Московский Государственный Технический Университет

им. Н.Э.Баумана

Калужский филиал

Кафедра М4-КФ

Курсовая работа

«Резание металлов и режущий инструмент»

Калуга, 2008 г.

1. Расчет фасонного резца

1.1. Подготовка чертежа детали к расчету резца

1.2. Выбор типа фасонного резца

1.3. Определение углов режущей части

1.4. Определение габаритных и присоединительных размеров резца

1.5. Общая часть коррекционного расчета фасонных резцов

1.6. Определение размеров профиля круглого резца обычной установки с углом λ 0 =0

1.7. Расчет отклонений высот профиля фасонного резца

1.8. Расчёт допусков на параметры заточки и установки резца

1.9. Оформление рабочего чертежа резца

1.10 Проектирование шаблона для контроля профиля резца при его изготовлении

1.11 Проектирование державки фасонного резца

2. Расчет протяжки

3.1 Исходные данные

3.2.Выбор профиля зубьев червячной фрезы

3.3Порядок расчета основных конструктивных элементов червячной фрезы

ВВЕДЕНИЕ

Фасонные резцы применяются для обработки поверхностей сложного профиля на станках токарной группы и реже па строгальных (долбежных) станках в условиях серийного и массового производства. Как правило, они являются специальными инструментами, предназначенными для обработки одной детали. Преимущества фасонных резцов - строгая идентичность обработанных деталей, большой срок службы, высокая общая и размерная стойкость, совмещение предварительной и окончательной обработки, простота установки и наладки на станке - делают их незаменимыми в автоматизированном производстве, особенно на токарных автоматах.

Фасонные резцы классифицируют по нескольким признакам:

По типу станка - токарные, автоматные, строгальные (долбежные);

По форме тела резца - круглые (дисковые), призматические, стержневые. Реже применяются винтовые и улиточные резцы;

По положению передней плоскости резца - с обычной заточкой (угол λ 0 = 0) и с боковой заточкой (угол λ 0 0) - рис. 2;

По положению базовой поверхности резца (оси посадочного отверстия у круглых или опорной плоскости у призматических) относительно оси детали - резцы обычной установки и резцы особой установки. Последние, в свою очередь, могут быть с базой, развернутой в горизонтальной плоскости на угол ψ, и с боковым наклоном корпуса (обычно призматические резцы) - рис.3;

По виду обрабатываемой поверхности - наружные, внутренние, торцовые. Последние могут бить как наружные с базой, развернутой на угол ψ = 90°;

По направлению подачи - с радиальной и тангенциальной подачей (соответственно радиальные и тангенциальные резцы) - рис.1-3 - радиальные, рис. 4 - тангенциальные резцы;

По конструкции, способу соединения режущей части и корпуса, материалу режущей части: насадные и хвостовые (круглые); цельные, сварные, паяные; быстрорежущие и твердосплавные.

1. Проектирование фасонного резца

1.1. Подготовка чертежа детали к расчету фасонного резца.

По данным размерам детали вычерчиваем ее профиль в увеличенном масштабе 2:1, который используется в дальнейшем для графического определения размеров резца. Вычерчивание профиля детали необходимо для решения двух вопросов:

1) Задание промежуточных точек профиля, что необходимо при наличии на профиле криволинейных участков, а также для повышения точности обработки конических, а в ряде случаев и цилиндрических участков. Наибольшую трудность представляет определение радиусов промежуточных точек дуговых участков. При этом обычно задаются осевыми размерами профиля:

l 2 =7 мм;

l 3 =11.5 мм;

l 4 =15.7 мм;

l 5 =21.4 мм;

l 6 =27 мм;

l 7 =32 мм;

l 8 =35 мм;

По заданным теоретическим размерам и длинам находят радиусы точек:

r 1 =35 мм;

r 2 =38 мм;

r 3 =37.5 мм;

r 4= 37.6 мм;

r 5 =38.7 мм;

r 6 =41 мм;

r 7 =41 мм;

r 8 =43 мм;

1.2. Выбор типа фасонного резца

Используем фасонный резец круглого типа, т.к. он имеет большой срок службы, поэтому экономически выгоден. Для обработки внутренних поверхностей почти всегда применяют круглые резцы. Чаще применяются резцы радиального типа, т.к. большинство станков имеют суппорты с установкой резца по высоте оси детали. Резцы тангенциального типа можно применять при малой глубине фасонного профиля детали, однако, надо учитывать возможности размещения и закрепления такого резца на суппорте станка. Ценным свойством тангенциального резца является возможность обработки деталей разного диаметра с одинаковыми фасонными профилями и постепенное врезание и выход резца, что ведет к уменьшению усилий резанья и позволяет обрабатывать не жесткие детали. Круглые резцы чаще бывают насадными; при малых габаритах резца применяют хвостовые резцы. Круглые резцы, как правило, выполняются цельными из быстрорежущей стали.

1.3. Определение углов режущей части

Передний угол резца γ и задний угол α задаются в наиболее выступающей (базовой) точке резца. Величины углов α и γ рекомендуется выбирать из ряда значений: 5, 8, 10, 15, 20, 25. Принимаем γ =20 градусов. Для круглых резцов чаще всего принимают следующие задние углы: α =815 градусов. Принимаем α =10 градусов. Следует иметь в виду, что задние углы переменны в различных точках лезвия, к тому же в сечении, нормальном к проекции лезвия на основную плоскость, они могут быть на некоторых участках лезвия намного меньше номинального значения. Поэтому необходимо производить проверку минимальной величины заднего угла по формуле:

, где

α Т - задний угол в данной точке в торцевом сечении;

φ – угол между касательной к профилю детали в данной точке и торцевой плоскости детали.

1.4. Определение габаритных и присоединительных размеров резца

Обычно габаритные и присоединительные размеры определяются из конструктивных соображений в зависимости от глубины фасонного профиля изделия tmax и длины профиля L , т.к. от них зависит количество получающейся стружки и нагрузка на резец при его работе.

Габаритный радиус дисковых резцов определяется по формуле:

Максимальный диаметр обрабатываемой детали.

Наибольший диаметр резца мм округляют в большую сторону до величин из нормального ряда линейных размеров по ГОСТ 6636-60. Принимаем D =60 мм. Длина резца определяется в зависимости от размеров профиля детали с учетом дополнительных лезвий и ее округляют в большую сторону. Принимаем L =35 мм.

1.5. Коррекционный расчет профиля круглого фасонного резца

Общая часть расчета.

Целью общей части коррекционного расчета – определение высотных размеров профиля фасонного лезвия, лежащих в передней плоскости резца, в направлении перпендикулярном базе резца.

Мм, принимаем h =5,5 мм;

Корректируем угол α : ;

Корректируем угол γ : ;

γ =30-α =30-10,56=19.44;

1. мм;

3. ;

4. ;

5. ;

6. ;

7. ;

8. γ8 =γ7 =16.43;

A 8 =A 7 =39.33 мм;

C 8 =C 7 =6.33 мм,

9. ;

Где r 1 – радиус в базовой точки на детали; r 2 =r 9 – радиусы профиля детали в т.2-9; γ – передний угол резца в базовой точке; γ i – передний угол в i -той точке резца; С i – искомый размер на i -том этапе расчета.

1.6. Определение размеров профиля призматического и круглого фасонных резцов обычной установки с углом λ 0 = 0

При расчете размеров профиля призматического фасонного резца в нормальном сечении исходными данными являются углы α и γ , а также размеры С 2,3,…, i , найденные в общей части коррекционного расчета. Искомые размеры профиля Р i определяются по формуле

При расчете круглых фасонных резцов заданными величинами являются углы α и γ , наружный радиус резца, соответствующий базовой точке 1, и размеры С 2..i , лежащие в передней плоскости и найденные в общей части расчета. В результате расчета определяются радиусы резца, соответствующие другим точкам профиля детали, а также высотные размеры профиля в осевом сечении резца Рi.

Размер Н одновременно является радиусом контрольной риски ρ к для контроля правильности заточки резца.

1.7. Расчёт допусков на высотные размеры профиля резца

Этот этап является весьма ответственным, так как от точности высотных размеров зависит точность получаемых диаметров детали. Для обоснованного назначения допусков на высотные размеры резца нужно руководствоваться следующими соображениями.

При настройке резца на суппорте станка во время обработки деталей обычно измеряется один наиболее точный из всех диаметров фасонной детали. Соответствующий участок фасонного профиля детали и его диаметр называют базовым для измерения. Если оказывается, что этот участок неудобен для измерения, то за базовый участок для измерения принимают другой; при этом его допуск ужесточают по сравнению с заданным на чертеже, делая это из технологических соображений (расчётное значение диаметра оставляют прежним).

Главное требование, которое необходимо выполнить при назначении допусков на исполнительные размеры резца, углы его установки и заточки, состоит в следующем:

Если при обработке детали базовый измерительный диаметр получен годным (лежит в поле допуска), то все остальные размеры диаметров должны оказать внутри своих полей допусков, т.е также быть годными.

Это требование вызвано тем, что резец является монолитным инструментом и не позволяет производить отдельно регулировку каждого размера (диаметра) детали при настройке его установки на станке.

Участок или точку профиля резца в технологическом сечении, обрабатывающие базовый диаметр, назовём базовыми (участком или точкой) для отсчёта исполнительных высот профиля резца. В общем случае они не совпадают с базовым участком или точкой, принятыми для проведения коррекционного расчёта профиля резца. В таком случае необходимо произвести простановку высотных размеров профиля от вновь выбранной базы. То же самое делается и на профиле детали.

1.8. Расчёт допусков на параметры заточки и установки резца

На все углы, определяющие заточку и установку резца (, ) принимаются допуски в угловых минутах, численно равные наименьшему допуску на высотный размер профиля резца, выраженный в микрометрах. Допуск на угол равен ±76 ’ .

Допуск на высоту установки оси круглого резца над осью детали определяется дифференцированием формулы

Таким же образом находится допуск на высоту заточки резца или радиус контрольной риски (H или )

1.9. Оформление рабочего чертежа резца

На рабочем чертеже резца должно быть размещено необходимое для полного раскрытия конструкции и простановки всех размеров количество проекций, дополнительных разрезов, сечений, видов. Профиль резца задается высотными и продольными размерами, проставленными от выбранных баз. Размеры проставляются с полученными в результате расчета допустимыми отклонениями. Присоединительные размеры должны быть выбраны в соответствии с нормалями. Габаритные и другие размеры без допусков выполняются по 5 или 7 классам точности. На чертеже должны быть проставлены размеры, характеризующие заточку резца - углы и для призматического и - радиус контрольной риски круглого резца.

В технических требованиях должны содержаться указания о марке материала резца, твердости его режущей части и державки, качестве материала и другие требования в зависимости от конкретных условий изготовления и эксплуатации резца, а также данные для маркировки. На чертеже резца должно быть указано место маркировки.

