevación, es decir. . Los avances recomendados para el acabado de dientes de brochas de corte variable se indican en el Apéndice 10. Las velocidades de corte dependiendo de las propiedades del material que se procesa, el acabado y la precisión del procesamiento se indican en el Apéndice 11. Dependiendo de la velocidad de corte seleccionada según nomogramas (Apéndice 12), determina la resistencia de la parte de acabado de la brocha. Si esta vida útil es insuficiente para condiciones específicas, se puede aumentar disminuyendo la velocidad de corte previamente seleccionada. Luego, de acuerdo a la resistencia encontrada para los dientes de acabado, y la velocidad de corte aceptada, se encuentra el espesor de corte de los dientes de desbaste.

Para determinar la profundidad de la ranura, consulte las figuras 11, 12, 13.

producido por la fórmula:

(2.3)

¿Dónde está la longitud de tracción?

El factor de llenado de la ranura de viruta se selecciona según el Apéndice 13.

Para garantizar una rigidez suficiente de una brocha con un diámetro de sección transversal en la parte inferior de la ranura de menos de 40 mm, es necesario que la profundidad de la ranura no exceda .

Los parámetros del perfil de los dientes de corte en la sección axial se seleccionan dependiendo de la profundidad de las ranuras de viruta para brochas individuales en el Apéndice 13 y para brochas de corte variables en el Apéndice 14.

Dado que un perfil en el Apéndice 14 corresponde a varios valores de paso, se toma el más pequeño.

Nota: Para obtener la mejor calidad de la superficie mecanizada, el paso de los dientes de corte de las brochas individuales se hace variable e igual a

El mayor número de dientes que trabajan simultáneamente se calcula mediante la fórmula:

Se descarta la parte fraccionaria obtenida en el cálculo.

Determinación de la fuerza de corte máxima permitida

La fuerza de corte está limitada por la fuerza de tracción de la máquina o la fuerza de la brocha en áreas peligrosas: a lo largo del vástago o a lo largo de la cavidad delante del primer diente. La menor de estas fuerzas debe tomarse como la fuerza de corte máxima permitida.

Los valores, y se definen de la siguiente manera.

La fuerza de tracción calculada de la máquina, teniendo en cuenta la eficiencia de la máquina, generalmente se considera igual a:

(2.5)

donde - fuerza de tracción según los datos del pasaporte de la máquina (Apéndice 15).

La fuerza de corte permitida por la resistencia a la tracción del vástago en sección (Apéndice 7) está determinada por la fórmula:

(2.6)

¿Dónde está el área del tramo peligroso?

Los valores se seleccionan en función del material del vástago: para aceros R6M5, R9 y PI8- = 400 MPa para aceros KhVG y 45X- = 300 MPa. La fuerza de corte permitida por la resistencia de la sección peligrosa de la parte cortante está determinada por la fórmula:

(2.7)

¿Dónde está el diámetro de la sección peligrosa?

Para brochas de acero R6M5, R9 y PI8 con un diámetro de hasta 15 mm, se recomienda

400...500 MPa;

diámetro superior a 15 mm = 350...400 MPa;

para brochas de acero ХВГ (todos los diámetros) = 250 MPa.

Determinación de la fuerza de corte axial durante el tiro.

Se lleva a cabo según la fórmula:

Dónde - ver apéndice 16.

Diámetro del agujero después del brochado.

Al diseñar una brocha única, el valor obtenido se compara con la fuerza de tracción de la máquina, con las fuerzas de corte permitidas por la resistencia de la brocha en la sección peligrosa y por la resistencia del vástago.

Al diseñar una brocha grupal, la fuerza de corte calculada mediante la fórmula (2.9) se utiliza para calcular el número de dientes en la sección:

Y se asignan únicamente para brochas grupales según el Apéndice 10.

La determinación del diámetro de la parte guía frontal se realiza por el diámetro del orificio antes de tirar con desviaciones en el ajuste f7 o e8.

Determinación del tamaño de los dientes cortantes.

