Режущий инструмент и инструментальное обеспечение

01 ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ.cdw

* Размеры для справок
Перекос режущей кромки относительно оси шпинделя станка
Технологическая схема
Твердость резца HRC 62-65
Материал шаблона и контршаблона - сталь ХГ или другая для измерительного инструмента.
Твердость шаблона и контршаблона HRC 61-65.
Размеры конструктивных точек профиля резца получить коррекционным рассчетом с отклонением
Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий Н14
Маркировать: код обрабатываемой детали
высота установки резца hp
товарный знак завода - изготовителя
Схема коррекционного
расчета с формуляром
Подача прутка до упора
Нерабочие поверхности оксидировать
Неуказанные предельные отклонения
отверстий валов остальныхIT142
Маркировать Ш КШ марка резца
График изменения углов
Шаблон и контршаблон
Сталь Р6М5ГОСТ19265-73
Сталь 18ХГТ ГОСТ4543-71

Оправка быстросменнаяСПЕЦИФИКАЦИЯ.cdw

Быстросменная фрезерная
Шайба регулировочная
Штифт 5х20ГОСТ3129-70
Винт М6х25 ГОСТ11738-84
Винт М6х30ГОСТ11738-84

ШАВЕЙКО переделано.docx

Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»
На тему: «Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автомати-
зированного производства»
Пояснительная записка
Пояснительная записка данного курсового проекта содержит 36страниц текста содержит 13 рисунков 8 таблиц и 79 формул. Перечень ключевых слов: ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ СБОРНАЯ МОДУЛЬНАЯ НАЛАДКАЗАДНИЙ УГОЛ ПЕРЕДНИЙ УГОЛ НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
В пояснительной записке исходя из заданных условий произведен расчет фасонного призматического резца его инструментальной наладки а также модульной червячной сборной фрезы . выполнены чертежи инструментов и наладки
РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАЛАДКИ 5
1 Разработка маршрутной технологии 5
2 Подбор режущих и вспомогательных инструментов 7
3 Расчет режимов резания 8
4 Описание настройки инструмента вне станка 14
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЗМАТИЧЕСКОГО ФАСОННОГО РЕЗЕЦА 15
1 Исходные данные для проектирования . 15
2 Расчет конструктивных и геометрических параметров резца 15
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЧЕРВЯЧНОЙ СБОРНОЙ ОСТРОЗАТОЧЕННОЙ ФРЕЗЫ 41
1 Исходные данные для проектирования 41
2 Проектный расчет геометрических и конструктивных параметров фрезы. 45
Ведущая роль в развитии промышленности принадлежит станкоинструментальному производству которое определяет уровень производительных сил не только машиностроения но и всей промышленности.
Для удовлетворения потребностей машиностроения металлообработки и других отраслей промышленности в металлорежущем инструменте необходимо увеличить количество типов его выпусков значительно повысить его качество улучшить методы эксплуатации.
Качество инструмента зависит от его конструкции материала и технологии производства. Основополагающими технологическими направлениями развития инструментального производства являются: приближение формы заготовки к форме готового изделия за счет применения специального профиля штампов заготовок использования методов пластического деформирования порошковой металлургии; автоматизация технологических процессов применение автоматизированных загрузочных устройств роботов специальных станков автоматических линий и станков с ЧПУ; концентрация и совмещение операций применение высокоэффективной оснастки; использование новых эффективных СОЖ с подводом их непосредственно в зону резания; широкое использование глубинного шлифования и затачивания; применение сверхтвердых абразивных материалов новейших методов термической и термохимической обработки износостойких покрытий; расширение области применения электрофизических и электрохимических методов обработки.
Эти направления в конечном счете способствуют решению главных задач повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции.
В развитии обработки металлов резанием за последние годы происходят принципиальные изменения. В числе этих изменений: интенсификация технологических процессов по причине применения инструментов из новых инструментальных материалов расширение области применения оборудования с ЧПУ создание роботизированных станочных комплексов и гибких производственных систем управляемых ЭВМ повышение размерной и геометрической точности.
В работе машиностроительных предприятий большую роль играет инструментальная оснастка. От степени её совершенства в значительной мере зависят производительность труда возможности автоматизации технических процессов.
Одним из важнейших элементов инструментальной оснастки является режущий инструмент. Замена напайного инструмента сборным даёт экономический эффект так как происходит экономия инструментального материала снижается время замены инструмента повышается его качество и качество поверхностного слоя и точности обработки.
РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАЛАДКИ
1 Разработка маршрутной технологии
Инструментальная наладка представляет комплекс режущего и вспомога-
тельного инструментов скомпонованных в соответствии с требованиями технологической операции в котором также согласованы присоединитель-ные поверхности самих инструментов и станка.
Проектирование инструментальных наладок является важным этапом раз-
работки технологической операции так как от качества этой работы зависит насколько успешно будет выполняться эта операция. При проектировании наладок должны учитываться тип производства точность которая должна быть обеспечена на операции производительность удобство работы на станке и др.
Проектирование наладок должно выполняться после выбора станка при-
способления и режущего инструмента одновременно с разработкой технологической операции при этом графическое построение наладки осо-бенно для многоинструментных обработок может повлиять на предвари-тельный выбор например режущих инструментов.
Исходными данными для проектирования наладки являются: паспортные
данные выбранного станка с размерами рабочей зоны и элементов присое-динительных поверхностей; общие и присоединительные размеры выбран-ного режущего инструмента; эскиз операции для которой разрабатывается наладка; тип производства; технические требования.
При проектировании наладок обязательно максимальное использование
стандартных режущих и вспомогательных инструментов при этом режущие инструменты должны быть систематизированы по видам обработки а вспо-могательные — по типам металлорежущих станков.
В методическом отношении для проектирования наладок целесообразно
выбирать операции с многоинструментной обработкой для которых проектируются наладки и в производственных условиях так как размещение в рабочей зоне станка обрабатываемой заготовки режущих и вспомогатель-ных инструментов трудно а иногда невозможно представить без графичес-кого их построения.
Кроме названной цели установления геометрической и кинематической
взаимосвязи всех элементов входящих в инструментальную наладку все элементы обязательно записываются в соответствующие графы технологических карт чтобы при подготовке производства все необходимое было бы приобретено или спроектировано и изготовлено.
Необходимо спроектировать инструментальную наладку для обработки де-
тали (рисунок 1.1) Из эскиза видно что необходимо обточить поверхность нарезать зубья шлифовать зубья.Определим последовательность обработки детали на станках по операциям.
Рисунок 1.1 Эскиз детали
Таблица 1.1- Технологический процесс
Наименование операции
Установить и закрепить заготовку
Точить фасонную поверхность
А: Установить и закрепить заготовку
Шлифовать поверхность 10
Шлифовать торцовую поверхность
2 Подбор режущих и вспомогательных инструментов
Эффективность режущих инструментов определяется не только их конст-
рукцией но и рациональными условиями эксплуатации. Инструмент переносит часть своей стоимости на операцию где он используется но через производительность определяет уровень других затрат.
Выбор режущих инструментов производится в зависимости от вида обра-
ботки. Выбор осуществляем по источнику [1 стр. 170] а так же с использование каталогов ведущих мировых производителей режущих инструментов.
Предпочтению отдаем высокопроизводительному инструменту учитывая
возможные габариты инструмента ограниченные возможностями станка а так же используем тот набор инструментов который позволяет получить необходимую точность обработки.
Для удобства разместим инструмент используемый на операции по пере-
ходам в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Режущий инструмент
Таблица1.2– Характеристика режущего инструмента
Наименование режущего инструмента
режущей части форма ПСМ
Резец токарный Отрезной
Фасонный призматический резец
Фреза модульная червячная сборная
Вспомогательный инструмент предназначен для закрепления режущего инструмента и соединения его со шпинделем станка.
С учетом особенностей станков предназначенных для обработки
детали хвостовики вспомогательного инструмента содержат элементы обеспечивающие его закрепление в шпинделе а для станков с автоматической сменой инструмента — дополнительные элементы обеспечивающие захват устройством для транспортирования инструмента из магазина в шпиндель станка и обратно.
Выбор конструкции хвостовика определяется: 1) надежностью и точностью
крепления; 2) экономичностью изготовления хвостовика; 3) простотой конструирования и изготовления соответствующих узлов станка; 3) масштабами и номенклатурой выпускаемых станков и инструмента.
Выбор вспомогательного инструмента осуществляем по источнику [1 стр.
4]. Для удобства разместим все вспомогательные инструменты в таблице 1.3.
Таблица1.3 Установочно-зажимные приспособления
Патрон трехкулачковый
Приспособление специальное
3 Расчет режимов резания
Рисунок 1.2 Операция отрезная
Фасонно-токарная операция рассчитана выше
Рассчитаем токарную операцию отрезания (010 переход2)
Точение черновое t=20 мм 1 прохода 40 мм.