1.10 Проектирование шаблона для контроля профиля резца при его изготовлении

Часто для контроля профиля фасонных резцов в процессе их изготовления применяют шаблоны, которые прикладываются к фасонной задней поверхности резца. По величине просвета судят о точности выполненного профиля резца.

Шаблон имеет те же номинальные размеры профиля, что и фасонный резец, однако допуски на размеры профиля шаблона должны быть в 1,5...2 раза жестче, чем соответствующие допуски резца.

Для контроля шаблона при его эксплуатации, применяем контр-шаблон. Его профиль одинаков с профилем резца, но допуски на размеры профиля в 1,5...2 раза жестче, чем допуски на размеры шаблона.

Шаблон Ш и контр-шаблон КШ изготавливаем из листового материала толщиной 3 мм. Для увеличения износостойкости их закаливаем до твердости 56...64 НRС. Для уменьшения коробления применяем легированную инструментальную стал ХВГ. Мерительные кромки по всему фасонному контуру делаем тоньше основной пластины (0,5 мм.) для облегчения обработки точных размеров профиля и удобства контроля резца.

1.11 Проектирование державки фасонного резца

Крепление фасонного резца осуществляем по средствам пальцевой державки. Данная державка состоит из следующих элементов: корпус державки, палец, поводковая и опорная шайбы, втулка, двух регулировочных винтов, гайки и направляющий штифта.

Порядок сборки державки: на палец 2 установить фасонный резец, затем установить опорную шайбу 5, на нее надеть поводковую шайбу 4, вставить всю эту сборочную единицу во втулку 3, предварительно установленную в корпус державки 1, зафиксировать палец во втулке с помощью направляющего штифта, осуществить окончательное закрепление пальца, закрутив на нем гайку 8, установить в корпус державки регулировочные винты 7 и 6.

Регулировка положения резца может осуществляться двумя способами:

1. по средствам регулировочного винта 6.

2. по средствам насеченных на опорной и поводковой шайбах 50 зубцов. Это осуществляется путем ослабления закрепления резца и последующим поворотом опорной шайбы, затем резец закрепляют, завинчивая гайку 8.

2.Расчет плоской шпоночной протяжки

Требуется обработать шпоночной протяжкой канавку 8Н8 в отверстии диаметром 30Н7 и длиной 65мм

Размер t составляет З3.3H12 мм. Материал обрабатываемой детали – Сталь 45ХН с твердостью НВ -207. Материал протяжки сталь Р6М5К5; протяжка с приваренным хвостовиком. Протягивание производится без смазочно-охлаждающей жидкости на горизонтально протяжном станке типа 751 .

Принимаем протяжку с утолщенным телом и хвостовиком. Суммарный подъем протяжки

∑h=t-D+ f Q =33.05-30+0,55=3,6мм;

принимаем 3,6 мм; f Q =0,55 мм .

Ширина тела

В≈Ь+(2..6)=8+(2..6)=10..14мм

принимаем В=12.мм.

Ширина зубчатой части Ь n = Ь макс - ∂ = 8,027- 0=8,027 мм.

Подача на зуб s : =0,06мм (табл. 10). Шаг зубцов t =12 мм (табл. 10). Число одновременно работающих зубцов z t = 6 (табл. 8).

Размеры стружечной канавки (табл. 9):

h 0 = 5 мм, r = 2,5 мм, F а =19.6 мм

Коэффициент заполнения впадины

Передние и задние утлы по табл. 12 и 13:

у = 15° ;α = 4°.

Высота режущего выступа (4) h " o = 1.25 h 0 = 1.25 5 = 6,25 мм; округляем до 9мм по табл. 4. что больше

t - D = 33.05 -30 =3.05мм.

Сила протягивания

Высота сечения по первом зубцу , при [а] = 20 кг мм 2 для протяжки из быстрорежущей стали

принимаем согласно табл 4 h =18мм

Высота по последнему режущему зубцу

Количество режущих зубцов

принимаем 62 зуба.

Длина режущей части .

Хвостовик плоскийпо табл. 6 с размерами: Н, = h1 = мм

Напряжение на растяжение в материале хвостовика

Калибрующая часть: высота зубцов Н 5 = h, = мм; количество зубцов (табл. 15) = 4; шаг t K = t = 12мм;

Длина l=t(z+0.5) =12(4+0.5)=54~50мм; стружечная канавка такая же, как у режущих зубцов; фаска f K =0,2мм;

Длина гладкой части с учетом, что протяжка будет работать с отключением от станка, составляет

l = l ,- l 3 + l c + l a + l 6 + l .+ l " 4 Учитывая, что 1 3 = 0;

1 С = 70 (приложение 1); 1 а =20мм; 1 4 = L + 10мм = 65 +10 = 75 ~ 75мм;

1= 70 + 20 + 8 + 75 =183мм; принимаем 185мм.

Общая длина

L m = I +1 5 +1 6 = 185 +744+0 = 929 мм;

округляем до 950 мм; допуск ±2 мм.

Глубина паза в направляющей оправке

H = h ,+ f o =18 + 0.59 = 18.59 мм.

Проверка толщины тела оправки по условию :

3. Расчет червячной фрезы для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем

3.1 Исходные данные

Модуль нормальный (m ) – 7,0 мм; угол зацепления (α w ) – 20; коэффициент высоты головки и ножки зуба (f ) – 1,0; коэффициент радиального зазора (с ) – 0,25; число зубьев (z ) – 18; угол наклона зубьев – 10; направление зубьев – левое; коэффициент коррекции нормальный 0; степень точности – 7 - С; материал – Сталь 40Х; σв – 900 мм/мг; вид фрезерования червячной фрезой – окончательное.

3.2 Выбор профиля зубьев червячной фрезы

Наша фреза класса А, спрофилирована на основе Архимедова червяка. Данный метод профилирования основан на замене криволинейного профиля боковой стороны в осевом сечении эвольвентного червяка на прямолинейный, близкий к нему. В этом случае приближенного профилирования червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем происходит замена эвольвентного основного червяка на Архимедов червяк. Червячные фрезы, спрофилированные приближенно на основе Архимедова червяка, образуют, по сравнению с другими методами приближенного профилирования, наименьшие погрешности профиля зубьев нарезаемых колес в виде небольшого подреза ножки и среза головки, благоприятно влияющие на условие зацепление сопрягаемой пары зубчатых колес. Кроме того, такие червячные фрезы имеют следующие преимущества:

1. Боковые стороны зубьев Архимедовых червячных фрез можно затыловать в радиальном направлении.

2. Для окончательного контроля профиля боковой стороны зубьев Архимедовых червячных фрез разработаны и используются специальные приборы, обеспечивающие высокую и стабильную точность измерения.

При проектировании чистовых червячных фрез для цилиндрических колес с эвольвентным профилем приближенное профилирование на основе Архимедова червяка является предпочтительным.

3.3 Порядок расчета основных конструктивных элементов червячной фрезы

3.3.1. Число заходов ( Z зах. )

Число заходов червячной фрезы является одним из факторов, влияющих на производительность при нарезании цилиндрических колес. На выбор числа заходов червячных фрез влияет степень точности нарезаемых колес и их размеры (число зубьев и модуль). Червячные фрезы, особенно чистовые, проектируются однозаходными. Принимаем Z зах. =1.

3.3.2. Угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру ( γ mo )

Погрешности профиля зубьев нарезаемых колес с эвольвентным профилем, связанные с приближенным профилированием червячных фрез, в значительной степени зависят от величины угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру фрез. С увеличением угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру величина погрешности профиля зубьев нарезаемых колес возрастает. Вследствие этого для чистовых червячных фрез величина угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру принимается не выше 6 градусов 30 минут. Принимаем γ mo =4,45 градуса.

Выбор направления винтового гребня червячной фрезы зависит от направления зубьев нарезаемых колес. . Принимаем направление винтовой линии по делительному цилиндру – левое.

3.3.4. Наружный диаметр ( Dao )

Ориентировочная величина наружного диаметра червячной модульной фрезы определяется по формуле:

В соответствии с ГОСТ 9324-80 Е принимаем Dao =124 мм.

3.3.5. Форма зубьев

Используем так называемую форму б). Она характеризуется следующими признаками: имеет два участка затылованной задней поверхности, образованные по Архимедовой спирали: первый участок со спадом К и второй со спадом К1 . Первый (основной) участок затылованной задней поверхности формируется окончательно после термической обработки шлифованием. Второй участок предназначен для обеспечения свободного выхода шлифовального круга при обработке первого и формируется затыловочным резцом до термической обработки. Червячные фрезы с зубьями по форме б) характеризуются повышенной точностью размеров профиля и стойкостью. Форма б) зубьев применяется в конструкциях червячных фрез для чистовой и окончательной обработки зубьев нарезаемых колес до 8-й степени точности.

3.3.6. Число зубьев фрезы в торцевом сечении ( Zo )

Число зубьев фрезы в торцевом сечении влияет на количество резов, формирующих боковую сторону зубьев нарезаемых колес. Для повышения точности профиля зубьев нарезаемых колес и производительности обработки предпочтительно принимать максимально допустимое число зубьев.

Ориентировочное число зубьев в торцевом сечении затылованных червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем определяется по формуле:

;

Принимаем Zo =9.

3.3.7. Величина спада задней поверхности зубьев фрез К и К1

Величина спада задней поверхности зубьев фрезы на первом участке определяется по формуле:

; α в – задний угол на вершине зубьев (10-12 градусов). . Принимаем К =8,0;

Величина спада задней поверхности зубьев на втором участке принимается равной:

Где β – поправочный коэффициент.

Для фрез общего назначения β =1,2…1,5.

. Принимаем К1 =9;

3.3.8.Глубина профиля ( ho )

Величина глубины профиля или шлифованная часть зубьев червячных фрез равна:

3.3.9. Глубина стружечной канавки ( Hk )

Размер глубины стружечной канавки определяется в зависимости от формы зубьев червячных фрез.

Для червячных фрез с зубьями по форме б):

3.3.10. Радиус впадины стружечной канавки

Величина радиуса впадины стружечной канавки определяется по формуле:

3.3.11. Угол впадины стружечной канавки (ε )

Величина угла впадины стружечной канавки принимается в зависимости от числа зубьев фрезы следующих значений:

При Zo =9, e = 22.

3.3.12. Диаметр отверстия ( d )

В целях увеличения жесткости крепления фрезы диаметр отверстия под оправку следует брать максимально допустимым. Ориентировочное значение размера диаметра отверстия определяется по формуле:

По окончательному размеру диаметра отверстия проверяется толщина корпуса фрезы в опасном сечении по формуле:

; где t 1 – размер,

определяющий глубину шпоночного паза от стенки отверстия. Принимаем t 1 =4 мм.