Para brochas individuales, el diámetro del primer diente se toma igual al diámetro de la parte guía frontal, el diámetro de cada diente posterior aumenta en SZ.

En los últimos dientes cortantes, la elevación por diente disminuye gradualmente. Los diámetros de estos dientes son 1,2SZ y 0,8SZ, respectivamente.

Para las brochas de corte variable, los primeros dientes de las secciones de desbaste y transición se denominan ranurados y los últimos, de limpieza. Cada uno de los dientes corta una capa de material del mismo ancho con la misma elevación SZ.

El diente de limpieza tiene forma cilíndrica con un diámetro de () mm menor que el diámetro de los dientes ranurados. Se asigna la tolerancia para el diámetro de los dientes de corte.

El cálculo del número de dientes cortantes para brochas individuales se realiza mediante la fórmula:

(2.13)

Se toma el número de dientes de calibre.

El número de secciones de dientes de desbaste para brochas de corte variable está determinado por la fórmula:

Si el cálculo da como resultado un número fraccionario, se redondea hacia abajo al número entero inferior más cercano. En este caso queda una parte de la asignación, que se denomina asignación residual, está determinada por la fórmula:

(2.15)

Dependiendo del tamaño, el margen residual se puede atribuir a la pieza de desbaste, de transición o de acabado. Si la mitad del margen residual excede el valor de la elevación de los dientes hacia el lado de la primera sección de transición, entonces se asigna una sección adicional de los dientes de desbaste para cortarla. La elevación de los dientes en la parte de transición se selecciona del Apéndice 10.

Si la mitad del margen residual es menor que el aumento hacia el lado de la primera sección de transición, pero no menos de 0,02-0,03 mm, entonces el margen residual se transfiere a los dientes de acabado, cuyo número aumenta en consecuencia. La parte micrométrica del margen residual se transfiere a los últimos dientes de acabado.

Así, el número de dientes de desbaste:

El número de dientes de transición, de acabado y de calibración se selecciona de acuerdo con el Apéndice 10 y se ajusta según la distribución del margen residual. Número total de dientes de brocha:

El paso de los dientes de calibración para brochas cilíndricas simples se considera igual a:

(t se determina a partir de la tabla del Apéndice 13).

Para brochas de corte variable, los valores medios del paso de los dientes de acabado y calibración se determinan a partir de la condición (Apéndice 14):

. (2.19)

Los valores de los pasos resultantes se redondean a valores tabulares.

El primer paso de la pieza de acabado (entre el primer y el segundo diente) es de mayor importancia. La variabilidad de los pasos pasa desde la pieza de acabado a la de calibración en cualquier secuencia.

Determinación de las dimensiones estructurales de la pieza guía trasera.

Para brochas cilíndricas, la parte guía trasera tiene forma de cilindro con un diámetro igual al diámetro más pequeño del orificio dibujado.

Nota: Para brochas largas y pesadas sostenidas por una luneta, se determina el diámetro del pasador de soporte trasero.

Determinar la distancia al primer diente de la brocha mediante la fórmula:

dónde - longitud del vástago (Apéndice 7); , luego haz un juego de brochas. El número total de dientes cortantes se divide por el número aceptado de pasadas para que las longitudes de las brochas de cada pasada sean iguales. El diámetro del primer diente cortante de la brocha de esta pasada se toma igual al diámetro de los dientes de calibración de la brocha de la pasada anterior.

La designación de los elementos estructurales de las ranuras de separación de virutas para brochas simples se realiza de acuerdo con el Apéndice 17, y para brochas de corte variables, los elementos estructurales para la separación de virutas se calculan en el siguiente orden.