Рассчитаем токарную операцию
-оборудование- станок токарный 16К20
материал заготовки сталь18ХГТ
-р.и- резец токарный отрезной
-выполняемый размер-цилиндрическая поверхность L=70мм
Выбор паспортных характеристик станка
Назначение режимов резания
1 Определение длины рабочего хода
у-подвод врезание и перебег инструмента
Продольный суппорт инстр№1 :
Поперечный суппорт инстр№1-
уврез-длина врезания
Назначим подачу на оборот суппорта sо=03мм-поперечный суппорт
nл=Lрхsо=2703=90обмин
Принимаем n=100 обмин
sоп=Lрхn=27100=0.27ммоб
λ=lLрх=2027=074 (Принимаем λ=1)
Стойкость инструмента Т=Тм* λ
Тм=150мин-стойкость инстр из табл Т4[3]
λ-коэфф. учитывающий неравномерность нагрузки резца
Т=150*1=150мин-стойкость в мин резания
Рассчитаем скорость резания v в мммин и число оборотов шпинделя станка в мин
v=150*0.75*1.25*1.35=18984 ммин
Число оборотов шпинделя станка
n=1000*v*d=1000*189843.14*40=1511 обмин
Уточняем число оборотов по паспорту станка n=1500 обмин
v= *d*n1000=3.14*40*15001000=1884 ммин
Определим силу резания из карты Т-5
К1-коэфф зависящий от обрабат. материала
К2-от скорости резания
Машинное время для поперечного суппорта :
tм=Lрх(sо*n) =27(027*1500) = 0066 мин
Nрез = Р*v6120 =21*18846120 = 0.64 кВт
Т.к. на данной операции два инструмента не работают вместе то расчет ведем по N рез=064кВт
Проверка по мощности двигателя
Nрез ≤12Nдв*ρ ≤12*11*085 ≤1056
Из паспорта станка – мощность двигателя главного движения Nдв=11кВт
Операция 015 зубофрезерная
Рисунок 1.3 операция зубофрезерная
Скорость резания v=vтаб*Кv
Кv=1.0-коэффициент зависящий от стойкости;
Из табл 3 стр304- у=24мм-длина перебега
Определяем частоту вращения
По паспорту принимаем n=160 обмин
Пересчитываем скорость:
Операция 020 Круглошлифовальная
Рисунок 1.4 Операция круглошлифовальная
Оборудование – Круглошлифовальный станок 3А12
Материал детали - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71.
Переходы обработки - Шлифовать поверхность до 20h12(на l=8+0.1
Параметры шлифовального круга принимаем согласно табл6. [11. 10 ]
Для стали твердостью 35 50HRC .метода шлифования-радиальной подачей при скорости вращения круга до 35мс принимаем шлифовальный круг
Размеры круга принимаем по табл1 [ГОСТ2424-83]
D=600 d=305 b=40 профиль круга ПП1-плоский прямого профиля.
Определение режима резания:
По табл[ 6.12 c.268 9] в зависимости от диаметра шлифования и твердости стали выбираем частоту вращения изделия :
По табл [6.12c.268 9] в зависимости от и длины шлифования и припуска на обработку выбираем минутную поперечную подачу Sпоп
По табл [6.13 c.269 9] в зависимости от группы шлифуемости материала I по[ табл 6.9 c.2659]) шероховатости и квалитета точности определяем поправочный коэффициент на поперечную подачу К1.
По табл 6.13[c.269. 9] в зависимости от выбранного диаметра круга (600 мм) скорости вращения круга (до 35 мс)определяем поправочный коэффициент К2.
По табл 6.13c[.269 9] в зависимости от вида подачи и способа измерения размеров определяем поправочный коэффициент К3.
По таблица 6.13 [ c269 9] в зависимости от жесткости детали LDD=4010= 47 характера шлифуемой поверхности-цилиндрическая определяем поправочный коэффициент К4.
Определяем расчетную минутную поперечную подачу:
Sпоп.р.=SпопК1К2К3К4
Sпоп.р.=04110810=032 мммин
Определение основного времени (табл6.10c.26612])
Операция 025 Плоскошлифовальная
Рисунок 1.5 Операция плоскошлифовальная
- допуск на диаметр шлифуемой поверхности Т(d) 15 мм;
- показатель шереховатости шлифуемой поверхности Ra 063;
– длина шлифуемой поверхности Вд 40мм;
- твердость шлифуемой поверхности Нд 40
- материал заготовки Сталь 18ХГТ
- общий припуск По 15 мм.
) для станка и инструмента:
– модель станка – 3М151;
–максимальные габаритные размеры шлифуемых деталей (dr и Lr) 120х350 мм;
– диапазон скоростей продольной подачи (sпр.min и sпр.ma
– диапазон скоростей радиальной подачи (sр.min и sр.ma
– диаметр шлифовального круга ( Dкр.ma
– фактическая ширина шлифовального круга Dкр.ф 130 мм;
– частота вращения шлифовального круга nкр 1112 1мин;
– ширина шлифовального круга Bкр 130 мм;
– код твердости шлифовального круга Hкр 6;
– жесткость технологической системы j 4350 Нмм;
Шлифуем поверхность 40 мм
) Примем значение скорости шлифовального круга V=30 мс
Тогда число оборотов будет рассчитываться по формуле:
n = (1000 60 V)( dкр) = (1000 60 30)(314 500) = 1146 обмин
По паспорту станка 3М151 примем n=1200 обмин
Уточняем скорость шлифования
) Поперечная подача в таком случае будет равна:
Sм = Sм табл К1К2К3;
Sм табл = 08 мммин (В – ширина шлифования В=40 мм)
К1=10 –коэффициент зависящий от обрабатываемого материала и скорости шлифовального круга
К2=09 - коэффициент зависящий от точности обработки шероховатости поверхности и припуска на сторону
К3=08 - коэффициент зависящий от диаметра шлифовального круга
Таким образом получаем:
Sм = 08 100.90.8 = 0576 мммин
основное технологическое время рассчитывается по формуле:
Число двойных ходов в мин
tм=(tвр++tвых)*=(0.06++1.2)*=162 мин
SД =002 мммин – продольная подача в долях круга
a = 15 мм – расчетный припуск на сторону
aвых=003-глубина выхаживания
tвр=006-время врезания
tвых=12-время выхаживания
t = 0008 мм – глубина шлифования
Таблица1.4 Режимы резания
4 Описание настройки инструмента вне станка
Размерную настройку станка 16К20 будем осуществлять методом пробной стружки. После включения вращения шпинделя вершина резца переводится из исходного положения (точки 0) до касания с вращающейся заготовкой (в точке 1). Затем резец отводится вправо (в точку 2 за пределы заготовки) лимб поперечной подачи устанавливается на нуль и осуществляется переход вершины резца в точку 3 поперечной подачей на величину h = (D-d)4 где d – требуемый размер. Включается продольная подача и заготовка обтачивается на небольшой длине L1 («пробная стружка» – переход в точку 4). Резец ускорено отводится вправо в точку 5 которая может совпадать с точкой 3. Отключают вращение шпинделя и измеряют значение полученного диаметра d1. Снова включают вращение шпинделя вершину резца перемещают в точку 6 на расстояние h1 = (d1 - dдет)2 и заготовку обрабатывают окончательно на требуемой длине L.
Рисунок 1.5 – Схема размерной настройки станка 16К20
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННОГО ПРИЗМАТИЧЕСКОГО РЕЗЦА
1 Исходные данные для проектирования
Рассчитать и спроектировать фасонный инструмент по следующим данным:
Тип инструмента: призматический.
Обрабатываемый материал: сталь 18ХГТ.
Физические свойства стали 18ХГТ(стр.59 табл 3 [8]):
Удельный вес – 78 Гсм3.Коэффициент линейного расширения –. 10*106 (1град)
Удельная теплопроводность – 37 ккалм*ч*град.
Механические свойства стали 18ХГТ (стр.64 табл 5 [8]):
Предел прочности при растяжении –500 МПа.
Относительное удлинение –12-15%
Рисунок 2.1 – эскиз детали
2 Расчет конструктивных и геометрических параметров резца
Фасонные резцы относятся к нестандартным резцам.
Фасонные резцы применяют для обработки деталей со сложной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы точность размеров детали которая зависит в основном от точности изготовления резца высокую производительность благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию машинного времени. Резцы проектируют для обработки конкретной детали и их применение экономически оправдано в крупносерийном и массовом производстве.
Рисунок 2.2. Формы фасонных резцов.
Фасонные резцы классифицируют по следующим признакам:
По форме- стержневые (рис. 2 а) призматические (рис. 2 б) и круглые (рис. 2 в).
Стержневые резцыприменяют для обработки коротких фасонных поверхностей. Их недостатком является малое число переточек - из-за малой высоты рабочей части.
Призматические фасонные резцыимеют большее число переточек и могут обрабатывать более длинные фасонные поверхности. Крепление и базирование резца в специальном резцедержателе осуществляется с помощью крепления типа “ласточкин хвост”. Недостаток призматических резцов - невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей.
Круглые фасонные резцыприменяют для обработки как наружных так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны чем призматические и допускают большее число переточек. Устанавливают резцы в специальном резцедержателе и базируют по отверстию и торцу.
По направлению подачи:радиальные (рис. 2а) и тангенциальные (Рис. 2 б).
Рис. 3. Радиальный и тангенциальный фасонные резцы. Sr— радиальная подача резца St— тангенциальная подача.
Рисунок 2. 3 Резцы по направлению подачи
По расположению оси отверстия или установочной базы резца по отношению к оси вращения заготовки:с параллельным или наклонным расположением.
По конструкции:цельные и составные например с припаянными пластинами из твёрдого сплава.
2.1 Анализ детали для определения возможности обеспечения заданной точности и чистоты поверхности проектируемым инструментом. Составление операционного эскиза
Допуски на размеры: (стр. 19 табл. 1.6 [2] )
Для линейных размеров – квалитет 12 симметрично обозначаемые ± или
Для валов – квалитет 12
При наличии участков с более высокой точностью необходимо ввести припуск 02 – 03 мм под шлифование
Числовые значения допусков:
Рисунок 2.4 – Эскиз полей допусков детали
Определение шероховатости (в соответствии с точностью обработки и видом поверхности): (стр. 39 табл. 3.1 [2] )
свободные размеры – Ra 63.
Рисунок 2.5 – чертеж детали
2.2 Схема резания: взаимное расположения детали и инструмента направление подачи (в двух проекциях).
Схема резания показана на рисунке 2.6.
2.3 Выбор материала инструмента геометрия режущего клина.
Для предотвращения схватывания материала резца с материалом детали выбираем сталь Р6М5. (стр. 116 табл. 3 [2] )
Геометрия режущего клина в зависимости от материала детали
Сталь18ХГТ ГОСТ 4543-71 (стр. 79 табл. 35 [3] ):
Рисунок 2.6– Взаимное расположение инструмента и детали направление подачи
2.4 Выбор конструктивных параметров инструмента (предварительно).