– верно.

3.3.13. Общая длина фрезы ( Lo )

Приближенное значение величины длины рабочей части червячной фрезы определяется по формуле:

мм; принимаем L =115;

Величина общей длины фрезы определяется по формуле:

где l 1 – длина цилиндрических буртиков, l 1 =4 мм;

χ – коэффициент, выбираемый по таблице χ =3;

3.3.14. Диаметр буртиков ( d 1 )

Цилиндрическая поверхность буртиков используется для контроля установки фрезы на станке. Диаметр буртиков принимается равным:

3.3.15. Расчетный диаметр делительного цилиндра ( D расч. )

Расчетный диаметр делительного цилиндра учитывает изменение ряда геометрических параметров (угол подъема винтовой линии, угол наклона передней поверхности и др.) червячной фрезы при перетачивании ее в процессе эксплуатации. Для уменьшения отклонения эксплутационных значений параметров от расчетных величина расчетного диаметра делительного цилиндра определяется для сечения, расположенного на расстоянии (0,15-0,25) окружного шага от передней поверхности фрезы. В соответствии с этим расчетный диаметр делительного цилиндра определяется по формуле:

Принимаем D расч. = 103.3 мм.

3.3.16. Расчетный угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру ( γmo )

Величина расчетного угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру определяется по формуле:

;

Принимаем γmo =3,59 градуса, то есть 3°35’

Стружечные канавки для обеспечения одинаковой величины переднего угла на боковых режущих лезвиях зубьев фрезы располагаются нормально к винтовому гребню и выполняется винтовыми. Угол наклона стружечных канавок принимается равным углу подъема винтовой линии по делительному цилиндру, т.е.

βк =γmo =3,59 градуса.

3.3.18. Шаг стружечных канавок (Тк )

Величина шага стружечных канавок входит в знаки маркировки фрезы и определяется по формуле:

мм;

3.3.19. Осевой шаг зубьев фрезы (То )

Величина шага в осевом сечении фрезы определяется по формуле:

мм.

3.3.20. Нормальный шаг зубьев фрезы (Т n )

Величина шага в нормальном сечении фрезы определяется по формуле:

3.3.21. Размеры профиля зубьев червячной фрезы в нормальном сечении

А) Толщина зуба по делительному цилиндру:

мм;

ΔS - припуск по толщине зубьев нарезаемых колес под дальнейшую обработку. Равна 0, т.к. обработка окончательная.

Б) Высота головки зуба: мм

В) Высота ножки зуба: , где Си – коэффициент радиального зазора между головкой зуба нарезаемого колеса и впадиной зуба фрезы. Величина Си может быть принята равной величине с .

h 2 =h 1 =8.75 мм.

Г) Радиус галтели на головке зуба: мм.

Д) Радиус галтели у ножки зуба: мм

Величина углов профиля правой и левой боковых затылованных задних поверхностей зубьев червячной фрезы в осевом сечении определяется по формулам:

для правой: ;

Принимаем αоп=20,11

Исходные данные:

Профиль детали, для обработки которого требуется спроекти­ровать фасонный резец (рис. 1);

Припуск на обработку (указан на чертеже);

Допуск по профилю детали ±0,05 мм;

- ­­материал детали - сталь35.

1.1. Расчет средних размеров профиля детали

Средние размеры профиля в рассматриваемом примере совпадают с номинальными размерами профиля детали, поскольку допуск по профилю задан b+u , т.е. расположен симметрично. Поэтому опре­делять средние размеры профиля не требуется.

1.2. Выбор положения базовой линии

Заданный профиль детали имеет относительно небольшую высоту: h = 4 мм. Профиль кромки резца в основном состоит из участков, расположенных параллельно оси детали.

Участком кромки, которым наиболее просто устанавливать ре­зец на уровне линии центров станка, т.е. в осевой плоскости де­тали, являются участки 1-2 и 5-6. Поэтому для заданного профиля детали базовую линию резца принимаем расположенной на участках кромки 1-2 и 5-6 (рис. 2).

1.3. Расчет габаритных размеров резца

Рассчитывается ширина резца L = L дет + 2n (табл.2.5, 2.6, 2.7):

L = 24 + 2 × 3 = 30 мм.

Рассчитывается или определяется графически в увеличенном масштабе высота (глубина) профиля детали q в направлении, перпендикулярном оси резца:

Определяется диаметр посадочного отверстия d 0 .

По табл.2.3 подача S=0.02 мм/об и усилие резания

P z (L =1мм) =110H=11 даН * (табл.2.2).

Тогда усилие резания P z =P z (L =1мм) ×L=11 × 30=330 даН.

Учитывая ширину резца и то, что усилие резания небольшое, при­нимаем консольное крепление оправки. По табл.2.1 диаметр посадочного отверстия d0= 27 мм.

Подсчитывается наименьшее допустимое значение наружного диаметра резца

D>d0+2(q+l+m)

Принимая l = 4мм и m = 8 мм,

получаем

D>27 + 2 (4 + 4 + 8)> 59.

Округляя до ближайшего значения по стандартному ряду диа­метров резцов, принимаем D = 60 мм.

1.4. Коррекпионкый расчет профиля резца

Выбираются геометрические параметры резца для участков режущей кромки

1-2 , 5-6 , через которые проходит базовая линия (рис, 4).

Для проектируемого резца принимаем по табл.2.4 передний угол j = 18° (сталь 35; Gb = 85даН/мм^). задний угол L = 12*.

Подсчитывается размер л ыст, определяющий положение оси резца относительно оси детали (рис. 5):

hуст =R1 sinL;

hуст= 30 *sin 12° = 30 Х 0,20791 = 6,237.

Принимаем hусм =6,2.

Производится расчет профиля резца в передней плоскости. Для этого вычерчивается профиль обрабатываемой детали. Цифрами I, 2, 3, 4 и т.д. отмечаются характерные точки профиля.

Вычисляются координаты расчетных точек профиля детали исходя из исполнительных размеров детали:

r1=r2=r5=r6=10 мм; l2=6 мм;

r3=11,4142 мм; l3=6.5858 мм;

r4= 12 мм; l4= 8 мм;

r7 = r8 = 14 мм; l5 = 10 мм;

Для расчетов удобнее все уравнения записать в расчетную табл. 1.1.

Таблица 1.1,

Примечание к табл. 1.1.

Сз =A3-A1 = 10,96793 - 9,5106 == 1,47733; C3= 1.477;

C4 =A4-A1= 11,59536 - 9,5106 = 2,08476; С4 = 2,085;

C7,8=A7,8-А= 13,65476 - 9,5106 = 4,14416; C7,8 = 4,144.

Производится расчет профиля резца в осевой плоскости (рис. 6). Расчет ведется по рас­четной табл.1.2.

Таблица 1.2.

Продолжение табл.1.2,

Примечание.

Нз = R1 - Rз = 30 - 28,7305 = 1,2695;

H4 = R1 – R4 = 30 - 28,214 = I, 786;

H7.8= R1- R7 = 30 - 26,492 = 3,508.

1.5 Анализ величин передних и задних углов режущей части резца

Расчет значений передних углов gx и задних углов ax в различных точках режущей кромки резца в плоскости, перпендикулярной и осд резца, производится во расчетной табл. 1.3.

Таблица 1.3.

Расчет значений задних углов axn в точках ревущей кромки резца в плоскости, перпендикулярной к рассматриваемому участку кромки,про­изводится по расчетное тйя.1.4.

Таблица 1.4

N расчет- ной точки	tg ax	g°x	sin gx	tgaxn = tgax singx	axn
	0,212557			0,212557	12°
	0,212557			0,212557	12°
2¢	0,212557				0°
	0,282317		0,707107	tgasn = 0,282317 * * 0,707107 = = 0,199628	11°17¢42²
	0,309456			0,309456	17°11¢42²
	0,309456			0,212557	12°
5¢	0,212557				0°
	0,212557			0,212557	12°
6¢			0,707007	tga6¢n = 0,212557 * * 0,707107 = = 0,151301	8°36¢13²
7¢	0,39862		0,707107	tga7¢n = 0,39862 * * 0,707107 = = 0,281867	15°44¢29²
	0,39862			0,39862	21°44¢09²
	0,39862			0,39862	21°44¢09²

Расчет значений предельных углов gxn в точках режущей кромки резца в плоскости, пер-пендикулярной к рассматривоему участку кромки, производится по расчетной табл.1.5.

Таблица 1.5.

N расчет- ной точки	gx	tg gx	sin jx	tg gXN = tg gxsin jx	gXN
	18°	0,32490		0,32490	18°
	18°	0,32490		0,32490	18°
2¢	18°	0,32490		0°	0°
	15°42¢28²	0,281234	0,707107	tgg3N = 0,281234 * * 0,717101 = = 0,198862	11°14¢50²
	14°55¢22²	0,266505		0,266505	14°55¢22²
	18°	0,324920		0,324920	18°
5¢	18°	0,324920			0°
	18°	0,324920		0,324920	18°
6¢	18°	0,324920	0,707107	tg gGN = 0,32492 * * 0,707107 = = 0,229753	12°56¢22²
7¢	12°45¢01²	0,226282	0,707107	tg giN = 0,226282 * 0,707107 = = 0,160006	9°05¢38²
	12°45¢07²	0,226282		0,226282	12°45¢01²
	12°45¢01²	0,226282		0, 226282	12°45¢01²

Для наглядности строятся графики значений задних и перед­них углов каждого участка режущей кромки. По оси абсцисс откладываются осевые размеры, а по оси ординат - значения углов.

На графиках рие. 7 и 8 величины углов не имеют отрицатель­ных значений. Минимальные их значения соответствуют условиям удовлетворительной работы режущих кромок, кроме точек 2¢ к 5¢ .

Режу пая часть резца имеет точки 2 и 5, которые являются точками пересечения участков кромки 1-2 и 5-6 с радиусной кром­кой 2-5. Эти точки необходимо рассматривать особо. Если считать их относящимися к прямолинейным участкам 1-2 и 5-6, то они будут иметь, передний и задний углы, принятые? для этих участков, для которых радиальная плоскость совпадает с плос -костью, нормальной к кромке.

Для криволинейного участка радиуса t эти плоскости не совпадают. Плоскость,касательная к окружности в точках 2 и 5, располагается нормально оси резца. В результате этого передний и задний углы в плоскости, перпендикулярной к кривой в этих точках,равны нулю. Существующие рекомендации возможности введе­ния выточки, поднутрения,поворота резца,введения, участков вми-товой задней поверхности в зоне таких точек не могут быть использованы, т.к. профиль симметричный, радиус мал и имеется толь­ко точки, работающие при нулевых значениях углов. В результате этого наибольший износ резца будет располагаться в этих точках. В подобных случаях требуется решать вопрос о целесообразности применения фасонного резца или, если его применение необходимо, устанавливать соответствующие условия его эксплуатации.