Todo el perímetro de la viruta cortada por una sección se divide en partes iguales entre los dientes de la sección. Cada diente de la sección tiene una parte del perímetro igual a:

El número de sectores de corte y, por tanto, de filetes, está determinado por la fórmula:

donde B es el ancho del sector de corte, que se recomienda

determinado por la fórmula:

(2.27)

El ancho de los filetes está determinado por la fórmula:

(2.28)

El número de filetes para el acabado de los dientes se puede calcular utilizando la siguiente fórmula (redondeada al número par más cercano):

En la última sección de transición y en todos los dientes de acabado, para garantizar que los filetes se superpongan con los sectores de corte de los dientes posteriores, el ancho de los filetes se toma 2-3 mm menos que en las primeras secciones de los dientes de transición. es decir.

En la construcción seccional de dientes de acabado, sus diámetros (dentro de una sección) se eligen para que sean los mismos. Lo mismo se aplica a la última sección de los dientes de transición.

El radio del filete se asigna según el ancho del filete y el diámetro de la brocha (Apéndice 18).

Los filetes en los dientes de acabado y en la última sección de los dientes de transición se aplican en cada diente y están escalonados con respecto al diente anterior. Si la brocha tiene una sección de transición, entonces se construye como la última sección de transición.

Método para diseñar brochas ranuradas.

Hay tres tipos de brochas ranuradas: tipo A, tipo B y tipo C. Las brochas tipo A tienen dientes en el siguiente orden: redondo, biselado, ranurado; para brochas tipo B: redondas, biseladas, ranuradas; Brochas tipo B: No existen brochas achaflanadas, estriadas ni redondas.

Para calcular la brocha, establezca (Figura 15): el diámetro del orificio antes de tirar D0, el diámetro exterior de las estrías D, el diámetro interior de las estrías d, el número de estrías n, el ancho de las estrías B, el tamaño de las estrías m y el ángulo del chaflán en el diámetro interior de las ranuras estriadas (si no se especifica en el dibujo, el constructor lo asigna él mismo). La naturaleza de la producción, el material de la pieza, la dureza, la longitud de tracción l, la rugosidad superficial requerida y otros requisitos técnicos, así como el modelo, la fuerza de tracción Q de la máquina y la carrera de la varilla.

La secuencia de cálculo es la misma que para el diseño de brochas redondas. Sin embargo, teniendo en cuenta las características de diseño del perfil estriado, se realizan adicionalmente los siguientes cálculos.

Determinación de los valores más grandes de los filos de corte (Figura 16) de dientes chaflanes, estriados y redondos.

La longitud de los bordes cortantes de los dientes perfilados está determinada aproximadamente por las fórmulas: para brochas tipo A

Figura 15 - Parámetros geométricos del perfil original de la pieza estriada.

Para brochas tipo B y B

Introducción

Los cortadores perfilados son una herramienta cuyos filos tienen una forma que depende de la forma del perfil de la pieza de trabajo.

Los cortadores perfilados trabajan en condiciones difíciles, ya que todos los filos de corte entran simultáneamente en el corte y crean altas fuerzas de corte. Su uso no requiere una alta cualificación del trabajador y la precisión de las piezas mecanizadas está garantizada por el diseño del propio cortador. Las fresas cuidadosamente calculadas y fabricadas con formas precisas, cuando se instalan correctamente en las máquinas, proporcionan una alta productividad y una forma y dimensiones precisas de las piezas de trabajo.

La precisión de la fabricación de piezas con cortadores perfilados se puede lograr con hasta 9-12 grados de precisión.

Los cortadores de forma redonda se utilizan para tornear superficies externas e internas, y los prismáticos se usan solo para las externas. Las principales ventajas de las fresas redondas son su facilidad de fabricación y una gran cantidad de rectificados en comparación con las fresas prismáticas. Los cortadores se fijan al mandril y se fijan por rotación mediante corrugaciones realizadas en uno de los extremos.

Más a menudo, las corrugaciones se hacen en un anillo especial con un pasador, que forma parte del soporte para montar el cortador en la máquina. En este caso, se perfora un orificio en el cortador para el pasador.

La longitud del perfil del cortador perfilado se toma un poco más larga que la longitud de la pieza de trabajo. La longitud permitida del perfil de corte L p al montar la pieza en el mandril es limitada.