Рисунок2. 7 – конструктивные параметры призматического резца
Конструктивные параметры выбираем из справочника. (стр. 76 табл. 33 [1] ) Для этого находим глубину профиля заготовки .
По таблице размеров призматических резцов принимаем при t=20 мм:
– передний угол резца;
по таблице45 выбираем tmax =20 мм.
2.5Определение режимов резания и вида оборудования.
Режимы резания рассчитаем по: (с.261-275 табл.1-23[2]).
Выбираем подачу при фасонном точении: s = 06 ммоб.
Рассчитываем скорость резания: V =
– коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала
– коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки
– коэффициент учитывающий качество материала инструмента
5 – поправочный коэффициент при сложном фасонном точении
=212; y =075; n =0; Т =50мин;
Определяем частоту вращения шпинделя соответствующую найденной скорости резания:
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения nд =100 обмин.
tм=Lрх(sо*n) =27(06*100) = 0.45мин
Рассчитываем главную составляющую сил резания:
Кр – поправочный коэффициент;
Кφp=1.08 Kp=1; Kp=1;Krp=1
Kp=1.77*1.08*1*1*1=1.91
Cp =212; yp =075; np =0
Обработку будем производить на токарно-револьверном станке мод. 16К20
(стр. 7 табл. 2 [2])
Рассчитываем реальную мощность: Nр =
Проверяем достаточность мощности привода станка по условию Nр ≤ Nшп. У станка мод. 16К20; Nшп=Nм*=11*085=935кВт
Таблица 2.2. Характеристика станка 16К20:
Наибольший размер обрабатываемого прутка
То же с применением устройства для наружной подачи
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки
Шаг нарезаемой резьбы по стали:
Число поперечных суппортов
поперечных суппортов
продольной каретки переднего крестового суппорта
Частота вращения шпинделя обмин:
Наибольшее число частот вращения шпинделя
Мощность главного привода кВт
Масса (без электрошкафа и поддерживающего устройства для прутка) кг
2.6Составление технологической схемы обработки детали со всеми исходными данными необходимыми для проектирования режущего инструмента:
2.6.1 Составление фрагмента технологического маршрута обработки детали
5) заготовительная – выбираем пруток (стр. 169 табл. 62 [4])
d=40+0.2 мм длиной 3 м.
0) токарная включает переходы:
) Подача прутка до упора. (Рисунок 8. (1))
) Подрезка торца. (Рисунок 8. (2))
) Фасонное точение. (Рисунок 8. (3))
) Отрезка. (Рисунок 8. (4))
Рисунок 2.8 – Технологический маршрут обработки детали
2.6.2Причины и виды искажения профиля
Профиль фасонного резца отличается от профиля обработанной детали. Причинами этого несоответствия является наличие у резца переднего и заднего углов (их совместное влияние увеличивает отклонение профиля резца от режущей кромки и от профиля детали) неточность изготовления самих резцов.
2.6.3Выбор нуля координат
Начало декартовой системы координат желательно располагать на наименьшем диаметре детали обрабатываемом проектируемым резцом. Ось OX параллельна оси детали ось OY перпендикулярна ей.
2.6.4Выбор и нумерация расчетных точек с учетом дополнительных точек на криволинейных участках.
Введем номера точек по которым проводится расчет профиля. Расчетные точки выбираются на узловых точках профиля детали дополнительные точки вводятся на радиусных и других непрямолинейных а также конических участках профиля (чем больше дополнительных точек тем точнее расчет резца).
Рисунок 2.9 – Нумерация контрольных точек и начало координат
2.7Конструирование левой и правой дополнительных частей профиля инструмента.
Дополнительные режущие кромки фасонных призматических резцов выбираем по следующим данным (с.79 83 [3]):
– ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки а=2÷5 мм
– высота режущей кромки под отрезку t не должна быть больше наибольшей глубины профиля т.е. принимаем t=05мм;
– ширина режущей кромки под отрезку b=3÷8мм. Принимаем b=3мм;
– перекрытие режущей кромки под отрезку b1=05-15 принимаем b1=05мм:
– угол режущей кромки под отрезку φ=15°.
L – общая длина резца;
Рисунок 2.10 – Дополнительные лезвия резца
2.8Переводим все размеры детали в размеры с симметричными допусками и рассчитываем координаты основных и дополнительных точек профиля в выбранной декартовой системе координат.
За нулевую точку принимает наибольшую глубину профиля.
Общая ширина резца вдоль оси заготовки: Lp = 2 + 33 + 3 + 05 = 385 мм.
Наибольшая глубина профиля
Переводим односторонние поля допусков в симметричные: dсимм = dн + ec
где ec = - среднее отклонение.
D40-0.25 es==> dсим=39875+0125
d20-0.21 es==> dсим=19895+0105
d10-0.15 es==> dсим=9925+0075
d5-0.12 es==> dсим=494+0060
Находим глубины профиля:
Рисунок 2.11 – Глубины профиля и размеры с симметричными допусками
Определяем абсциссы точек (допуски принимаем по IT12):
Рисунок 2.12 – Абсциссы точек детали
2.9 Определение допусков Таблица 2.3. Определение допусков
Допуск на диаметр Di
Задается чертежом детали
Базовый радиус Rб имеет наименьший допуск Rб
Высота профиля детали переносимая с резца на деталь hi
Определяется как разность Ri и Rб без учета знака
Высота профиля резца полученная при коррекционном расчете Pi
Отсчитывается от точки рофиля соответствующей базовой точке профиля детали
Высота точки профиля резца проставляемая на рабочем чертеже Hi
Отсчитывается от точки (участка) образующий базовый радиус детали
Допуск на высоту профиля hi переносимую с резца на деталь
У всех точек кроме базовой hi должно быть положительным и более 002
Часть допуска высоты hi отводимая на погрешности от неточной заточки и установки резца hз.у.i
Часть допуска высоты hi отводимая на неточности выполнения высот профиля Hi hHi
Допуск на высоту профиля Hi
Верхнее и нижнее отклонения высоты профиля Hi
Проставляются на чертеже резца у соответствующих размеров Hi
(округление в меньшую сторону)
2.10 Составление расчетной схемы.
Рисунок 2.13– Расчетная схема
Выполнение коррекционного расчета.
Таблица 2.4. Коррекционный расчет.
2.11Расчет допусков на профиль инструмента и шаблона.
Шаблон и контр шаблон имеют те же номинальные размеры профиля что и фасонный резец однако допуски на размеры профиля шаблона и допуски на размеры профиля контршаблона должны быть в 15-2 раза меньше допусков на профиль инструмента.
Рисунок 2.14 – Шаблон и контршаблон
2.12Расчет задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки.
Рисунок 2.15 – Схема детали для расчета задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки
Задние углы в нормальных сечениях рассчитаем по формуле
Рассчитаем углы в плане
φ 0-1=0-arctg()=0-arctg()=4432°
φ 1-2=42.67-arctg()=4432-arctg()=4432°-3723=709
Задние углы в нормальных сечениях
αN00-1=arctg (tg30-20)*sin4432)=702°
αN11-2=arctg (tg30-20)*sin709)=125°
αN22-3=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
αN33-4=arctg (tg30-20)*sin0)=0°
αN34-5=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
αN45-6=arctg (tg30-20)*sin0)=0°
αN46-7=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
Рисунок 2.16 – График углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки
2.13Определение кинематического заднего угла.
В процессе резания статические задние углы не равны кинематическим.
Вследствие того что они становятся меньше увеличивается трение а значит и износ.
Рассчитаем кинематические задние углы для i-х точек и участков.
– угол скорости резания при . Если то (15)
Рассчитаем скорость во всех точках профиля заготовки по формуле
Определяем кинематические задние углы
αк2 =10 -arctg(= -0.91
14Перечисление мероприятий по уменьшению трения на задней грани режущего инструмента. Выбор соответствующего мероприятия
На участках 3-4; 5-6; профиля резца будет происходить интенсивное изнашивание так как на них нормальный задний угол равен нулю. Для резца ось которого параллельна оси заготовки увеличивать задние углы на участке профиля 3-4; 5-6 нельзя поэтому режущая кромка для уменьшения трения задней поверхности об обработанную поверхность оформляется следующим образом:
Рисунок 2.17 – Оформление режущей кромки на участках с нулевым
нормальным задним углом
В тех случаях когда требуется высокая стойкость резца при обработке заготовки участки профиля которой перпендикулярны к оси следует применять резцы с осью наклоненной к оси заготовки или применять резцы с винтовой образующей.
Для данного резца примем способ оформления режущей кромки по
15Выбор державки или оправки. Метод регулирования резца по высоте точность установки.
Призматические фасонные резцы имеют большое число переточек. Их вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают регулировочным винтом. Задний угол у этих резцов получают при установке их в специальные
J резцедержатели под углом а=12 17°. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуществляется с помощью хвостовика типа ласточкина хвоста.
– винт крепления державки;
– винт регулирования резца по высоте;
– прихват для зажима резца;
После износа резца его перетачивают. Чтобы установить резец на ту же высоту используют регулировочный винт 4. Для достижения точности при установке по высоте используют шкалу на прихвате для зажима резца 5 и риску на резце 3. Одно деление шкалы равно hизн.
Рисунок 2.18 – Резцедержатель для крепления фасонного призматического резца
Рисунок 2.19 – Размерная схема настройки резца по высоте
Номинальный размер замыкающего звена размерной цепи А вычисляется по формуле:
где: т — число звеньев размерной цепи; - передаточное отношение i-го звена размерной цепи (для линейных цепей с параллельными звеньями = 1 —для увеличивающих составляющих звеньев = -1 — для уменьшающих составляющих звеньев).
Допуск замыкающего звена вычисляется по формулам: при расчете по методу максимума — минимума.