Прочность режущей части в зонах максимального значения одного из углов не снижается, т.к. компенсируется соответству­ющим уменьшением величины другого угла.

Таким образом, выбор положения базовой линии, диаметра резца и его геометрии удовлетворяет основным требованиям, предъ­являемым к резцам, и может быть принят окончательно.

В случае недостаточной величины одного из углов необходимо изменить исходное значение соответствующего угла и провести коррекционный расчет размеров профиля резца, углов режущей части и их анализ.

1.6. Назначение конструктивных размероь резца.

Размеры рифлений и конструктивный размер l2 резца назначаются по табл.2.9 и рис.15.

Длина выточки под головку винта l1 назначается в зависи­мости от ширины резца.

l1=(1/4 … 1/2)L

Диаметр выточки под головку винта d1 назначается в зави­симости от диаметра посадочного отверстия резца d0 .

Для отверстия длиной l>15.мм длина шлифованнах поясков принимается

Для проектируемого резца принимаем:

L = 30 + 5 = 35 мм;

Размер наружного диаметра резца D выполняется по h / 2.

Диаметр посадочного отверстия d0 выполняется по H7 . Остальные конструктивные размеры резца выполняются 14-16-му к валитетам.

Конструкция резца с указанием элементов, размеров, допус­ков и требований

технических условий приведина на рис. 16.

2. СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ФАСОННЫЕ РЕЗЦОВ

Таблица 2.1. Минимальные диаметры оправок d0 для крепления круглых резцов, мм.

Усилие ре- зания Pz даН

Ширина резца L , мм.

От 10 до 13

Св 13 до 18

Св 18 до 25

Св 25 до 34

Св 34 до 45

Св 45 до 60

Св 60 до 80

Консольные крепления оправки

До 100 Св100 до 130 Св130 до 170 Св170 до 220 Св220 до 290 Св290 до 380 Св380 до 500 Св500 до 650 Св650 до 850 Св 850 до 1100

- - - - - - - - - -

- - - - - - - - - -

Двустороннее крепление оправки.

До 100 Св100 до 130 Св130 до 170 Св170 до 220 Св220 до 290 Св290 до 380 Св380 до 500 Св500 до 650 Св650 до 850 Св 850 до

- - - - - - - - - -

- - - - - - - - - -

- - - - - - - - - -

Примечание. Цифры в графах 1 относятся к резцам с D < 3L , в граф 2 – к

резцам D > 3L .

Таблица 2.2

Режимы резания (фасонное точение)

Примечания: 1. Скорости резания V остаются постоянными независимо от ширины резания.

2.Табличные значения усилия резания Рг. и элективной мощности Ne умножаются на ширину резца L .

Щирина резца L , мм	Диаметр обработки, мм
							60-100
Подача S мм / об
	0,02-0,04	0,02-0,06	0,03-0,08	0,04-0,09	0,04-0,09	0.04-0,09	0,04-0,09	0,04-0,09
	0.015-0,035	0,02-,052	0,03-0,07	0,04-0,088	0,04-,0088	0,04-0,088	0,04-.088	0,04-0,088
	0.01-0,027	0,02-0,04	0,02-0,055	0,035-0,077	0,04-0,082	0,04-0,082	0,04-0,082	0,04-0,082
	0,01-0,024	0,015-0,035	0,02-,.048	0,03-0,059	0,035-0,072	0,04-0,08	0,04-0,08	0,04-0,08
	0,008-0,018	0,015-0,032	0,02-0,042	0.025-0,052	3.03-0,063	0,04-0,08	0,04-0,08	0.04-0,08
	0,008-0,018	0,01-0,027	0,02-0,037	0,025-0,046	3,02-0,055	0,035-0,07	0,035-0,07	0,035-0,07
	-	0,01-0,025	0,015-0,034	0,02-0,043	0,025-0,05	0,03-0,065	0,03-0,065	0,03-0,065
	-	0,01-0,023	0,01-5-0,031	0,02-0,039	0,03-0,046	0,03-0,06	0,03-0,06	0,03-0,06
	-	-	0,01-0,027	0,015-0,034	0,02-0,04	0,025-0,055	0,025-0,055	0,025-0,055
	-	-	0.01-0.025	0,015-0.031	0,02-0,037	0.025-0,05	0.025-0,05	0,025-0,05
	-	-	-	-	0.015-0,031	0,02-0,042	0,025-0,046	0,025-0,05
	-	-	-	-	0,01-0.028	0,015-0,038	0,02-0.048	0,025-0,05
	-	-	-	-	0,01-0,025	0,015- 0,034	0,02- 0,042	0,025- 0,05

Примечание. Меньшие значения подач - для сложных профилей и твердых материалов; большие - для простых профилей и мягких металлов .

Пояснения к рис. 9-14.

I. При наличии крайних участков профиля, параллельных оси резца (рис.9,10,11,13,14) или при наличии вогнутых профи­лей изделия величина перекрытия h на сторону принимается в зависимости от ширины L изделия по табл.2.5.

Таблица 2.5.

При этом, если высота выступа не ограничивается раз­мерами высоты профиля изделия, выступ должен перекрывать профиль изделия во высоте 1 - 3 мм (рис.11,12)

4. У резцов для изделий с точными по ширине профиля размерами l1 (рис.13,14) делается установочные выступы высотой Во в зависимости от ширины выступа m1 (табл.2.7)

Таблица2.7.

Таблица 2.9

Размер рифлений (рис.15)

1. Расчет и проектирование фасонного резца

.1 Общие сведения

Фасонным называют резец, режущие кромки которого имеют форму, определяющуюся формой профиля детали. Они обеспечивают высокую производительность, однородность формы профиля и точность размеров обрабатываемых деталей и применяются в крупносерийном и массовом производствах.

Фасонные резцы можно разделить на следующие группы:

по форме: круглые, призматические, стержневые;

по установке относительно детали призматические резцы разделяются на резцы с радиально расположенной кромкой и тангенциальные;

по расположению оси: с параллельным расположением оси по отношению к оси детали и наклонным расположением оси или базы крепления;

по форме образующей поверхности: круглые резцы с кольцевыми образующими, круглые с винтовыми образующими, призматические с плоскими образующими.

В современном машиностроении для точения фасонных поверхностей применяют преимущественно радиальные призматические и круглые фасонные резцы; менее распространены тангенциальные и обкаточные фасонные резцы.

Призматические резцы применяются для обработки наружных поверхностей, обладают повышенной жесткостью и надежностью крепления, повышенной точностью обработки, лучше отводят теплоту, проще в установке на станках по сравнению с круглыми.

Круглые (дисковые) резцы применяются для обработки наружных и внутренних поверхностей, они более технологичны при изготовлении, но сложнее в установке, имеют большее количество переточек и повышенный срок службы по сравнению с призматическими.

Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт, или пазы на торце.

Радиальные фасонные резцы имеют подачу, направленную по радиусу, а тангенциальные - подачу, направленную по касательной к внутренней поверхности детали. В производстве наибольшее распространение получили фасонные резцы с радиальной подачей, так как они проще в эксплуатации и настройке.

По сравнению с обычными фасонные резцы обеспечивают:

) идентичность формы, точность размеров деталей, так как они зависят не от квалификации рабочего, а в основном, от точности изготовления резца;

) высокую производительность благодаря большой экономии машинного времени, связанной с сокращением пути ре зания, и вспомогательного времени, требуемого на установку и наладку резца при его смене;

) высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых переточек;

) меньшее количество брака;

Материал заготовки - сталь 20,

σ в = 400МПа (≈40 кгс/мм 2).

1.2 Графический способ определения профиля резца

Строим профиль заготовки, для чего проводим ось, от которой откладываем соответствующие размеры профиля заготовки, и строим в левом нижнем углу чертежа полный профиль.

Проектируем полученные точки 1, 2, 3, 4, 5, 6 профиля заготовки на горизонтальную ось, проходящую через центр заготовки О (точки 1 / -2 / , 3 / - 4 / , 5 / - 6 /), через которые проводим соответствующие окружности, равные r 1-2, r 3-4, r 5-6.

4. Из точки 1" (А") проводим линию (след) передней поверхности лезвия резца под углом у и линию (след) задней поверхности под углом а.

Обозначаем точки пересечения соответствующих окружностей резцов r 1-2, r 3-4, r 5-6. с линией передней поверхности резца через А 1-2 , А 3-4 , А 5-6.

6.Из этих точек проводим линии, параллельные зад ней поверхности резца.

7. Строим профиль резца в нормальном сечении, т.е в сечении, перпендикулярном к его задней поверхности (сечение А А): проводим линию ММ; откладываем от этой линии осевые размеры l 1, l 2, l 3, l 4 и l 5 которые соответ ствуют осевым размерам обрабатываемой заготовки; откладываем на горизонтальных линиях, параллельных линии ММ, отрезки, равные расстояниям между ли ниями, параллельными задней поверхности резца, нахо дим точки /", 2", 3", 4", 5", 6" и, соединяя их прямыми, получаем профиль резца в нормальном сечении.

8. Построение шаблона и контршаблона для контроля фасонного профиля резца сводится к переносу всех отрез ков 1"-2", 1"-3", 1"-4" и 1"-5" относительно узловой контурной точки 1".

Габаритные и конструктивные размеры резца выбираем по табл. 44 в зависимости от наибольшей глубины профиля t max изготовляемой детали.

Выполняем рабочий чертеж фасонного призматического резца согласно указаниям (см. гл. 1, §3).

Если передний угол лезвия γ=0, то профиль фасонного призматического резца строится в том же порядке, только линия передней поверхности будет горизонтальна, т.е. точки 1"-2 ", 3 "-4 ", 5"-6" совпадут с точками А 1-2 , А 3-4 и А 5-6.

1.3 Аналитический расчет профиля резца

Передний и задний углы определяем по табл.47 : γ=25 0 , α=12 0 .

Размеры дополнительных режущих кромок под отрезание и подрезание принимаем: b 1 =1мм, b=7мм, с=0мм, φ 1 =15 0 , φ фас =45 0 .

Общая ширина резца вдоль оси заготовки:

L p =l g +f+c+b+b 1 =50+0+0,5+7+1=58 мм.

4. Наибольшая глубина профиля детали t max =7,5мм.

Габаритные и конструктивные размеры резца с торцовым рифлением для наибольшей глубины профиля t max =7,5мм выбираем по таблице D=108мм, d(Н8)=102мм, d 1 =99,9мм, b max =16мм, k=0,5мм, r=0,5мм, d 2 =6мм, D 1 =45мм, h p =R 1 sinα=45sin12=6,3мм. - высота установки резца.