Diseñar un cortador de forma redonda

Los cortadores de formas son una herramienta costosa y compleja. Para un cortador redondo, solo el cortador está hecho de acero de alta velocidad y el soporte en el que está montado está hecho de acero estructural. Para evitar que el cortador gire sobre el soporte, se hace una superficie corrugada dentada.

Para la fabricación de fresas redondas es recomendable utilizar máquinas CNC polivalentes.

Al procesar en estas máquinas se nota la facilidad de fabricación incluso de los perfiles con formas más complejas.

Los principales elementos estructurales de un cortador redondo con forma que deben determinarse son:

diámetro exterior del cortador;

diámetro del agujero;

perfil de corte perfilado;

longitud del cortador.

El diámetro exterior del cortador se establece teniendo en cuenta:

altura del perfil del producto,

distancia necesaria para la eliminación de viruta L,

el valor mínimo de la pared de corte M.

Figura 1. Tipo de superficie conformada

Dimensiones detalladas: D - 42 mm; D 1 - 45 mm; l1 = 3 mm; largo 2 - 18 mm; l 3 \u003d 33 mm;

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

Material procesado - acero 20XG

Tomamos la longitud del cortador aumentada en 4 mm en comparación con la longitud de la pieza para compensar la imprecisión en la instalación de la barra con respecto al cortador.

En la superficie en contacto con la barra, realizamos un ángulo socavado para evitar el roce de la superficie lateral del cortador con la barra.

Para facilitar la instalación precisa del cortador a la altura del centro del producto, se deben realizar muescas en el cuerpo del cortador. Para facilitar el afilado, se recomienda colocar un riesgo circular de control en el cortador, cuyo radio sea igual a HP.

Las tolerancias para la precisión de fabricación de todas las dimensiones lineales del cortador no se especifican directamente. Por lo general, se establecen tolerancias para la fabricación de todas las dimensiones de la plantilla para un cortador determinado, y el perfil del cortador se mide mediante la plantilla. Se aceptan tolerancias para la fabricación de la plantilla entre 0,01 y 0,02 mm.

Elección del material de corte.

Elegimos acero de alta velocidad R6M5.

Características de R6M5.

El acero R6M5 reemplazó básicamente al acero R18, R12 y R9i y encontró aplicación en el procesamiento de aleaciones no ferrosas, hierro fundido, aceros al carbono y aleados, así como algunos aceros resistentes al calor y a la corrosión.

La resistencia de este material es satisfactoria. Aumenta la resistencia al desgaste a velocidades de corte bajas y medias. Este material tiene una amplia gama de temperaturas de endurecimiento.

El lijado es satisfactorio.

El acero R6M5 se utiliza para la producción de todo tipo de herramientas de corte en el procesamiento de aceros estructurales de aleación de carbono; preferentemente para la fabricación de herramientas de roscado, así como herramientas que trabajen con cargas de impacto.

Composición química del acero R6M5:

La dureza del material R6M5 después del recocido es HB 10 -1 = 255 MPa.

Geometría de corte moldeada.

Una fresa perfilada, como cualquier otra fresa, debe contar con un juego y ángulos frontales adecuados para que el proceso de eliminación de viruta se realice en condiciones suficientemente favorables.

Los parámetros geométricos de la parte cortante (ángulos b y d) se establecen en el punto base (o en la línea base) del filo en el plano n, perpendicular a la base del accesorio de corte. Para la base tomar el punto A, el más alejado de la base del monte.

Figura 2. Parámetros geométricos de la pieza de corte.

El ángulo frontal de un cortador redondo radial se realiza durante su fabricación colocando la superficie frontal a una distancia h del eje del cortador, y el ángulo posterior se obtiene colocando el eje del cortador por encima del eje de la pieza en h p.:

h p \u003d RCsin (b)

donde R = D/2 es el radio del cortador en el punto base (D es el diámetro máximo del cortador).

El valor de los ángulos frontales de los incisivos radiales se asigna según la tabla. 5 dependiendo del material que se esté mecanizando y del material de la cortadora.