Максимальный допуск замыкающего звена соответствует 8-му квалитету. Принимаем для регулировочного щупа поле допуска 7g.
16Расчет на прочность и жесткость.
Для того чтобы определить размеры a и b надо произвести расчёт на прочность державки (Рисунок 19). Расчёт будем производить по формуле:
где – наибольший прогиб; Е-модуль Юнга равный 21-105; – момент
Момент инерции прямоугольного сечения рассчитывается по формуле:
При расчёте должно сохраняться условие vma
Рисунок2.20 – Эпюра изгибающего момента
Подставим в формулу наибольшего прогиба формулу инерционного момента прямоугольного сечения:
Допустимое значение прогиба принимается равным 13 допуска на самый точный размер профиля детали.
Принимаем: а=42 мм b=25 мм. Увеличим запас прочности на принятые значения в 1.5 и учитывая параметры резца получаем: а=63 мм b=38 мм.
Рассчитаем наибольший прогиб при увеличенном запасе прочности:
Условие жесткости выполняется.
16Схема износа инструмента. Причины факторы и вид износа.
Здесь имеют место абразивный адгезионный (молекулярный) и диффузионный износы.
Абразивный износ происходит в результате царапания – срезания микроскопических объемов материала инструмента твердыми структурными составляющими обрабатываемого металла; большое абразивное действие проявляют также литейная корка и окалина на заготовках.
Адгезионный износ происходит в результате действия значительных сил молекулярного сцепления (прилипания сваривания) между материалами заготовки и инструмента вызывающих при скольжении отрыв мельчайших частиц материала инструмента. Адгезионный износ имеет локальный характер и возникает на малых участках контакта поверхностей инструмента с поверхностями заготовки и стружки в местах повышенных пластических деформаций и температур.
Диффузионный износ происходит в результате взаимного растворения обрабатываемого металла и материала инструмента (главным образом при обработке на высоких скоростях резания твердосплавным инструментом).
Износ по задней поверхности характеризуется высотой площадки. Износ по передней поверхности характеризуется в основном шириной лунки b. В процессе работы инструмента износ как по передней так и по задней поверхностям увеличивается уменьшая площадку c. Когда ширина лунки b достигнет режущей кромки последняя разрушится и резец выйдет из строя.
Рисунок 2.21 – Схема износа инструмента
18Схема переточек инструмента.
Переточку будем осуществлять с помощью шлифовального круга прямого профиля на заточном станке модели ЗЕ710А.
Промаркируем шлифовальный круг [9]:
ЧК-150-32-40-2А-50-Б-А-35-ГОСТ 3060-75.
Количество переточек:
Рисунок 2.22 – Схема переточек
19Определение технических требований и маркируемых параметров
Материал режущей части резца – быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 Твёрдость режущей части HRC 62 65.
Материал шаблона и контршаблона – сталь ХВГ.
Твердость шаблона и контршаблона HRC 62 65.
Маркировать: Индекс детали марка стали резца количество переточек передний угол задний угол (П1-Р6М5-33--
Проектирование червячной сборной модульной затылованной фрезы
Сборные червячные модульные затылованные фрезы применяются в автомобильной промышленности для нарезания зубчатых колес.
При этом обеспечиваются задние углы (при вершине и боковые) 2—3°. Передний угол выполняется равным 10—15°.
Рисунок 3.1 Сборная червячная модульная затылованная фреза
Червячная фреза это инструмент который работает по методу обкатки. На фрезе выполнен червяк на котором прорезаны канавки создающие
переднюю поверхность зубьев и пространство для вывода стружки. Червячные фрезы проектируются в зависимости от серии вала – легкая средняя тяжелая:
По конструкции червячные фрезы бывают:
Черновые фрезы предназначены для предварительного нарезания зубьев. Они могут быть изготовлены с меньшей точностью. чем чистовые и иметь передний угол («поднутрение») равный 5—7°. Толщина зубьев этих фрез обычно меньше чем у чистовых на величину припуска под чистовое нарезание.
Чистовые фрезы предназначенные для чистовой обработки зубьев стандартизированы. Их размеры указаны в ГОСТ 9324—80.
Прецизионные фрезы предназначенные для нарезания зубьев колес особо точных передач например турбинных выполняют обычно с увеличенным диаметром.
По числу заходов различают однозаходные и многозаходиые (двух и трехзаходные) фрезы. Последние имеют увеличенный угол подъема витка и следовательно дают большую ошибку профиля нарезаемых зубьев. Их применяют для чернового нарезания перед последующей чистовой обработкой или отделкой зубьев с целью снижения машинного времени зубообработки. В последнее время в некоторых случаях применяют многозаходиые чистовые червячные фрезы с увеличенным диаметром.
По направлению витков фрезы бывают правые (правозаходные) и левые (левозаходные) по конструкции цельные и сборные (со вставными рейками — гребенками или со вставными зубьями).
Кроме перечисленных находят применение следующие специальные фрезы:
черновые фрезы высокой производительности с измененной схемой резания. К ним относятся фрезы «Прогресс» и др. От обычных фрез они отличаются тем что их зубья делают различной высоты или толщины с целью обеспечения увеличенных подач вследствие более равномерной загрузки зубьев фрезы при черновом нарезании; черновые острозаточенные фрезы конструкции ВНИИ зубья которых не затылуют а затачивают по задним граням;
фрезы с уменьшенным углом профиля (чистовые или черновые) для облегчения процесса резания и уменьшения шероховатости поверхности нарезаемых зубьев;
фрезы зубья которых оснащены пластинками из твердого сплава;
фрезы под шевингование или шлифование (с уменьшенным углом профиля на верхнем участке зуба);
фрезы незатылованные сборные (со вставными рейками) зубья которых шлифуют на резьбо- или червячно-шлифовальных станках.
1. Начальные данные:
Для нарезания зубчатого колеса с профилем угла α=20
Число зaходов фрезы 3
Наружный диаметр до 200 мм.
Для обработки данной детали изготовленной из стали 18ХГТ можно использовать сталь Р6М5 Р9 Р18 Р6М5К5 или твердый сплав ВК 6 ВК8 Т15К6 минералокерамику ЦМ-332 (стр. 331 [4]).
Материалом инструмента примем быстрорежущую сталь Р18 обладающую высокими механическими свойствами и имеет меньший шанс припекания режущих кромок на высокой скорости обработки. В то же время она более дешевая по сравнению с твердым сплавом и особенно по сравнению с минералокерамикой.
2. Расчет червячной фрезы:
Исходными данными длярасчета червячных модульных фрезявляются модуль угол зацепления параметры зуба нарезаемого колеса и принятая величина затылования фрезы. Имея эти параметры можно по эмпирическим формулам приближенно определить габаритные (диаметр длину) и посадочные ( диаметр посадочного отверстия ) размеры фрезы а также число зубьев. Однако в этом нет необходимости так как эти и другие параметры конструкции с учетом точности фрезы (AAA АА А В или С) приведены в ГОСТ 9324 — 80Е.
Рассчитываем угол подъема червячной нарезки на делительном цилиндре. По мере переточек диаметр делительного цилиндра уменьшается. Поэтому с целью уменьшения ошибок зубообработки за расчетную величину делительного диаметра принимаем диаметр наполовину сточенной фрезы
т.е. с зубом сточенным на 16 окружного шага:
где К=Dtgαz=3.14*71*tg1012=327
z=12-число зубьев фрезы
Затем назначают угол наклона стружечных канавок = где — угол подъема червячной нарезки tg = Px d. Px= Pncos
Тогда tg = Pn dcos или sin=Pn d. Так как Рn=mn то sin=mnd.
d=71-2*34375-03*327=63144мм
sin=2.7563144=0.04355
Если угол подъема червячной нарезки =3—5° то стружечная канавка прямая =0. После этого приступают к профилированию фрез определению формы и размеров зубьев.
Ранее отмечалось что в основу конструкции червячной фрезы положена зубчатая рейка с прямобочным профилем. Это верно. Но тем не менее эвольвентные зубчатые колеса могут правильно зацепляться только с эвольвентным червяком боковые стороны витков которого — винтовые эвольвентные поверхности: эвольвентные в поперечном направлении и винтовые в продольном (вдоль направления зуба). Профиль режущего контура зуба фрезы (режущей кромки) должен таким образом представлять собой линию пересечения поверхностей эвольвент ного червяка и передней архимедовой винтовой поверхности. Это дaлеко не прямобочный профиль.
Кроме того у реальной фрезы режущая кромка — линия пересечения передней поверхности зуба и затылованной задней поверхности. Значит форма затылованной поверхности должна быть такой чтобы режущая кромка зуба фрезы лежала на винтовой эвольвентной поверхности ранее описанного червяка и не выпадала бы из нее при переточках. Рассчитать такую форму затылованной поверхности сложно а выполнить в металле практически невозможно. Поэтому в настоящее время прибегают к приближенным методам профилирования червячных фрез для цилиндри-ческих колес: прямобочный профиль рейки закладывают в осевом сечении или в сечении нормальном к винтовой линии червяка на расчетном делительном диаметре. Погрешности профилирования при втором методе несколько больше особенно если угол профиля зуба не скорректирован не увеличен на несколько минут . Однако его используют чаще так какнепроизвольное фланкирование (утонение) головки зуба колеса улучшающее зацепление нарезанных колес большее чем при первом методе хотя контроль параметров зуба фрез в нормальном сечении сложнее. Ошибки приближенных методов профилирования являются одной из причин более низкой точности колес нарезанных червячными фрезами по сравнению с обработанными долбяками.
Расчет параметров профиля зуба в нормальном сечении с утолщением ножки зуба на величину hqx Δa для фланкирования зубьев колес или без утолщения выполняется просто по параметрам зубьев колеса.