Высота заточки резца H=Rsin(α+γ)=45sin(25+12)=15,4мм,

где R - радиус резца;

Согласно размерам на чертеже заготовки радиусы окружностей узловых точек профиля заготовки r 1 , r 2 , r 3 , r 4 , r 5 , r 6 и осевые расстояния до этих точек от торца до заготовки l 1-2 , l 1-3 , l 1-5 и т.д. следующие:

r= r 2 =17,5 мм

r 3 = r 4 =25 мм l 1-2,3 =15 мм l 1-5 =40 мм

r 5 = r 6 =21мм. l 1-4 =30 мм l 1-6 =50мм

Допуски на указанные размеры принимаем равными 1/3 допусков на соответствующие размеры обрабатываемой заготовки.

Корректируем профиль резца: данные коррекционного расчета сводим в таблицу:

Расчетная формула	Значение параметра (мм, … 0 …)
	γ 1 =25 0 r 1 = r 2 =17,5 sin γ 1 =0,382 h и =6,685
А 1 =r 1 cosγ 1 sin γ 3 =h и /r 3	cos γ 1 =0,924 A 1 =16,17 r 3 =25мм sin γ 3 =0,267 γ 3 =15,31
А 3 =r 3 cosγ 3 С 3 = А 3 - A 1 sin γ 4 = h и / r 4	cos γ 2 =0,99, r 3 =10 мм А 3 =r 3 cosγ 3 =24,309 r 4 =25 r 5 =21 С 3 = A 3 - A 1 =8,139 sin γ 4 =0,082 γ 4 =0,977
A 4 = r 4 cosγ 4 С 4 =А 4 -А 1	cos γ 4 =0,99 r 5 = r 6 =21 мм. A 4 = 24,999 С 4 =25-16,17=8,827 sin γ 6 γ 6 =20,62
A 6 = r 6 cosγ 6	cosγ 6 A 6 =0,9479*21= 20
С 5 = С 6 =А 6 -А 1	С 5 = С 6 =8,47
ε 1 =α 1 + γ 1	ε 1 = 25+12 = 37
ε 1 =α 1 + γ 1	α 1 =12 0 γ 1 =25 0 ε 1 =37 0 cosε1
	С 3 = 8,139 P3 = 6,803
P 4 = С4cosε 1	С 4 = 8,827 P 4 = 7,377
P 5 = P 6 = С5cosε 1	С 5 = 3,83 P 5 = P 6 = 2,93

Построение шаблонов и контршаблонов для контроля фасонного профиля резцов (при контроле отклонений размеров шлифования фасонных поверхностей на резцах) сводится для круглых резцов к определению разности радиусов всех узловых точек рассчитанного фасонного профиля относительно узловой контурной (начальной) точки 1:

Р 3 = P 4 = R 1 - R 3 =3,58 мм

P 5 = P 6 = R 1 - R 5 = 4,06 мм

Допуски на линейные размеры фасонного профиля шаблона при его изготовлении не должны превышать ±0,01 мм.

1.4 Расчет режима резания при точении

Глубина резания t = tmax = 7,5 мм,

где tmax - наибольшая глубина профиля детали.

Скорость резания

где T - среднее значение стойкости инструмента,

Сυ , m, y - коэффициент и показатели степени по ,

Коэффициент, являющийся произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки Kmυ , состояние поверхности Kпυ , материала инструмента Kиυ .

Принимаем: =120 мин; Сυ=22,7; m=0,3; y = 0,5;

,

где kг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, по kг = 1,0;υ - показатель степени, nυ =1,75;

Kпυ = 0,8; Kиυ = 1;

1,74 ∙ 0,8 ∙ 1 = 1,39.

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости

мин-1.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка 1Б290-4К и устанавливаем действительное значение частоты вращения:

nд = 160 мин-1 .

Определяем действительную скорость главного движения резания

м/мин.

Сила резания

Длина резца, =65 мм.

Для данных условий обработки коэффициенты и показатели степени

212;= 1;= 0,75;= 0 .

Учитываем поправочные коэффициенты на силу резания

Kpz=KМр · Kγp·Кφр ·Кλр·Кrр

;= 0,75

;γp=1,0 ,

Кφр=1,0 ,

Кλр=1,0 ,

Кrр=1,0 .=1,1·1,0·1,0·1,0·1,0=1,1=10·212·651·0,04 0,75·33,410·1,1=12490Н.

кВт.

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. Nшп=6,3 кВт

Nрез ≤ Nшп; 6,2 < 6,3, т.е. обработка возможна

8. Основное время

Длина рабочего хода (мм) резца:

L = l + lвр + lп,

Величина врезания:

lвр = t ·ctg φ = 7,5 ∙ ctg 45° = 7,5 мм;

Перебег резца:п = 1-3 мм, принимаем lп = 2 мм;

Длина обрабатываемой поверхности:

l = 70 мм,= 70+ 7,5+ 2 = 79,5мм,

мин

2. Расчет и конструирование червячной фрезы

2.1 Общие положения

Фрезерование является одним из высокопроизводительных и распространенных методов обработки металлов резанием. Оно осуществляется при помощи инструмента, называемого фрезой. Фреза - многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого или на торце имеются режущие зубья.

Главное движение при фрезеровании - вращательное (его имеет фреза); движение подачи (обычно прямолинейное) может иметь как заготовка, так и сама фреза.

Фрезерованием обрабатывают внешние плоскости, пазы и фасонные поверхности, причем в последнем случае необходимо иметь фрезу соответствующей формы. Существуют также фрезы для обработки тел вращения, для развертки металлов (пилы), для изготовления резьбы (резьбовые фрезы), для изготовления зубчатых колес (зуборезные фрезы).

Фрезы делаются цельными, составными, сборными с режущей частью из быстрорежущих сталей или с пластинками твердых сплавов.

Ввиду больших преимуществ фрез, оснащенных пластинами твердых сплавов (высокая производительность; высокое качество обработанной поверхности, исключающее иногда применение шлифования; возможность обработки закаленных сталей; снижение себестоимости обработки и т.д.), они успешно применяются в металлообрабатывающей промышленности и вытеснили многие фрезы из инструментальных сталей.

Наряду с особенно широко распространенными торцовыми фрезами с пластинками твердых сплавов в промышленности применяются твердосплавные дисковые, концевые, шпоночные и фасонные фрезы. .

Червячная зуборезная фреза может быть представлена в виде совокупности закрепленных на цилиндрической поверхности гребенок либо в виде червяка, витки которого превращены в режущие зубья прорезанием поперечных канавок так, что на них образуются передние углы γ, и затылованием зубьев для получения задних углов α.

Основой профиля стандартных червячных фрез является конволютный червяк, витки которого в сечении, нормальном к направлению витка, имеют прямолинейный профиль исходной зубчатой рейки. Профиль исходной рейки характеризуется углом профиля α п =20 0 , шагом зубьев Р п =πm, расчетной высотой зуба h р и его головки h / , а также толщиной зуба фрезы по нормали S n =P n -s n , где s n - толщина зуба нарезаемого колеса по нормали.

По назначению различают червячные фрезы для нарезания цилиндрических прямозубых и косозубых колес, для обработки червячных колес, для обработки червячных колес, шлицевых валов, звездочек и т.д. По конструкции червячные фрезы бывают цельными и сборными, могут закрепляться на оправках (насадках) или с помощью хвостовиков.

2.2 Расчет червячной фрезы для обработки шлицевых валиков

Фреза:

z×d×D =10×102×108.

Валик:

b=16 мм,=115 мм,=0,5 мм,=0,5 мм,

Материал: ст50В =300-330,

термообработка - нормализация,

вид обработки - чистовая.

Определение расчетных диаметров валика.

Расчетный наружный диаметр:

Dp=Dmax-2fmin=108,012-2·0,5=107,012 мм.

Расчетный внутренний диаметр:

dp=dmin+0,25E1=99,9+0,25·0=99,9 мм,

где E1 - величина допуска на внутренний диаметр.

Расчетная ширина шлица:

bp=bmin+0,25E=15,965+0,25·0,150=15,973 мм,

где E - величина допуска на ширину шлица.

Диаметр начальной окружности валика:

Угол шлица γн определяется с точностью до 1".

Определение размеров профиля зуба.

Определяем шаг витков фрезы по нормали:

tп==мм,

где z - число шлицев валика.

Толщина зуба фрезы по начальной прямой:

Sn=tn-SbH=DHмм.

Высота шлифованной части профиля фрезы:

,

где hH - высота профиля от начальной прямой:

hH=RH(sinαK-sinγH) sinαK,

RH=мм.γH=.

γH=10º.αK=

αK=20º.=29,5(sin20º-sin10º) sin20º=1,4 мм.

hз=мм

мм.

Размеры уступа под 35º:

длина f2=2f=2·0,5=1 мм,

высота h2=f2·tg35º=0,7.

Размеры канавки для облегчения шлифования:

ширина l=tn-(Sn+2f2)=33,3-(17,402+2·1)=13 мм

глубина h4=1,5-3,0 мм, принимаем h4=2 мм,

радиус r=1-2 мм, принимаем r=2 мм.

Общая высота профиля зуба: h0=h+h2+h4=2,899+0,7+2=5,599 мм.

Определение элементов режущей части.

Величины De, D1, d1, b, t1, z1, rK, c1 выбираем по в зависимости от шага tп для червячных шлицевых фрез средней серии:

а1 = 0,6мм,= 125 мм,= 60 мм,= 40 мм,= 10мм,= 43,5 мм,=2 мм,=5 мм.

Выбираем передний угол в зависимости от условий работы: для чистовых фрез - γ=0.

Задний угол на вершине зубьев αк=9-12º, принимаем αк=10º.

Величина первого затылования:

К==5,18,

Число зубьев фрезы.

Величина дополнительного затылования:

К1=(1,2-1,5)К=5,52-6,9, принимаем К1=6.

Размер шлифованной части затылка определяется углом:

Ψ=(0,4-0,5)η, где

Ψ=12-15, принимаем Ψ=12º.

Диаметр D´ определяется:

D´=De+2(K1-K)=130 мм.

Глубина канавки:

H=h0+K1-(K1-K)+rK=5,599+6-(6-5,18)+2=13,671 мм.

Длина фрезы:

L=2,=5,=2=103,3 мм.

10. Длина отверстия:

l=(0,2-0,3)L=26,64-39,96.

принимаем l= 30,99 мм.

Положение расчетного сечения определяется углом:

Средний расчетный диаметр:

Dt.расч=De-2hз-2hn-мм.

Угол винтовой линии:

sinωрасч=

ωрасч= 5º.

Шаг винтовой линии:

Hcn=π Dt.расч ctgωрасч=3,14·119·ctg5º =3316 мм.