El ángulo posterior del filo del cortador depende de la forma del cortador moldeado y de su tipo; para cortadores de forma redonda, el ángulo posterior se elige entre 10 0 -15 0 . Para los cálculos tomaremos 15 0 .

Los valores dados de los ángulos frontal y posterior se aplican solo a los puntos exteriores del perfil de corte. A medida que los puntos considerados se acercan al centro del cortador redondo, el ángulo posterior aumenta continuamente y el ángulo frontal disminuye.

Cálculo de un cortador con forma.

El perfil del cortador perfilado, por regla general, no coincide con el perfil de la pieza de trabajo, lo que requiere una corrección del perfil del cortador.

Para hacer esto, determine las dimensiones de la sección normal para secciones prismáticas y axiales, para cortadores redondos.

El perfil del cortador perfilado se corrige de dos formas:

gráfico;

analítico;

Los métodos gráficos proporcionan la mayor precisión, al mismo tiempo que son simples y aceptables para corregir el perfil de cortadores con una configuración simple, con requisitos de precisión bajos y para la determinación tentativa del perfil de cortadores de formas complejas y precisas. Todos ellos se basan en encontrar el tamaño natural de una figura plana, determinado por la sección normal o axial del cortador perfilado. En la práctica, la corrección del perfil de un cortador perfilado se realiza mediante un método analítico que proporciona una alta precisión.

Con un ángulo frontal y posterior igual a 0, el perfil del cortador coincidirá exactamente con el perfil de la pieza.

En nuestro caso, los ángulos no son iguales a 0, en este caso se puede ver que el perfil de la fresa cambia en comparación con el perfil de la pieza, todas las dimensiones del perfil medidas perpendicularmente al eje de la pieza cambian en la fresa.

Definamos el perfil del filo de nuestra cortadora de dos maneras y comparemos.

La primera forma: gráfica,

La segunda forma: analítica.

Cálculo gráfico del perfil de corte.

La elaboración de perfiles se reduce a lo siguiente. Los puntos característicos 1, 2, 3... de la proyección horizontal de la pieza se trasladan al eje horizontal de la proyección vertical de la pieza, y luego, con radios descritos desde el centro de la proyección vertical de la pieza, se se transfieren a la traza de la superficie frontal del cortador. Esto logra la corrección por la presencia del ángulo frontal. Los puntos obtenidos se transfieren desde la traza de la superficie frontal con radios descritos desde el centro del cortador hasta el eje horizontal de su proyección vertical. Como resultado de esta transferencia, se realiza una corrección por la presencia de un ángulo de espalda. Los puntos obtenidos se bajan hasta la intersección con líneas horizontales trazadas desde los puntos característicos de la proyección horizontal de la pieza.

En la fig. 4, además del perfilado, se proporcionan bordes cortantes adicionales del cortador, cuyas dimensiones se pueden tener en cuenta al diseñar su diseño: S 1 - borde cortante que prepara una pieza de una pieza de trabajo (generalmente una barra) ; su parte superior no debe sobresalir del perfil de trabajo de la cortadora, es decir t - debe ser menor (o igual) t max. En este caso, el ancho de la ranura para tronzar debe ser 0,5 ... 1 mm más ancho que la longitud del filo principal de la herramienta de corte. El ángulo z debe ser de al menos 15°.

Para achaflanar o recortar piezas se necesita un filo adicional S 2; S 5 \u003d 1 ... 2 mm - superposición; S 4 \u003d 2 ... 3 mm - pieza de endurecimiento.

Por tanto, la longitud del cortador

L P \u003d L D + S 2 + S 4

donde l d es la longitud de la pieza.

L p \u003d 40 + 15 + 2 \u003d 57 mm

Figura 4. Método gráfico para perfilar un cortador con afilado en ángulo r

El diámetro de un cortador de forma redonda se determina mediante un método gráfico. La mayor profundidad del perfil procesado.

d min , d max: los diámetros mayor y menor del perfil de la pieza de trabajo.