Головка зуба фрезы обрабатывает ножку зуба колеса и равна ей по высоте:
hа=125*mn=1.25*2.75=3.4375мм
Ножка зуба фрезы обрабатывает головку зуба колеса и по высоте равна ей плюс радиальный зазор с чтобы не обрабатывать колесо по наружному диаметру так как он обработан до нарезания зубьев:
hf=1.25*mn=1.25*2.75=3.4375
Шаг зубьев в нормальном сечении равен нормальному шагу зубьев колеса по дуге начальной окружности или делительной если они совпадают:
Pn=*mn=314*275=8635мм
Угол профиля зубьев фрезы α=20 - равен углу зацепления или скорректирован на несколько минут .
Закругления вершин и впадин у основания зуба:
r1=r2=03 =0.3*169=0.507.
Для выхода шлифовального круга у фрез с m≥4 на донышке межзубной впадины выполняют технологическую канавку.
Параметры канавки: ширина 075 ширины впадины на донышке; глубина — 05—20 мм; r3=06—13 мм.
У фрез меньшего модуля канавку не делают так как она слишком мала и шлифования зубьев фрезы по профилю не облегчает.
В случае профилирования по осевому сечению расчет параметров зубьев фрезы аналогичный только шаг толщина зуба и угол профиля в осевом сечении будут другими а именно такими чтобы в нормальном сечении соответствовали параметрам зуба нарезаемого колеса. Отклонения параметров фрез регламентированы стандартами.
Исходные данные для расчета фрезы:
- модуль зубчатых колес m = 275 мм;
- Число зубьев нарезаемого и сопряженного колес z = 13;
- угол зацепления α = 20º;
- степень точности 8-D;
2.1 Определение размеров фрезы по нормали
Расчетный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении: αи= αд = 20º;
Модуль нормальный: mи = m = 275 мм;
Шаг по нормали: tи = mи = 314*275= 8635 (мм);
Расчетная толщина зуба по нормали: Sи = tи – (Sд1 +S) Где Sд1 – толщина зуба колеса по нормали на делительной окружности;
S = 028 мм [табл 1];
Sи = 8635 – (43175 +028) = 40375 (мм);
h = 2.25×275 = 61875 (мм);
c = 0.25×275 = 06875 (мм);
hи = 61875 + 06875 = 6875 (мм);
Радиус зуба у головки и ножки зуба:
r1 = r2 = 0.25×275 = 06875 (мм);
2.2 Определение конструктивных размеров фрезы
Наружный диаметр Dаи диаметр посадочного отверстия dотв и длину фрезы L определяем по таблице 4 [5 с. 33].
Dаи = 71 мм; dотв = 27 мм; L = 100 мм;
Значение углов резания:
- передний угол на вершине зуба γ = 10º;
- задний угол на вершине зуба αв = 10º;
- задний угол на боковой режущей кромке сечения αбо;
R1 = Rаи – m = 70-275 = 6725;
Величина затылования К рассчитывается по формуле
Величина дополнительного затылования:
К1 = 1.5×3 = 45 (мм);
Угол профиля канавки принимаем = 30º.
Диаметр делительной окружности фрезы:
d=71-2*34375-03*327=63144
Угол подъема витков фрезы на начальной окружности:
= 0º;-из ранее рассчитанного
Шаг по оси между витками:
Направление витков фрезы для прямозубых колес правое. Угол установки фрезы на станке = д ±; д = 0; = = 0’.
Осевой шаг винтовой стружечной канавки:
T = 8635×ctg2261º = 4155 (мм);
Расчетные профильные углы фрезы в нормальном сечении:
αпр = αлев = αи =20º;
tgαос = = 0.36; αос = 20º;
ctgαпр = = 2.7385; αпр = 20º ;
ctgαлев = = 2.7682; αлев = 19º;
Длина буртика l1 = 5 мм . Диаметр буртика принимаем D = 60 мм. Материал фрезы сталь Р6М5.
В данном курсовом проекте был дан анализ двух режущих инструментов участвующих в обработке детали. Произведен расчет их геометрии режимов резания. Разработаны чертежи каждого инструмента. Разработан операционно-эскизный технологический процесс обработки детали. Рассчитан фасонный призматический резец и червячная сборная модульная затылованная фреза.
Перечень графического материала
Схема коррекционного расчета с формуляром-А3
График изменения углов А4
Технологическая схема обработки детали А4
Спецификация наладкиА4
Спецификация блока фасонного А4
Шаблон и контршаблон А4
Чертеж фрезы модульной червячной сборной отрозаточенной А3
Спецификация наладки фрезы А4
Инструментальный блок с червячной фрезой А3
Фельдштейн И.Э. «Режущий инструмент» Курсовое и дипломное проектирование.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 под ред. А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – Москва: Машиностроение 1985. – 496 с. : ил.
Нефедов Н. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту Н. А. Нефедов К. А.Осипов. Изд. 3-е перераб. и доп. – Москва : Машиностроение 1976. – 288 с.: ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 1 под. ред. А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – Москва: Машиностроение 1985. – 656 с.: ил.
Справочник металлиста. В 5 т. Т. 5 под ред. А. Н. Малова. – Москва : Машгиз 1960. – 1184 с.
Справочник инструментальщика И. А. Ординарцев [и др.] ; под общ. ред. И. А. Ординарцева. – Ленинград: Машиностроение. Ленинградское отделение 1987. – 846 с.: ил.
Ящерицын П.И. Основы резания металлов и режущий инструмент П.И. Ящерицын. – Минск: Вышейшая школа 1981. – 740 с.
Машиностроительные материалы под ред. А.А. Жуков; Москва: Машиностроение 1967. – 192 с.
Справочник шлифовщика под ред. В. А. Кажуро; Москва: Машиностроение1988. – 480 с.

ФРЕЗА БЛОК И НАЛАДКА1.cdw

Инструментальный блок
HRC 51 57 (коническая часть)
Допуск торцового биенияконца оправки -не более 0
Гайка М27 ГОСТ11871-88

Блок фасонный СПЕЦИФИКАЦИЯ.cdw

ШАВЕЙКО.docx

Пояснительная записка данного курсового проекта содержит 36страниц текста содержит 13 рисунков 8 таблиц и 79 формул. Перечень ключевых слов: ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ СБОРНАЯ МОДУЛЬНАЯ НАЛАДКАЗАДНИЙ УГОЛ ПЕРЕДНИЙ УГОЛ НАРУЖНЫЙ ДИАМЕТР РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
В пояснительной записке исходя из заданных условий произведен расчет фасонного призматического резца его инструментальной наладки а также модульной червячной сборной фрезы . выполнены чертежи инструментов и наладки
Ведущая роль в развитии промышленности принадлежит станкоинструментальному производству которое определяет уровень производительных сил не только машиностроения но и всей промышленности.
Для удовлетворения потребностей машиностроения металлообработки и других отраслей промышленности в металлорежущем инструменте необходимо увеличить количество типов его выпусков значительно повысить его качество улучшить методы эксплуатации.
Качество инструмента зависит от его конструкции материала и технологии производства. Основополагающими технологическими направлениями развития инструментального производства являются: приближение формы заготовки к форме готового изделия за счет применения специального профиля штампов заготовок использования методов пластического деформирования порошковой металлургии; автоматизация технологических процессов применение автоматизированных загрузочных устройств роботов специальных станков автоматических линий и станков с ЧПУ; концентрация и совмещение операций применение высокоэффективной оснастки; использование новых эффективных СОЖ с подводом их непосредственно в зону резания; широкое использование глубинного шлифования и затачивания; применение сверхтвердых абразивных материалов новейших методов термической и термохимической обработки износостойких покрытий; расширение области применения электрофизических и электрохимических методов обработки.
Эти направления в конечном счете способствуют решению главных задач повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции.
В развитии обработки металлов резанием за последние годы происходят принципиальные изменения. В числе этих изменений: интенсификация технологических процессов по причине применения инструментов из новых инструментальных материалов расширение области применения оборудования с ЧПУ создание роботизированных станочных комплексов и гибких производственных систем управляемых ЭВМ повышение размерной и геометрической точности.
В работе машиностроительных предприятий большую роль играет инструментальная оснастка. От степени её совершенства в значительной мере зависят производительность труда возможности автоматизации технических процессов.
Одним из важнейших элементов инструментальной оснастки является режущий инструмент. Замена напайного инструмента сборным даёт экономический эффект так как происходит экономия инструментального материала снижается время замены инструмента повышается его качество и качество поверхностного слоя и точности обработки.
Фасонный инструмент7
1Анализ детали для определения возможности обеспечения заданной точности и чистоты поверхности проектируемым инструментом. Составление операционного эскиза10
2Схема резания: взаимное расположения детали и инструмента направление подачи (в двух проекциях).11
3Выбор материала инструмента геометрия режущего клина.12
4Выбор конструктивных параметров инструмента (предварительно).13
5Определение режимов резания и вида оборудования.14
6Составление технологической схемы обработки детали со всеми исходными данными необходимыми для проектирования режущего инструмента:13
6.1Составление фрагмента технологического маршрута обработки детали 13
6.2 Причины и виды искажения профиля14
6.3Выбор нуля координат14
6.4Выбор и нумерация расчетных точек с учетом дополнительных точек на криволинейных участках.14
6.5Конструирование левой и правой дополнительных частей профиля инструмента.15
6.6Переводим все размеры детали в размеры с симметричными допусками и рассчитываем координаты основных и дополнительных точек профиля в выбранной декартовой системе координат.15
6.7Определение допусков21
7Составление расчетной схемы.22
8Выполнение коррекционного расчета.24
9Расчет допусков на профиль инструмента и шаблона.21
10Расчет задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки. 22
11Определение кинематического заднего угла.23
12Перечисление мероприятий по уменьшению трения на задней грани режущего инструмента. Выбор соответствующего мероприятия25
13Выбор державки или оправки. Метод регулирования резца по высоте точность установки.25
14Расчет на прочность и жесткость.31
15Схема износа инструмента. Причины факторы и вид износа.33
16Схема переточек инструмента.31
17Определение технических требований и маркируемых параметров32
Проектирование червячной сборной модульной острозаточенной фрезы 36
1. Начальные данные: ..37
2. Выбор материала: 38
3. Расчет червячной фрезы: 38
4 Определение размеров фрезы по нормали 40
5 Определение конструктивных размеров фрезы ..41
Разработка операционно-эскизного технологического процесса обработки всей детали 43
1 Технологический процесс обработки детали .44
2 Применяемая технологическая оснастка: 44
3 Режущий инструмент .44
4 Средства технического контроля . 45
5 Разработка условных схем базирования ..46
6 Расчет режимов резания на обработку для проектируемых режущих инструментов 46
Перечень графического материала ..53
Список используемых источников54
Рассчитать и спроектировать фасонный инструмент по следующим данным:
Тип инструмента: призматический.