Осевой шаг витков:

t0=мм.

В качестве материала для изготовления фрезы принимаем - Р6М5.

Графический метод построения профиля фрезы.

Вычерчиваем в выбранном масштабе начальную окружность шлицевого валика, начальную прямую фрезы и вспомогательную окружность. Через полюс зацепления проводим линию бокового профиля шлица (АР) по касательной к вспомогательной окружности (рис. 2).

Строим линию зацепления:

а) на линии АР наносим примерно на равном расстоянии точки 1, 2, 3,4

б) через эти точки проводим нормали к АР до пересечения с начальной окружностью в точках 1´, 2´, 3´, 4´.

в) проводим траектории (окружности) движения точек 1, 2, 3, 4 при вращении валика и на них делаем засечки из полюса Р длиной, равной длинам нормалей 11´, 22´, 33´, 44´, получим точки линии зацепления 1´´, 2´´, 3´´, 4´´.

Строим кривую профиля:

а) через точки 1´´, 2´´, 3´´, 4´´ проводим траектории движения точек профиля фрезы и на них откладываем отрезки, равные дугам Р1´, Р2´, Р3´, Р4´, получим соответствующие точки профиля фрезы I, II, III, IV.

б) на кривой профиля отмечаем фактический (действующий) участок профиля, равный h.

Замена кривой профиля дугой окружности.

Для упрощения изготовления фрез, шаблонов и контршаблонов теоретическую кривую, построенную графически или рассчитанную аналитически по координатам Х и У, заменяют обычно одной дугой окружности. Окружность определяем с помощью трех точек. Две точки обычно берут крайние точки профиля О и М. Положение третьей точки определяем методом подбора из условия минимальной погрешности

получаемого профиля по сравнению с теоретическим. Обычно оптимальное решение получается для точки, лежащей посередине профиля. Подставляя координаты трех точек в уравнение окружности

(x-p)2+(y-q)2=R2

и решая их совместно определим координаты центра О1 и радиус R0.

.3 Расчет режима резания при фрезеровании

Фрезерование осуществляется на шлицефрезерном станке ВС-50.

Определяем глубину резания

t = = 3,006 мм.

Назначаем подачу на один оборот нарезаемого зубчатого колеса

Sо табл = 0,8 мм/об.

S=S∙KMS ∙KFS

KMS=0,9,=1,0,=0,8∙0,9 ∙1,0=0,72 мм/об.

3. Период стойкости и износ фрезы:

Ттабл = 300 мин ,з=0,3 мм - критерий затупления ,

Определяем скорость главного движения резания

v=vтабл∙Kmv∙Kфv∙Kzv∙Kuv∙KΔv∙Kv∙KTv, гдетабл=25м/мин,

коэффициенты принимаем по =0,9,фv=1,0,=1,1,=1,0,Δv=1,0,=1,0=1,25,

0,6.=25∙0,9 ∙1,0∙1,1∙1,0∙1,0∙1,25=30,93 м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

где dao=90мм.

мин-1

Корректируем частоту вращения по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения:

nд = 100 мин-1.

Определяем действительную скорость главного движения резания:

м/мин;

Мощность, затрачиваемая на резание:

N=10-5∙CN ∙SYn∙dUn∙v∙Kn,

где коэффициенты принимаем по :

CN=42,=0,65,=1,1,=1,1.=10-5∙42∙0,72 0,65∙421,1∙30б93∙1,4=0,69 кВт.

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:

устанка ВС-50 Nшп = Nд ∙ η = 6 ∙ 0,85 = 5,1 кВт

69 < 5,1 кВт, т.е. обработка возможна.

3. Расчёт и конструирование спирального сверла

3.1Общие положения

Для обработки отверстий применяются различные лезвийные инструменты в зависимости от служебного назначения детали и технологического процесса её изготовления. Наиболее распространёнными инструментами являются сверла, зенкеры, зенковки, развёртки. Выбор типа осевого инструмента зависит от параметров отверстия: диаметра, глубины, точности и требований к расположению геометрической оси, а также от физико-механических свойств обрабатываемого материала, производительности процесса обработки.

Сверла представляют собой режущие инструменты, предназначенные для образования отверстий в сплошном материале. В процессе сверления осуществляются два движения: вращательное - вокруг оси инструмента и поступательное - вдоль оси инструмента. Сверла также используются для рассверливания предварительно рассверленных отверстий. В промышленности распространены различные типы сверл.

Наибольшее распространение получили в промышленности спиральные сверла. Они используются при сверлении отверстий диаметром от 0,25 до 80 мм в различных материалах со скоростью 40-50 м/мин.

Основные размеры и углы лезвия сверл стандартизованы. Геометрические элементы рабочей части сверл (w,g и 2j) зависят от материала заготовки и сверла. Угол наклона поперечной режущей кромки для сверл диаметром до 12 мм принимают 50 ° , для сверл диаметром свыше 12 мм-55 ° .Задний угол a различен в различных точках режущей кромки. У стандартных спиральных сверл в наиболее удаленной от оси сверла точке (вершина лезвия) a=8…15 ° , в ближайшей к оси точке a=2 ° …26 ° .

Технические требования к изготовлению спиральных сверл приведены в ГОСТ 2034-80.Хвостики сверл с коническим хвостиком имеют конус Морзе, выполняемый ГОСТ 25557-82.

3.2 Расчёт и конструирование спирального сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостиком

Определяем диаметр сверла d =22 мм ГОСТ 885-77

Определяем режим резания:

а) находим подачу по (табл.25, стр.277 )

S=0, 47...0, 54 мм/об, принимаем S 0 =0, 5 мм/об

б) Определяем скорость главного движения резания: коэффициенты выбираем по (табл.28, стр. 278 );

;

С υ =17,1, q=0,25, x υ =0, y υ =0,4, m =0,125;

Стойкость сверла T=60 мин. (табл. 28,стр 276 );

Поправочный коэф.-т K υ =K M υ ´K U υ ´K l υ =0,73´1,0´1,0=0,73, где

K M υ = 0, 73 - коэф. на качество обрабатываемого материала (,261-263);

K U υ = 1,0 - коэф. на инструментальный материал (,табл. 6);

K l υ = 1,0 - коэф. учитывающий глубину просверленного отверстия (,табл. 31)

м/мин;

Частота вращения шпинделя

мин -1

6. Действительная скорость главного движения резания

м/мин

Осевая составляющая силы резания.

n=0.6 (,табл.9, стр. 264); p =42, 7, q p =1, 0, y p =0, 8 ([ 3],табл. 32, стр. 281);

P x = 9, 81´42, 7´22 1, 0 ´0, 5 0, 8 ´1,16= 396 Н

Момент сил сопротивления резанию(крутящий момент) ;

М =0, 021, q =2, 0, y=0, 8 (табл. 32, 281 c.); n p = 0, 6 (табл. 9, стр. 264);

ср = 9, 81´0,021´22 2,0 ´0,5 0,8 ´ 1.16= 68,8Нм.

Определяем номер конуса Морзе хвостовика.

Определяем средний диаметр хвостовика

;

μ = 0,16 - коэф. трения стали по чугуну;

θ= 1 ° 30 " - половина угла конуса;

∆θ=5 " отклонение угла конуса;

По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус Морзе№2 с лапкой со следующими основными конструктивными размерами:

D=17,78, D 1 =18, d 2 =14, d 3max =13,5, l 3max =75, l 4 =80, bh13=5.2, a=5,=6, c=10, R 1 =1, 6

Определяем длину сверла по ГОСТ 10903-77

L=240 мм - общая длина сверла

l 1 =140 мм - длина рабочей части

Центровое отверстие выполняется по форме В ГОСТ 14034-74.

Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла(,табл.43-45, 151с.).

угол наклона винтовой канавки w =35 ° ;

углы между режущими кромками 2j=127 ° , 2j 0 =70 ° ;

угол наклона поперечной канавки Y = 55 ° ;

размеры подточенной части перемычки:

А=3,08, l=6 мм

Шаг винтовой канавки:

мм.

Толщину d с сердцевины сверла - выбирают в зависимости от диаметра сверла: принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0,14 D. Тогда d с =0,14´22=3,35мм. Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4-1,8 мм на 100 мм длины. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.

Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части составляет 0,04-0,10 мм. Принимаем обратную конусность 0,1 мм.

Ширина ленточки (вспомогательной задней поверхности лезвия) f 0 и высота затылка по спинке k выбираем по (табл.63): в соответствии с диаметром сверла f 0 =2,4 мм, k=1,2 мм.

Ширина пера B=0,58 D=0,58´22=12,76мм.

Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим методом. Воспользуемся упрощенным аналитическим методом .

Большой радиус профиля

R 0 = C R ´C r ´С φ ´D, где

при отношении сердцевины к диаметру d с /D =0,14, C r =1;

где D φ - диаметр фрезы; при D φ =13ÖD С φ =1, следовательно

R 0 = 0.6·16·1·1=8,77 мм.

Меньший радиус профиля

R k =C k ´D = 0,17´22=3,993 мм., где C k =0,015w 0,75 =0.17;

Ширина профиля

B= R 0 + R k =9.92+3,74=12,77 мм.

По найденным значениям строим профиль канавочной фрезы Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (ГОСТ 885-77).

Предельные отклонения диаметра сверла D=22h9, (-0,043) мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен (± IT14/2) по ГОСТ25347-82. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика устанавливают по ГОСТ 2848-75 (степень точности AT8). Углы 2j= 127 ° ± 2 ° , 2j 0 =70 ° +5 ° .Угол наклона винтовой канавки w =35° -2 ° . Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +0,5 мм.

Твёрдость рабочей части сверла 63-66 HRC э, у лапки хвостовика 32-46,5 HRC э.

Выполняем рабочий чертёж с указанием технических требований к сверлу

3.3 Режим резания при сверлении

Обработку производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125

Глубина резания

t= D/2 = 22/2=11 мм

Выбираем подачу S o =0,47..0,54, принимаем S o =0,5 мм. Проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка. Для этого определяем осевую составляющую силы резания P x = 396H;

Необходимо выполнить условие P 0 £P max ,

P max - максимальное значение осевой составляющей силы резания, допускаемая механизмом подачи станка. По паспортным данным станка 2Н125: P max = 9000Н. Так как 396< 9000, то назначенная подача вполне допустима.