Según la mayor profundidad del perfil procesado según tabla. 3 encontrar

D = 60 mm, R1 = 17 mm.

donde, R= D/2 es el radio del cortador en el punto base (D es el diámetro máximo del cortador).

Para obtener el ángulo posterior de un cortador de forma redonda, su parte superior en el trabajo se coloca debajo del eje del cortador a una distancia h.

Figura 5. Determinación de las esquinas traseras del cortador perfilado.

Calculamos la altura de afilado del cortador perfilado con un punto base con respecto al eje de la pieza:

h p \u003d 17 * sen25 \u003d 7,1 mm

El contorno formado se divide en secciones separadas, los puntos base que caracterizan los extremos de las secciones se indican con números y se determinan las coordenadas de todos los puntos base, es decir Se compila la Tabla 1 (ver Figura 5).

Es deseable disponer los puntos base de modo que tengan los mismos radios r en pares, lo que reduce la cantidad de cálculos de corrección. Las coordenadas de los puntos desconocidos se determinan resolviendo triángulos rectángulos. Por ejemplo: se establece el tamaño l i , luego se determina el radio del punto r 1, y luego, teniendo el radio, se obtiene el tamaño l i ” de manera similar. La precisión al calcular las coordenadas de los puntos de la pieza es de 0,01 mm.

Dado que el cortador con forma generalmente debe calcularse sobre varios puntos nodales, por conveniencia, los cálculos se pueden presentar en forma de tabla.

tabla 1

Cálculo analítico del perfil de un cortador perfilado.

Para resolver problemas geométricos elementales, el número de puntos característicos mediante los cuales determinamos los radios de los puntos del perfil de una pieza, como en el método geométrico, es 8.

Denotemos con los números 1,2,...., i condicionalmente los puntos de un perfil dado, los radios r 1 ,r 2 .... de los puntos nodales y la distancia a lo largo del eje entre ellos l 21 . ......l i1 se determinan a partir del dibujo de detalle y se resumen en la Tabla 1. Supongamos que el punto 1 esté ubicado a la altura del centro de rotación de la pieza (punto base). A través del punto 1 dibujamos la superficie frontal del cortador en un ángulo r 1. Debido a la inclinación de la superficie frontal, los otros puntos nodales (2, 3,..., i) se sitúan por debajo del centro de giro de la pieza.

Para calcular el perfil de cortadores redondos y prismáticos, es necesario determinar la distancia C i1 a lo largo de la cara frontal desde el punto i al punto 1.

Donde r 1 , r i son los radios de la base y el i-ésimo punto nodal, respectivamente.

En consecuencia, el valor de C i1 no está relacionado con la forma constructiva de las fresas, es decir, la fórmula es válida tanto para fresas prismáticas como redondas.

Determine el radio R i de los cortadores para procesamiento externo:

donde r 1, b 1 - ángulos delantero y trasero para el punto base 1;

Determine la distancia de profundidad del perfil en la sección axial de la fresa redonda:

t 2 \u003d 30-29,5 \u003d 0,5 mm

t 3 = 30-29,5 = 0,5 mm

t 4 \u003d 30-26 \u003d 4 mm

t 5 \u003d 30-24,8 \u003d 5,2 mm

t 6 \u003d 30-26 \u003d 4 mm

t 7 \u003d 30-29,5 \u003d 0,5 mm

t 8 \u003d 30-29,5 \u003d 0,5 mm

Comparemos las dimensiones del cortador obtenidas mediante dos métodos:

Tabla 2.

Así, la discrepancia máxima entre los dos métodos fue del 1,163%. Comparando estos dos métodos para calcular el perfil de un cortador perfilado, determinamos que el método analítico es el más preciso.

El error no es grande, por lo que para la producción a pequeña escala se puede utilizar el método gráfico.

Diseño de patrones y contrapatrones.