Обрабатываемый материал: сталь 18ХГТ.
Физические свойства стали 18ХГТ(стр.59 табл 3 [8]):
Удельный вес – 78 Гсм3.Коэффициент линейного расширения –. 10*106 (1град)
Удельная теплопроводность – 37 ккалм*ч*град.
Механические свойства стали 18ХГТ (стр.64 табл 5 [8]):
Предел прочности при растяжении –500 МПа.
Относительное удлинение –12-15%
Рисунок 1 – эскиз детали
Фасонные резцы относятся к нестандартным резцам.
Фасонные резцы применяют для обработки деталей со сложной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы точность размеров детали которая зависит в основном от точности изготовления резца высокую производительность благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию машинного времени. Резцы проектируют для обработки конкретной детали и их применение экономически оправдано в крупносерийном и массовом производстве.
Рисунок 2. Формы фасонных резцов.
Фасонные резцы классифицируют по следующим признакам:
По форме- стержневые (рис. 2 а) призматические (рис. 2 б) и круглые (рис. 2 в).
Стержневые резцыприменяют для обработки коротких фасонных поверхностей. Их недостатком является малое число переточек - из-за малой высоты рабочей части.
Призматические фасонные резцыимеют большее число переточек и могут обрабатывать более длинные фасонные поверхности. Крепление и базирование резца в специальном резцедержателе осуществляется с помощью крепления типа “ласточкин хвост”. Недостаток призматических резцов - невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей.
Круглые фасонные резцыприменяют для обработки как наружных так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны чем призматические и допускают большее число переточек. Устанавливают резцы в специальном резцедержателе и базируют по отверстию и торцу.
По направлению подачи:радиальные (рис. 2а) и тангенциальные (Рис. 2 б).
Рис. 3. Радиальный и тангенциальный фасонные резцы. Sr— радиальная подача резца St— тангенциальная подача.
Рисунок 3 Резцы по направлению подачи
По расположению оси отверстия или установочной базы резца по отношению к оси вращения заготовки:с параллельным или наклонным расположением.
По конструкции:цельные и составные например с припаянными пластинами из твёрдого сплава.
Анализ детали для определения возможности обеспечения заданной точности и чистоты поверхности проектируемым инструментом. Составление операционного эскиза
Допуски на размеры: (стр. 19 табл. 1.6 [2] )
Для линейных размеров – квалитет 12 симметрично обозначаемые ± или
Для валов – квалитет 12
При наличии участков с более высокой точностью необходимо ввести припуск 02 – 03 мм под шлифование
Числовые значения допусков:
Рисунок 4 – Эскиз полей допусков детали
Определение шероховатости (в соответствии с точностью обработки и видом поверхности): (стр. 39 табл. 3.1 [2] )
свободные размеры – Ra 63.
Рисунок 5 – чертеж детали
1 Схема резания: взаимное расположения детали и инструмента направление подачи (в двух проекциях).
Схема резания показана на рисунке 6.
2 Выбор материала инструмента геометрия режущего клина.
Для предотвращения схватывания материала резца с материалом детали выбираем сталь Р6М5. (стр. 116 табл. 3 [2] )
Геометрия режущего клина в зависимости от материала детали
Сталь18ХГТ ГОСТ 4543-71 (стр. 79 табл. 35 [3] ):
Рисунок 6– Взаимное расположение инструмента и детали направление подачи
3 Выбор конструктивных параметров инструмента (предварительно).
Рисунок 7 – конструктивные параметры призматического резца
Конструктивные параметры выбираем из справочника. (стр. 76 табл. 33 [1] ) Для этого находим глубину профиля заготовки .
По таблице размеров призматических резцов принимаем при t=20 мм:
– передний угол резца;
по таблице45 выбираем tmax =20 мм.
4Определение режимов резания и вида оборудования.
Режимы резания рассчитаем по: (с.261-275 табл.1-23[2]).
Выбираем подачу при фасонном точении: s = 06 ммоб.
Рассчитываем скорость резания: V = (4)
– коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала
– коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки
– коэффициент учитывающий качество материала инструмента
5 – поправочный коэффициент при сложном фасонном точении
=212; y =075; n =0; Т =50мин;
Определяем частоту вращения шпинделя соответствующую найденной скорости резания:
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения nд =100 обмин.
у-подвод врезание и перебег инструмента
уврез-длина врезания
tм=Lрх(sо*n) =27(06*100) = 0.45мин
Рассчитываем главную составляющую сил резания:
Кр – поправочный коэффициент;
Кφp=1.08 Kp=1; Kp=1;Krp=1
Kp=1.77*1.08*1*1*1=1.91
Cp =212; yp =075; np =0
Обработку будем производить на токарно-револьверном станке мод. 16К20
(стр. 7 табл. 2 [2])
Рассчитываем реальную мощность: Nр = (11)
Проверяем достаточность мощности привода станка по условию Nр ≤ Nшп. У станка мод. 16К20; Nшп=Nм*=11*085=935кВт
Таблица 2. Характеристика станка 16К20:
Наибольший размер обрабатываемого прутка
То же с применением устройства для наружной подачи
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки
Шаг нарезаемой резьбы по стали:
Число поперечных суппортов
поперечных суппортов
продольной каретки переднего крестового суппорта
Частота вращения шпинделя обмин:
Наибольшее число частот вращения шпинделя
Мощность главного привода кВт
Масса (без электрошкафа и поддерживающего устройства для прутка) кг
5Составление технологической схемы обработки детали со всеми исходными данными необходимыми для проектирования режущего инструмента:
6.1 Составление фрагмента технологического маршрута обработки детали
5) заготовительная – выбираем пруток (стр. 169 табл. 62 [4])
d=40+0.2 мм длиной 3 м.
0) токарная включает переходы:
) Подача прутка до упора. (Рисунок 8. (1))
) Подрезка торца. (Рисунок 8. (2))
) Фасонное точение. (Рисунок 8. (3))
) Отрезка. (Рисунок 8. (4))
Рисунок 8 – Технологический маршрут обработки детали
6.2Причины и виды искажения профиля
Профиль фасонного резца отличается от профиля обработанной детали. Причинами этого несоответствия является наличие у резца переднего и заднего углов (их совместное влияние увеличивает отклонение профиля резца от режущей кромки и от профиля детали) неточность изготовления самих резцов.
6.3Выбор нуля координат
Начало декартовой системы координат желательно располагать на наименьшем диаметре детали обрабатываемом проектируемым резцом. Ось OX параллельна оси детали ось OY перпендикулярна ей.
6.4Выбор и нумерация расчетных точек с учетом дополнительных точек на криволинейных участках.
Введем номера точек по которым проводится расчет профиля. Расчетные точки выбираются на узловых точках профиля детали дополнительные точки вводятся на радиусных и других непрямолинейных а также конических участках профиля (чем больше дополнительных точек тем точнее расчет резца).
Рисунок 9 – Нумерация контрольных точек и начало координат
6.5Конструирование левой и правой дополнительных частей профиля инструмента.
Дополнительные режущие кромки фасонных призматических резцов выбираем по следующим данным (с.79 83 [3]):
– ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки а=2÷5 мм
– высота режущей кромки под отрезку t не должна быть больше наибольшей глубины профиля т.е. принимаем t=05мм;
– ширина режущей кромки под отрезку b=3÷8мм. Принимаем b=3мм;
– перекрытие режущей кромки под отрезку b1=05-15 принимаем b1=05мм:
– угол режущей кромки под отрезку φ=15°.
L – общая длина резца;
Рисунок 10 – Дополнительные лезвия резца
6.6Переводим все размеры детали в размеры с симметричными допусками и рассчитываем координаты основных и дополнительных точек профиля в выбранной декартовой системе координат.
За нулевую точку принимает наибольшую глубину профиля.
Общая ширина резца вдоль оси заготовки: Lp = 2 + 33 + 3 + 05 = 385 мм.
Наибольшая глубина профиля
Переводим односторонние поля допусков в симметричные: dсимм = dн + ec
где ec = - среднее отклонение.
D40-0.25 es==> dсим=39875+0125
d20-0.21 es==> dсим=19895+0105
d10-0.15 es==> dсим=9925+0075
d5-0.12 es==> dсим=494+0060
Находим глубины профиля:
Рисунок 11 – Глубины профиля и размеры с симметричными допусками
Определяем абсциссы точек (допуски принимаем по IT12):
Рисунок 12 – Абсциссы точек дета
6.7 Определение допусков
Таблица 3. Определение допусков
Допуск на диаметр Di
Задается чертежом детали
Базовый радиус Rб имеет наименьший допуск Rб
Высота профиля детали переносимая с резца на деталь hi
Определяется как разность Ri и Rб без учета знака
Высота профиля резца полученная при коррекционном расчете Pi
Отсчитывается от точки рофиля соответствующей базовой точке профиля детали
Высота точки профиля резца проставляемая на рабочем чертеже Hi
Отсчитывается от точки (участка) образующий базовый радиус детали
Допуск на высоту профиля hi переносимую с резца на деталь
У всех точек кроме базовой hi должно быть положительным и более 002
Часть допуска высоты hi отводимая на погрешности от неточной заточки и установки резца hз.у.i
Часть допуска высоты hi отводимая на неточности выполнения высот профиля Hi hHi
Допуск на высоту профиля Hi
Верхнее и нижнее отклонения высоты профиля Hi
Проставляются на чертеже резца у соответствующих размеров Hi
(округление в меньшую сторону)
6 Составление расчетной схемы.