Допустимый износ сверла ([ 5],табл.1 9, 228 c/] h з =0, 5мм

4. Скорость главного движения резания, допускаемая режущими свойствами сверла υ и = 22,14 м/мин

Частота вращения шпинделя

мин -1

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку n д = 320 мин -1

6. Действительная скорость главного движения резания

м/мин

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении

M кр = 68,8Нм

Мощность, затрачиваемая на резание

кВт

Проверим, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если

N рез £N шт, N шт =N д ´h= 2, 26´0, 8=2,8 кВт

Основное время

, мин

где L= y+∆+l =0, 4´16+2+30=38,4мм- полный путь, проходимый сверлом в направлении подачи; y=0,4D; ∆=1..3;

3. Расчет и проектирование круглой протяжки

.1 Общие сведения

резец червячная фреза

Протягивание - один из наиболее эффективных методов механической обработки, позволяющий получать изделия высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0,32 мкм. При применении твердосплавных выглаживателей 0.08. Протягивание в основном применяют в крупносерийном и массовом производстве, однако этот метод успешно используют и в мелкосерийном и даже единичном производстве, когда протягива ние является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

В качестве режущего инструмента при протягивании используются различные типы протяжек. Протяжка-многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвиями в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи. Протяжки имеют значительные преимущества перед инструментами других видов. Они являются самыми высокопроизводительными инструментами, примерно в сто и более раз производительнее зенкеров и разверток. При протягивании совмещаются операции черновой, получистовой и чистовой обработки. Это повышает производительность, сокращает номенклатуру применяемых режущих и мерительных инструментов, уменьшает число станков и технологической оснастки.

Протяжки - металлоемкий, сложный в изготовлении и поэтому дорогой инструмент. Экономическая целесообразность их применения оправдывается при обеспечении оптимальных элементов конструкций и режимов резания, качественном изготовлении протяжек и правильной эксплуатации.

Протягивание применяют для обработки внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей. Соответственно различают внутренние и наружные протяжки. Разновидностью протяжек являются прошивки, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции протяжек, однако в процессе резания прошивки подвергаются в основном сжимающим усилиям, в то время как протяжки работают на растяжение. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных, многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др.

Протягивание поверхностей вращения может производиться призматическими или спиральными протяжками. В процессе обработки осуществляется быстрое вращение детали и относительно медленное движение протяжки. Спиральная протяжка представляет собой диск, на который как бы навернута призматическая протяжка. Режущие кромки зубьев такой протяжки располагаются на разных расстояниях от оси. Разность радиусов соседних зубьев определяет подачу на зуб.

3.2 Исходные данные:

Рассчитать и сконструировать круглую протяжку для цилиндрического отверстия диаметрами D в заготовке из стали У10А твердостью 202-239 НВ, и длиной lи в. Отверстие протягивают после сверления до диаметра Dо на горизонтально протяжном станке 7534. Параметр шероховатости протянутой поверхности Ra=2 мкм. Расчет протяжки выполняем по схеме, приведенной в ГОСТ20365-74*.

D=45H7(+0,025) мм.

о=43,7мм. Примем материал протяжки Р18, конструкция сварная, хвостовик из стали 40Х.

Эскиз детали:

Для круглых отверстий припуск под протягивание на диаметр можно рассчитывать по уравнению при подготовки отверстия зенкерованием:

Ао=2А=0,005Dо+(0,05-1)√l+(0,7-1)δ=0,005*43,7+0,1*11=1,3мм.

Подъем на зуб на сторону Sz, выбираем по : =0,025-0,03мм, принимаем Sz = 0,03м.

Для нашего примера принимаем Zз=3 и распределяем подъем на зуб как ½ Sz=0,015мм; 1/3 Sz=0,01мм; 1/6 Sz=0,004мм.

Профиль, размеры зуба и стружечных канавок между зубьями выбираем по в зависимости от площади слоя металла, снимаемого одним режущим зубом протяжки. Необходимо, чтобы площадь сечения стружечной канавки между зубьями отвечала условию:

где k = 2-5 - коэффициент заполнения канавки, принимаем k = 3, .- площадь сечения среза металла, снимаемого одним зубом,

Fc=lд Sz=90·0,03=2,7 мм2

Площадь сечения канавки, мм2;

Находим

Fk = Fc ·k =3·2,7=3,75 мм3.

Пользуясь для ближайшего большего значения Fk = 12,5мм2, при криволинейной форме стружечной канавки зуба принимаем: шаг протяжки t=10 мм; глубина канавки h = 3,6 мм; длина задней поверхности b =4 мм; радиус закругления канавки r = 2 мм.

Шаг калибрующих зубьев tк круглых протяжек принимаем равным 0,6-0,8 от t,

tк=0,8·t=0,8·10=8 мм.

Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев выбираем по :

γ=15º; α=3º - для черновых и переходных зубьев,

γ=20º - для чистовых и калибрующих зубьев,

α=2º - чистовые зубья,

α=1º - калибрующие зубья.

Число стружкоразделительных канавок и их размеры выбираем по . Число канавок n=22мм, m=0,6мм, hк=0,7мм, r=0,-0,3мм. Расстояние между канавками,

bк=πD/n=(3.14·45)/16=6,9мм,к’=0,4 bк=0,4·6,9=2,76мм,

Предельное отклонение передних углов всех зубьев +2°, задних углов режущих зубьев +30°, задних углов калибрующих зубьев +15°.

Максимальное число одновременно работающих зубьев:

Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части, т.е.:

D3=D-A=45-0,8=43,7 мм.

Диаметр каждого последующего чернового зуба будет увеличиваться на две толщины срезаемого слоя, т.е.

Dn=D1+(n-1)2Sz

Между режущими и калибрующими зубьями делаем зачищающие зубья с постоянно убывающим подъемом на зуб. Толщина срезаемого слоя каждым зачищающим зубом уменьшается от первого к последнему.

Диаметр калибрующих зубьев равен диаметру последнего чернового зуба, Dк=Dmax+-δ=45,025-0,009=45,034 мм,

где δ-изменение диаметра отверстия после протягивания, для протягивания заготовок из стали увеличение диаметра отверстия составляет 0,005-0,01 мм, прием его равным 0,01 мм.

Вычисленные размеры зубьев сводим в таблицу. Предельные отклонения диаметров режущих зубьев не должны превышать 0,01мм, а калибрующих зубьев 0,005мм. Диаметр, мм, зубьев протяжки

	Диаметр зуба,мм		Диаметр зуба,мм		Диаметр зуба,мм

Число режущих зубьев подсчитываем по формуле:

где А - припуск на протягивание;

прнимаем zp=24.

Число калибрующих зубьев зависит от типа протяжки: для шлицевой протяжки принимаем Zк=6 .

Длину протяжки от торца хвостовика до первого зуба принимают в зависимости от размеров патрона, толщины опорной плиты, приспособления для закрепления заготовки, зазора между ними, длины заготовки и других элементов:

lо=lв+lз+lс+lн+lп,

где lв - длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкций патрона (принимаем lв = lxв =120 мм);з - зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка, равный 5 - 25 мм (принимаем lз = 25 мм);с - толщина стенки опорной плиты протяжного станка (принимаем 1с=42 мм);п - высота выступающей части планшайбы (принимаем lп = 30мм);н - длина передней направляющей (с учетом зазора Δ); lн = 90мм.

lо= 120+25+42+ 30+90 = 320 мм.

Затем длину 10, проверяем с учетом длины протягиваемой заготовки: 1о>Lс, так как h" = lд = 90 мм, то

Lс = 220+ h" = 220+90 = 310 мм.

≥310, следовательно, условие выполняется.

Определяем конструктивные размеры хвостовой части протяжки. По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью : d1=22e8(-0,046-0,073) мм; d2=17c11(-0,110-0,240) мм; d4=22-1=21 мм; с=1 мм; 11=130 мм; 12=25 мм; 13=60 мм; 14=16 мм; r1=0,3 мм; r2=1 мм; α=30º; диаметр передней направляющейd5=24е8(-0.040-0.073); длину переходного конуса конструктивно принимаем lк=65 мм; длину передней направляющей до первого зуба lн=lи+25=90+25=115 мм; таким образом, полная длина хвостовика

l0=l1+lк+lн=140+65+115=320 мм.

Диметр задней направляющей протяжки должен быть равен диаметру протянутого отвестия с предельным отклонением по f7.

Определяем общую длину протяжки:

Lо= lо+ lр+ lзач+ lк+ lзн

где lо= 320 мм;

р - длина режущих части,

р = tzр = 10·23=230 мм;

зач - длина зачищающих зубьев; lзач = tzзач = 10·3 = 30 мм;

к - длина калибрующих зубьев; lк = tк zк = 0,8·7 = 5,6 мм;

зн - длина задней направляющей,

1з=(0,5-0,75) 1д=0,6·90=60 мм.

Тогда,

Lо = 320+230+30+5,6+60 = 645мм.

Проверка по условию: Lо < Lстанка.

Т.к. Lстанка= 1500 мм, условие выполняется.

Максимально допустимая главная составляющая силы резания max=9,81·Cp·Szx·DZmax·ky·kc·kи

Поправочные коэффициенты на измененные условия резания: ky=1(для γ=15º); kc=1 (при примене нии СОЖ); kи=1 (для зубьев протяжки со стружкоразделительными канавками); тогда сила резанияmax=9,81·700·0,03 0,8525·8=70 000 Н (≈7 000 кгс)

Главную составляющую силы резания можно определить, пользуясь литературой . Полученная сила Pz max не должна превышать тяговую силу станка, в данном случае она равно 10 000 кгс, следовательно, обработка возможна.

F1==0,78·(22-17)=153 мм,

Откуда допустимое напряжение при смятии,

σхв = МПа,

Допустимое напряжение при смятии не должно превышать 600 МПа, что выполняется

Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126 - 76.

Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034 - 74, форма В.

3.3 Расчет режима резания при протягивании:

Устанавливаем группу обрабатываемости - У10А с твердостью НВ202 относится к первой группе обрабатываемости .

Группу качества протянутой поверхности устанавливают по квалитету и параметру шероховатости .квалитет отверстия Н 7,

Выбираем вид СОЖ . Для чугуна принимаем СОЖ - сульфолфрезерол. (Условное обозначение в карте «В»).

Максимальная сила резания Рz max=63679кгс/мм2.

Для круглой протяжки второй группы качества и первой группы обрабатываемости и массового производства принимаем V=8м/мин . Поправочный коэффициент на скорость , т.к. протяжка из быстрорежущей стали Р18.

Заключение

В данной курсовой работе были произведены расчеты следующих инструментов: круглого фасонного резца, круглой протяжки, червяной фрезы и цельной развертки.

В процессе выполнения данной курсовой работы была использована техническая справочная литература, рассчитаны режимы резания для режущих инструментов, проведен с аналитический и графический методы расчета и построения.

В настоящее время доля обработки металлов резанием в машиностроении составляет около 35% и, следовательно, оказывает решающее влияние на темпы развития машиностроения в целом.

Литература:

1. Нефедов Н.А., Осипов К.А.. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1990.