Según los resultados del cálculo de corrección, se construye un perfil de plantilla para controlar la precisión del perfil de la superficie moldeada del cortador después del rectificado, y se construye una contraplantilla para controlar los perfiles de la muela para procesar el cortador. perfil. Para ello, a través del punto base se traza una línea de coordenadas paralela al eje, a partir de la cual se trazan los valores calculados de la altura del perfil de corte en los puntos característicos DR i. Las dimensiones axiales del perfil de cortadores con un eje paralelo al eje de la pieza son iguales a las dimensiones axiales de la pieza.

Las secciones curvilíneas del perfil se dan como un arco de radio r, cuyo valor se determina utilizando las coordenadas de tres puntos característicos ubicados en la sección curva, o las coordenadas de varios puntos por los que pasa la curva.

Precisión de fabricación del perfil ±0,01. Para facilitar el rectificado del perfil se realiza un chaflán de 30°. Material de la plantilla: acero 20HG, dureza HRC 58...62.

cortador de gusanos

Datos iniciales: Figura 54, opción 9

Figura 1.1 Croquis de la pieza fabricada.

Grado del material de la barra Latón L62: uv = 380 MPa;

Tipo de cortador: redondo.

Calculamos las dimensiones de altura del perfil en los puntos nodales de la pieza según las fórmulas:

t2 = (d2 - d1)/2; (1.1)

t3 = (d3 - d1)/2; (1.2)

t4 = (d4 - d1)/2; (1.3)

donde d1, d2, d3, d4 son los diámetros de las superficies mecanizadas de la pieza.

t2 = (24-20)/2 = 2 mm;

t3 = (28-20)/2 = 4mm;

t4 = (36-20)/2 = 8 mm;

tmáx = t4, mm.

Elegimos las dimensiones totales y de diseño del cortador según la tabla 1, los valores de los ángulos delantero r y trasero b del cortador según la tabla 3.

Tabla 1.1 Dimensiones generales y de diseño

Tabla 1.2 Ángulos delantero y trasero

Latón L62

Calcule para cada punto nodal las dimensiones de altura del perfil de corte, medidas a lo largo de la superficie frontal.

xi = (ricos(r - gi) - r1)/cos r; (1.4)

donde ri son los radios de los puntos nodales del perfil de la pieza;

g - el valor del ángulo frontal en el punto base 1;

gi: los valores de los ángulos frontales para los puntos calculados en el perfil del filo del cortador.

sin gi \u003d (ri-1 / ri) sin g; (1.5)

sen g2 = (r1 / r2) sen g = (10/12) sen3 = 0,04361;

r2 = 2,5? = 2?30´;

sen g3 = (r1 / r3) sen g = (10/14) sen3 = 0,03738;

r3 = 2,14? = 19?8´;

sen r4 = (r1/r4) sen r = (10/18) sen3 = 0,02908;

r3 = 1,67? = 19?40´;

x2 = (r2 cos (g-g2) -r1) / cosg = (12 cos (3-2,5) -10) / cos3 = 2,0023 mm;

x3 = (r3 cos (g-g3) -r1) / cosg = (14 cos (3-2,14) -10) / cos3 = 4,004 mm;

x4 \u003d (r4 cos (g-g4) -r1) / cosg \u003d (18 cos (3-1,67) -10) / cos3 \u003d 8,0061 mm;

Calculemos las dimensiones en altura del perfil cortador necesarias para su fabricación y control.

Las dimensiones de altura del perfil para cada punto nodal se establecen en la sección radial.

Ti = R1 - Ri; (1.6)

Donde R1, Ri son los radios de los círculos que pasan por los puntos nodales del perfil de corte.

Ri= (R12+xi2-2 R1xicos(b+ d))1/2 (1.7)

R2= (R12+x22-2 R1x2cos(b+d))1/2=(252+2.00232-2 25 2.0023 cos(10+3))1/2=23.0534 mm;

R3= (R12+x32-2 R1x3cos(b+d))1/2=(252+4.0042-2 25 4.004 cos(10+3))1/2=21.118 mm;

R4= (R12+x42-2 R1x4cos(b+d))1/2=(252+8,0061 2-2 25 8,0061 cos(10+3))1/2=17,293 mm;

T2 = R1 - R2 = 25-23,0534 = 1,9466;

T3 = R1 - R3 = 25-21,118 = 3,882;

T4 = R1 - R4 = 25-17,293 = 7,707;

Comprobemos los resultados del cálculo analítico de los valores T2, T3, T4 mediante la construcción gráfica del perfil del cortador.