Рисунок 13– Расчетная схема
Выполнение коррекционного расчета.
Таблица 4. Коррекционный расчет.
7Расчет допусков на профиль инструмента и шаблона.
Шаблон и контр шаблон имеют те же номинальные размеры профиля что и фасонный резец однако допуски на размеры профиля шаблона и допуски на размеры профиля контршаблона должны быть в 15-2 раза меньше допусков на профиль инструмента.
Рисунок 14 – Шаблон и контршаблон
8Расчет задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки.
Рисунок 15 – Схема детали для расчета задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки
Задние углы в нормальных сечениях рассчитаем по формуле (13)
Рассчитаем углы в плане
φ 0-1=0-arctg()=0-arctg()=4432°
φ 1-2=42.67-arctg()=4432-arctg()=4432°-3723=709
Задние углы в нормальных сечениях
αN00-1=arctg (tg30-20)*sin4432)=702°
αN11-2=arctg (tg30-20)*sin709)=125°
αN22-3=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
αN33-4=arctg (tg30-20)*sin0)=0°
αN34-5=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
αN45-6=arctg (tg30-20)*sin0)=0°
αN46-7=arctg (tg30-20)*sin90)=10°
Рисунок 16 – График углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки
11Определение кинематического заднего угла.
В процессе резания статические задние углы не равны кинематическим.
Вследствие того что они становятся меньше увеличивается трение а значит и износ.
Рассчитаем кинематические задние углы для i-х точек и участков.
– угол скорости резания при . Если то (15)
Рассчитаем скорость во всех точках профиля заготовки по формуле
Определяем кинематические задние углы
αк2 =10 -arctg(= -0.91
12Перечисление мероприятий по уменьшению трения на задней грани режущего инструмента. Выбор соответствующего мероприятия
На участках 3-4; 5-6; профиля резца будет происходить интенсивное изнашивание так как на них нормальный задний угол равен нулю. Для резца ось которого параллельна оси заготовки увеличивать задние углы на участке профиля 3-4; 5-6 нельзя поэтому режущая кромка для уменьшения трения задней поверхности об обработанную поверхность оформляется следующим образом:
Рисунок 17 – Оформление режущей кромки на участках с нулевым
нормальным задним углом
В тех случаях когда требуется высокая стойкость резца при обработке заготовки участки профиля которой перпендикулярны к оси следует применять резцы с осью наклоненной к оси заготовки или применять резцы с винтовой образующей.
Для данного резца примем способ оформления режущей кромки по
13Выбор державки или оправки. Метод регулирования резца по высоте точность установки.
Призматические фасонные резцы имеют большое число переточек. Их вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают регулировочным винтом. Задний угол у этих резцов получают при установке их в специальные
J резцедержатели под углом а=12 17°. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуществляется с помощью хвостовика типа ласточкина хвоста.
– винт крепления державки;
– винт регулирования резца по высоте;
– прихват для зажима резца;
После износа резца его перетачивают. Чтобы установить резец на ту же высоту используют регулировочный винт 4. Для достижения точности при установке по высоте используют шкалу на прихвате для зажима резца 5 и риску на резце 3. Одно деление шкалы равно hизн.
Рисунок 18 – Резцедержатель для крепления фасонного призматического резца
Рисунок 19 – Размерная схема настройки резца по высоте
Номинальный размер замыкающего звена размерной цепи А вычисляется по формуле:
где: т — число звеньев размерной цепи; - передаточное отношение i-го звена размерной цепи (для линейных цепей с параллельными звеньями = 1 —для увеличивающих составляющих звеньев = -1 — для уменьшающих составляющих звеньев).
Допуск замыкающего звена вычисляется по формулам: при расчете по методу максимума — минимума.
Максимальный допуск замыкающего звена соответствует 8-му квалитету. Принимаем для регулировочного щупа поле допуска 7g.
14Расчет на прочность и жесткость.
Для того чтобы определить размеры a и b надо произвести расчёт на прочность державки (Рисунок 19). Расчёт будем производить по формуле:
где – наибольший прогиб; Е-модуль Юнга равный 21-105; – момент
Момент инерции прямоугольного сечения рассчитывается по формуле:
При расчёте должно сохраняться условие vma
Рисунок20 – Эпюра изгибающего момента
Подставим в формулу наибольшего прогиба формулу инерционного момента прямоугольного сечения:
Допустимое значение прогиба принимается равным 13 допуска на самый точный размер профиля детали.
Принимаем: а=42 мм b=25 мм. Увеличим запас прочности на принятые значения в 1.5 и учитывая параметры резца получаем: а=63 мм b=38 мм.
Рассчитаем наибольший прогиб при увеличенном запасе прочности:
Условие жесткости выполняется.
15Схема износа инструмента. Причины факторы и вид износа.
Здесь имеют место абразивный адгезионный (молекулярный) и диффузионный износы.
Абразивный износ происходит в результате царапания – срезания микроскопических объемов материала инструмента твердыми структурными составляющими обрабатываемого металла; большое абразивное действие проявляют также литейная корка и окалина на заготовках.
Адгезионный износ происходит в результате действия значительных сил молекулярного сцепления (прилипания сваривания) между материалами заготовки и инструмента вызывающих при скольжении отрыв мельчайших частиц материала инструмента. Адгезионный износ имеет локальный характер и возникает на малых участках контакта поверхностей инструмента с поверхностями заготовки и стружки в местах повышенных пластических деформаций и температур.
Диффузионный износ происходит в результате взаимного растворения обрабатываемого металла и материала инструмента (главным образом при обработке на высоких скоростях резания твердосплавным инструментом).
Износ по задней поверхности характеризуется высотой площадки. Износ по передней поверхности характеризуется в основном шириной лунки b. В процессе работы инструмента износ как по передней так и по задней поверхностям увеличивается уменьшая площадку c. Когда ширина лунки b достигнет режущей кромки последняя разрушится и резец выйдет из строя.
Рисунок 21 – Схема износа инструмента
16Схема переточек инструмента.
Переточку будем осуществлять с помощью шлифовального круга прямого профиля на заточном станке модели ЗЕ710А.
Промаркируем шлифовальный круг [9]:
ЧК-150-32-40-2А-50-Б-А-35-ГОСТ 3060-75.
Количество переточек:
Рисунок 22 – Схема переточек
17Определение технических требований и маркируемых параметров
Материал режущей части резца – быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 Твёрдость режущей части HRC 62 65.
Материал шаблона и контршаблона – сталь ХВГ.
Твердость шаблона и контршаблона HRC 62 65.
Маркировать: Индекс детали марка стали резца количество переточек передний угол задний угол (П1-Р6М5-33--
Проектирование червячной сборной модульной затылованной фрезы
Сборные червячные модульные затылованные фрезы применяются в автомобильной промышленности для нарезания зубчатых колес.
При этом обеспечиваются задние углы (при вершине и боковые) 2—3°. Передний угол выполняется равным 10—15°.
Рисунок 23 Сборная червячная модульная затылованная фреза
Червячная фреза это инструмент который работает по методу обкатки. На фрезе выполнен червяк на котором прорезаны канавки создающие
переднюю поверхность зубьев и пространство для вывода стружки. Червячные фрезы проектируются в зависимости от серии вала – легкая средняя тяжелая:
По конструкции червячные фрезы бывают:
Черновые фрезы предназначены для предварительного нарезания зубьев. Они могут быть изготовлены с меньшей точностью. чем чистовые и иметь передний угол («поднутрение») равный 5—7°. Толщина зубьев этих фрез обычно меньше чем у чистовых на величину припуска под чистовое нарезание.
Чистовые фрезы предназначенные для чистовой обработки зубьев стандартизированы. Их размеры указаны в ГОСТ 9324—80.
Прецизионные фрезы предназначенные для нарезания зубьев колес особо точных передач например турбинных выполняют обычно с увеличенным диаметром.
По числу заходов различают однозаходные и многозаходиые (двух и трехзаходные) фрезы. Последние имеют увеличенный угол подъема витка и следовательно дают большую ошибку профиля нарезаемых зубьев. Их применяют для чернового нарезания перед последующей чистовой обработкой или отделкой зубьев с целью снижения машинного времени зубообработки. В последнее время в некоторых случаях применяют многозаходиые чистовые червячные фрезы с увеличенным диаметром.
По направлению витков фрезы бывают правые (правозаходные) и левые (левозаходные) по конструкции цельные и сборные (со вставными рейками — гребенками или со вставными зубьями).
Кроме перечисленных находят применение следующие специальные фрезы:
черновые фрезы высокой производительности с измененной схемой резания. К ним относятся фрезы «Прогресс» и др. От обычных фрез они отличаются тем что их зубья делают различной высоты или толщины с целью обеспечения увеличенных подач вследствие более равномерной загрузки зубьев фрезы при черновом нарезании; черновые острозаточенные фрезы конструкции ВНИИ зубья которых не затылуют а затачивают по задним граням;
фрезы с уменьшенным углом профиля (чистовые или черновые) для облегчения процесса резания и уменьшения шероховатости поверхности нарезаемых зубьев;
фрезы зубья которых оснащены пластинками из твердого сплава;
фрезы под шевингование или шлифование (с уменьшенным углом профиля на верхнем участке зуба);
фрезы незатылованные сборные (со вставными рейками) зубья которых шлифуют на резьбо- или червячно-шлифовальных станках.
1. Начальные данные:
Для нарезания зубчатого колеса с профилем угла α=20
Число зaходов фрезы 3
Наружный диаметр до 200 мм.