Cправочник технолога-машиностроителя Т.2 / под ред. А.Н. Малова

Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. М.: Машиностроение, 1968. - 500с.

Гапонкин В.А., Лукашев Л.К., Суворова Т.Г. Обработка резанием, металлорежущий инструмент и станки. М.: Машиностроение, 1990. - 448с.

Родин П.Р. Проектирование и производство режущего инструмента. -Киев.: Техника, 1968.-358с.

Палей М.М. "Технология и автоматизация инструментального производства". - Волгоград, 1995. - 488с.

Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Кричевская P.M. "Конструирование инструментов" 1979.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3х томах. Издание 8-е переработанное и дополненное. Под редакцией Жестковой И.Е.- М.: Машиностроение, 2001

Баранчиков В.П., Боровский Г.В. и др. "Справочник конструктора-инструментальщика". 1994 .

Баранчиков В.И. и др. "Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов". Справочник. - М.: Машиностроение, 1990.

Иноземцев Г.Г. "Проектирование металлорежущих инструментов". - М.: Машиностроение, 1984.

Кирсанов Г.Н. и др. "Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов". - М.: Машиностроение, 1986.

3. Косилова А.Г., Р.К. Мещерякова. "Справочник технолога машино строителя", том 1, 2. -М.: Машиностроение, 1985.

1.4 Расчет допусков на размеры резца, шаблона и контршаблона

Произведем расчет допусков на размеры резца, шаблона и контршаблона. Допуски на линейные и угловые размеры фасонных резцов назначают в зависимости от точности обрабатываемых поверхностей. Как известно, один из радиальных размеров детали, обычно наиболее точный, обеспечивается за счёт настройки станка и называется базовым, остальные радиальные и осевые размеры должны быть обеспечены резцом.

Допуски на глубины профиля резца рассчитываются по следующей зависимости:

где - допуск на глубину профиля -ой поверхности резца в мм; -допуск на -ую поверхность резца в мм; -допуск базовой поверхности, мм; - величина допуска на соответствующую глубину профиля шаблона (контршаблона), мм.

Размер детали

d 1 = 12 h9(-0,043) [мм] ; d 2 = 29 h9(-0,052) [мм] ;

d 3 = 37(-0,25) [мм] ; d 4 = 43 h10(-0,1) [мм] ;

d 5 = 38 h9(-0,062) [мм] ; d 6 = 33,7(-0,25) [мм];

Рассчитаем допуски на величины глубин профиля резца. Допуск на базовую поверхность резца (точка 1) равен 0,043 мм. Примем допуск на базовую поверхность шаблона (контршаблона) равным 0,010 мм. Тогда допуск на базовую поверхность резца может быть принят равный не менее 2,5 или 0,025 мм. Ужесточаем до.

; условие не выполняется; значит возьмем допуск к точке 2 по h11:

; условие выполняется

; условие выполняется;

; условие не выполняется; значит

; условие выполняется;

; условие не выполняется; значит возьмем допуск к точке 5 по h10:

; условие выполняется;

; условие выполняется;

Допуск на диаметр детали 2, 4 и 5 рассчитаем следующим способом

Допуски на глубины профиля шаблона и контршаблона назначаем равными 0,01 мм. Допуски на линейные размеры резца принимаем равными 0,4 от допуска на соответствующий линейный размер резца (IT12), а допуск на соответствующий линейный размер шаблона (контршаблона) равным 0,4 допуска на соответствующий линейный размер резца.

Линейные размеры детали имеют следующие величины и предельные отклонения:

l 1-2 = 8 -0,15 [мм]; l 3-4 = 3 -0,1 [мм]; l 5-6 = 4 -0,12 [мм]; l 1-8 = 23 -0,21 [мм];

В результате расчетов получаем следующие величины допусков на размеры резца, шаблона (контршаблона):

При изображении шаблона и контршаблона в спаренном положении направление допуска указывается в плюс и минус. При этом один из знаков относится к шаблону, другой к контршаблону.

2. Проектирование резца для обработки на токарном станке с ЧПУ

2.1 Исходные данные

Резец токарный проходной упорный правый с механическим креплением МНП из твёрдого сплава для чернового точения по корке с ударом на станке с ЧПУ.

главный угол в плане - ц = 95°;

диаметр заготовки - D = 700 [мм];

материал заготовки - ковкий чугун (HВ 170).

Режимы обработки:

глубина резания - t = 3,2 [мм];

подача - S = 1,5 [мм/об];

скорость резания - v = 2,5 [м/с].

Интегрированные технологии размерного анализа сборки и изготовления составных частей редуктора конического при условиях крупносерийного его выпуска

Проектирование металлорежущего инструмента

Необходимо выбрать измерительные базы на профиле резца с таким расчетом, чтобы можно было удобно и с большей точностью ориентироваться по ним при контроле профиля резца на микроскопе или контроле его комплексным шаблоном...

Проектирование металлорежущего инструмента

Кроме режущей части резца, которая предназначена для основной работы, т.е. для обеспечения профиля обрабатываемой детали на длине, у фасонных резцов делаются дополнительные режущие кромки...

Проектирование металлорежущего инструмента

Шаблон и контршаблон для комплексной проверки профиля резца проектируется как профильный калибр, контролирующий на просвет. При контроле на просвет шаблон прикладывается к резцу так...

А) Расчет допусков на высотные размеры: № точки Расчетные величины 1(базовая) 2 3 4 5 6 Допуск наДиаметр, дDi 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 Допуск на радиус, дRi=0,5дDi 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 0,37 Высота профиля детали...

Проектирование металлорежущих инструментов

Часто для контроля профиля фасонных резцов в процессе их изготовления применяют шаблоны, которые прикладываются к фасонной задней поверхности резца. По величине просвета судят о точности выполнения профиля резца...

Проектирование технологического процесса механической обработки детали "Диск"

8.1.1 Назначение припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности Выбираем последовательность обработки поверхностей: Квалитет h14 можно получить только точением черновым...

Проектирование фасонного резца, шлицевой протяжки, червячной модульной фрезы

Профиль резца, от которого зависит точность изготавливаемой детали должен постоянно контролироваться с помощью контршаблона...

Процесс проектирования и использования фасонного резца

По результатам коррекционного расчета строится профиль шаблона для контроля точности профиля фасонной поверхности резца после шлифования и контршаблона для контроля профилей шаблона и шлифования круга для обработки профиля резца...

Разработка технологического процесса изготовления отливки

Используя ГОСТ 26645-85 определяем допуски линейных размеров отливки. Допуски размеров элементов отливки, образованные двумя полуформами и перпендикулярные к плоскости разъема, устанавливаем соответствующими классу точности размеров отливки...

Разработка шаблона хомута тягового

Расчет и конструирование металлорежущих инструментов

Передний угол. Основное назначение переднего угла - уменьшение деформации стружки и обрабатываемой поверхности. Передний угол влияет на величину и направление сил резания, прочность режущей кромки...

Технические аспекты проектирования печатного издания

При вёрстке использовалась функция создания шаблонов-страниц. После исследования структуры страницы было принято решение создать два шаблона. Первый шаблон служит для отделения разделов справочника (рис.7.2 а)...

Технологии механической обработки деталей класса "Втулки и диски"

Допуски выбираются по ЕСТД табл. П.5.1. в соответствии с точностью того или иного этапа обработки. Руководствуясь размерной схемой, назначаются допуски на операционные размеры и размеры исходной заготовки, представленные в табл...

25 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

УКРАИНСКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине: «Проектирование инструмента»

Работу выполнил С

Группа ЗМБ-А8-1

Проверил

Харьков, 2012 г.

Задание к курсовому проекту

Задание 1

Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали, представленной на эскизе. Материал: алюминий В95 .

Рисунок 1 – Эскиз

Задание 2

Спроектировать круглую протяжку для обработки отверстия. Материал детали: бронза БрА9Ж3Л (HB100), диаметр отверстия после протягивания мм, длина отверстия мм. Шероховатость обработанной поверхности мкм.

Задание 3

Спроектировать зуборезный долбяк для обработки зубчатого колеса со следующими параметрами: мм, , . Степень точности колес 7-В.

1. Проектирование круглого радиального фасонного резца

1.1 Теоретические сведения

Фасонный резец – инструмент, предназначенный главным образом для использования в условиях серийного и массового производств, где все больший удельный вес приобретают автоматически действующие станки – универсальные и специальные автоматы и полуавтоматы. В связи с этим наиболее существенной задачей проектирования фасонных резцов является обеспечение условий рационального использования автоматического оборудования. К таким условиям относятся: высокая стойкость фасонных резцов, широкие технологические возможности и минимальные потери времени на смену, и переточку затупившихся резцов.

Фасонные резцы служат для обработки наружных, внутренних и торцевых поверхностей разнообразного профиля и различаются по конструктивной форме, способу заточки, способу установки в рабочее положение и по характеру главного движения резания.

По конструктивной форме фасонные резцы разделяются на плоские или стержневые, призматические и круглые.

Принцип работы радиальных фасонных резцов основан на постепенном срезании в виде стружки всего подлежащего удалению объема металла режущим лезвием. По мере движения резца в работу вступают все новые и новые точки режущего лезвия и к концу работы стружка срезается всем режущим лезвием. Следовательно, каждая точка режущего лезвия работает определенное время.

Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наружных, так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны, чем призматические, так как представляют собой тела вращения, и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины.

Задние углы у круглых резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости на заготовке в специальных резцедержателях.

1.2 Расчет круглого радиального фасонного резца

Определим общую длину кфр по формуле:

где – длинна обрабатываемой детали, мм;

– участок для перекрывания профиля детали, мм; – длина буртика с радиальным рифлением, мм.

Параметры зубчатых рифлений.

Число зубьев принимаем 32.

Выбор подачи по таблице 5 мм/об.

Составляющие силы резания определим по формуле:

Диаметр посадочного отверстия определим по формуле:

Округляем до ближайшего большего размера из стандартного ряда:

. Так как , крепление кфр в двух опорной державке. Определим наружный диаметр резца по формуле:

(1.4)

где – максимальный радиус кфр, мм;

– глубина профиля, мм;

– участок для размещения стружки, мм;

– толщина стенки резца для обеспечения прочности, мм.

Округляем до ближайшего большего целого числа кратного пяти:

Углы в базовой точке выбираем по таблице 4 :

1.3 Коррекционный расчет КФР

При расчете кфр используем размеры по их середине поля допуска, для размеров без допусков назначаем 14 квалитет. Для линейных размеров используем 14 квалитет точности, а поле допуска по , что позволяет использовать номинальные размеры. На эскизе вычерчиваем заготовку, проставляем все необходимые размеры, указываем узловые точки заготовки, проставляем все необходимые размеры. Для точек с одинаковым диаметром все параметры одинаковы, поэтому рассчитывать их не нужно.