• 1) Dibuje la pieza en dos proyecciones en los planos de coordenadas V y H. El plano V es vertical, corre perpendicular al eje de la pieza, el plano H es horizontal, coincide con la dirección de avance del cortador.
• 2) Designemos los puntos nodales del perfil en los salientes de la pieza con los números 1,2,3,4.
• 3) Dibujar en el plano V los contornos de los salientes de las superficies delantera y trasera del cortador. La proyección de la superficie frontal de un cortador redondo es una línea recta 1`P trazada desde el punto 1` en un ángulo r con respecto a la línea central horizontal de la pieza. Proyección de la superficie trasera de un cortador redondo: círculos de radios R1, R2, R3, R4 dibujados desde el centro Op a través de los puntos de intersección de la línea 1`P con los círculos de contorno del perfil de la pieza. El centro del cortador O se encuentra en la línea 1`O, trazada desde el punto 1` en un ángulo b con la línea central horizontal de la pieza a una distancia igual al radio R1, es decir 1`O = R1.
• 4) Dibujar en el plano coordenado H el perfil de la fresa en sección normal, para lo cual:
  • a) elegimos un centro arbitrario O1 de la intersección de las trazas de los planos N y H;
  • b) desde el centro O1 trazamos una línea recta NN dirigida radialmente;
  • c) usando una brújula, transferimos las dimensiones de altura del perfil de corte del plano V al plano H.
• 5) Medimos las dimensiones de altura de cada punto nodal del perfil cortador T2, T3, T4 en el dibujo y dividimos los valores obtenidos por la escala aceptada del perfil gráfico cortador, ingresamos los resultados en una tabla y los comparamos con los resultados del cálculo analítico.

Tabla 1.3

Determine las dimensiones de los filos de corte adicionales.

Los bordes cortantes adicionales preparan el corte de la pieza a partir de la barra. La altura de los bordes no debe ser mayor que la altura del perfil de trabajo del cortador, el ancho es igual al ancho del filo del cortador.

b = tmáx + (5…12) = 5 + 12 = 17 mm

Lр = ld + b1 + c1 + c2 + f = 55 + 3 + 2 + 2 + 2 = 64 mm

dimensiones: b1?2 mm, c1 = 2 mm, c2 = 2 mm, f = 2 mm.

Aceptamos b = 6 mm, b1 = 3 mm, c1 = 2 mm, c2 = 2 mm, f = 2 mm.

Para reducir la fricción del cortador sobre la pieza de trabajo en las secciones del perfil perpendiculares al eje de la pieza, afilamos un ángulo igual a 3?.

Desarrollamos un dibujo de una plantilla y una contraplantilla para comprobar el espacio libre del perfil del cortador.

El perfil de la plantilla es el perfil negativo del cortador. Las dimensiones de altura del perfil de plantilla son iguales a las dimensiones de altura correspondientes del perfil de corte. Dimensiones axiales entre los puntos nodales del perfil de la pieza. Para construir una plantilla, es necesario trazar una línea horizontal de coordenadas a través del punto de base nodal 1, desde la cual, en direcciones perpendiculares a él, apartar las dimensiones de altura del perfil de corte. Tolerancia para la fabricación de dimensiones en altura del perfil de plantilla ± 0,01, lineal + 0,02 ... 0,03.

Ancho de plantilla

Lsh \u003d LR + 2 f \u003d 64 + 2 2 \u003d 68 mm; (1.17)

donde: LP - ancho del cortador; f = 2 mm.

Figura 1.2. Filos de corte adicionales de cortadores perfilados.

Figura 1.3 Patrón y contrapatrón

Figura 1.4 Cortador prismático con forma