Для обработки данной детали изготовленной из стали 18ХГТ можно использовать сталь Р6М5 Р9 Р18 Р6М5К5 или твердый сплав ВК 6 ВК8 Т15К6 минералокерамику ЦМ-332 (стр. 331 [4]).
Материалом инструмента примем быстрорежущую сталь Р18 обладающую высокими механическими свойствами и имеет меньший шанс припекания режущих кромок на высокой скорости обработки. В то же время она более дешевая по сравнению с твердым сплавом и особенно по сравнению с минералокерамикой.
3. Расчет червячной фрезы:
Исходными данными длярасчета червячных модульных фрезявляются модуль угол зацепления параметры зуба нарезаемого колеса и принятая величина затылования фрезы. Имея эти параметры можно по эмпирическим формулам приближенно определить габаритные (диаметр длину) и посадочные ( диаметр посадочного отверстия ) размеры фрезы а также число зубьев. Однако в этом нет необходимости так как эти и другие параметры конструкции с учетом точности фрезы (AAA АА А В или С) приведены в ГОСТ 9324 — 80Е.
Рассчитываем угол подъема червячной нарезки на делительном цилиндре. По мере переточек диаметр делительного цилиндра уменьшается. Поэтому с целью уменьшения ошибок зубообработки за расчетную величину делительного диаметра принимаем диаметр наполовину сточенной фрезы
т.е. с зубом сточенным на 16 окружного шага:
где К=Dtgαz=3.14*71*tg1012=327 (26)
z=12-число зубьев фрезы
Затем назначают угол наклона стружечных канавок = где — угол подъема червячной нарезки tg = Px d. Px= Pncos (27)
Тогда tg = Pn dcos или sin=Pn d. Так как Рn=mn то sin=mnd.
d=71-2*34375-03*327=63144мм
sin=2.7563144=0.04355
Если угол подъема червячной нарезки =3—5° то стружечная канавка прямая =0. После этого приступают к профилированию фрез определению формы и размеров зубьев.
Ранее отмечалось что в основу конструкции червячной фрезы положена зубчатая рейка с прямобочным профилем. Это верно. Но тем не менее эвольвентные зубчатые колеса могут правильно зацепляться только с эвольвентным червяком боковые стороны витков которого — винтовые эвольвентные поверхности: эвольвентные в поперечном направлении и винтовые в продольном (вдоль направления зуба). Профиль режущего контура зуба фрезы (режущей кромки) должен таким образом представлять собой линию пересечения поверхностей эвольвент ного червяка и передней архимедовой винтовой поверхности. Это дaлеко не прямобочный профиль.
Кроме того у реальной фрезы режущая кромка — линия пересечения передней поверхности зуба и затылованной задней поверхности. Значит форма затылованной поверхности должна быть такой чтобы режущая кромка зуба фрезы лежала на винтовой эвольвентной поверхности ранее описанного червяка и не выпадала бы из нее при переточках. Рассчитать такую форму затылованной поверхности сложно а выполнить в металле практически невозможно. Поэтому в настоящее время прибегают к приближенным методам профилирования червячных фрез для цилиндри-ческих колес: прямобочный профиль рейки закладывают в осевом сечении или в сечении нормальном к винтовой линии червяка на расчетном делительном диаметре. Погрешности профилирования при втором методе несколько больше особенно если угол профиля зуба не скорректирован не увеличен на несколько минут . Однако его используют чаще так какнепроизвольное фланкирование (утонение) головки зуба колеса улучшающее зацепление нарезанных колес большее чем при первом методе хотя контроль параметров зуба фрез в нормальном сечении сложнее. Ошибки приближенных методов профилирования являются одной из причин более низкой точности колес нарезанных червячными фрезами по сравнению с обработанными долбяками.
Расчет параметров профиля зуба в нормальном сечении с утолщением ножки зуба на величину hqx Δa для фланкирования зубьев колес или без утолщения выполняется просто по параметрам зубьев колеса.
Головка зуба фрезы обрабатывает ножку зуба колеса и равна ей по высоте:
hа=125*mn=1.25*2.75=3.4375мм (28)
Ножка зуба фрезы обрабатывает головку зуба колеса и по высоте равна ей плюс радиальный зазор с чтобы не обрабатывать колесо по наружному диаметру так как он обработан до нарезания зубьев:
hf=1.25*mn=1.25*2.75=3.4375 (29)
Шаг зубьев в нормальном сечении равен нормальному шагу зубьев колеса по дуге начальной окружности или делительной если они совпадают:
Pn=*mn=314*275=8635мм (30)
Угол профиля зубьев фрезы α=20 - равен углу зацепления или скорректирован на несколько минут .
Закругления вершин и впадин у основания зуба:
r1=r2=03 =0.3*169=0.507.
Для выхода шлифовального круга у фрез с m≥4 на донышке межзубной впадины выполняют технологическую канавку.
Параметры канавки: ширина 075 ширины впадины на донышке; глубина — 05—20 мм; r3=06—13 мм.
У фрез меньшего модуля канавку не делают так как она слишком мала и шлифования зубьев фрезы по профилю не облегчает.
В случае профилирования по осевому сечению расчет параметров зубьев фрезы аналогичный только шаг толщина зуба и угол профиля в осевом сечении будут другими а именно такими чтобы в нормальном сечении соответствовали параметрам зуба нарезаемого колеса. Отклонения параметров фрез регламентированы стандартами.
Исходные данные для расчета фрезы:
- модуль зубчатых колес m = 275 мм;
- Число зубьев нарезаемого и сопряженного колес z = 13;
- угол зацепления α = 20º;
- степень точности 8-D;
4 Определение размеров фрезы по нормали
Расчетный профильный угол исходной рейки в нормальном сечении: αи= αд = 20º;
Модуль нормальный: mи = m = 275 мм;
Шаг по нормали: tи = mи = 314*275= 8635 (мм);
Расчетная толщина зуба по нормали: Sи = tи – (Sд1 +S) Где Sд1 – толщина зуба колеса по нормали на делительной окружности;
S = 028 мм [табл 1];
Sи = 8635 – (43175 +028) = 40375 (мм);
h = 2.25×275 = 61875 (мм);
c = 0.25×275 = 06875 (мм);
hи = 61875 + 06875 = 6875 (мм);
Радиус зуба у головки и ножки зуба:
r1 = r2 = 0.25m; (35)
r1 = r2 = 0.25×275 = 06875 (мм);
5 Определение конструктивных размеров фрезы
Наружный диаметр Dаи диаметр посадочного отверстия dотв и длину фрезы L определяем по таблице 4 [5 с. 33].
Dаи = 71 мм; dотв = 27 мм; L = 100 мм;
Значение углов резания:
- передний угол на вершине зуба γ = 10º;
- задний угол на вершине зуба αв = 10º;
- задний угол на боковой режущей кромке сечения αбо;
R1 = Rаи – m = 70-275 = 6725; (37)
Величина затылования К рассчитывается по формуле
Величина дополнительного затылования:
К1 = 1.5×3 = 45 (мм);
Угол профиля канавки принимаем = 30º.
Диаметр делительной окружности фрезы:
d=71-2*34375-03*327=63144
Угол подъема витков фрезы на начальной окружности:
= 0º;-из ранее рассчитанного
Шаг по оси между витками:
Направление витков фрезы для прямозубых колес правое. Угол установки фрезы на станке = д ±; д = 0; = = 0’.
Осевой шаг винтовой стружечной канавки:
T = 8635×ctg2261º = 4155 (мм);
Расчетные профильные углы фрезы в нормальном сечении:
αпр = αлев = αи =20º; (44)
tgαос = = 0.36; αос = 20º; (48)
ctgαпр = = 2.7385; αпр = 20º ; (49)
ctgαлев = = 2.7682; αлев = 19º; (50)
Длина буртика l1 = 5 мм . Диаметр буртика принимаем D = 60 мм. Материал фрезы сталь Р6М5.
Разработка операционно-эскизного технологического процесса обработки всей детали.
Рисунок 24 Эскиз детали.
Разработаем технологический маршрут обработки детали.
В качестве заготовки принимаем прокат 40мм.
1 Технологический процесс обработки детали
Таблица 5- Технологический процесс
Наименование операции
Установить и закрепить заготовку
Точить фасонную поверхность
А: Установить и закрепить заготовку
Шлифовать поверхность 10
Шлифовать торцовую поверхность
2 Применяемая технологическая оснастка:
Таблица 6 Установочно-зажимные приспособления
Патрон трехкулачковый
Приспособление специальное
3 Режущий инструмент
Таблица7 – Характеристика режущего инструмента
Наименование режущего инструмента
режущей части форма ПСМ
Резец токарный Отрезной
Фасонный призматический резец
Фреза модульная червячная сборная
4 Средства технического контроля
Таблица 8 – Средства технического контроля
Наименование тип и обознач.
5Разработка условных схем базирования
Таблица 9 Выбор технологических баз
Наименование операции и схема базирования
Описание схемы базирования
СП приспособление специальное
привод-гидравлический
ТБ1-наружная цилиндрическая поверхность 40 устанавливается в призмах; направляющая база
лишается 4-х степеней свободы
ТБ2-заготовка упирается в торец. Заготовка лишается –5ти степеней свободы
Последней степени свободы заготовку лишает прижим
СП-трехкулачковый самоцентрирующий патрон
ТБ1-наружная поверхность 40 зажимается в кулачках направляющая база –лишает
ТБ2- заготовка упирается в торец заготовка лишается 4-х степеней свободы
ТБ1-наружная цилиндрическая поверхность
заготовка вставляется в оправку и лишается 2-х степеней свободы
ТБ2-торец. Заготовка поджимается в торец . Заготовка лишена 4- степеней свободы.
Центр лишает заготовку 5 степени свободы
СП-поводковый патрон
СП-приспособление специальное
заготовка вставляется в призму и лишается 3-х степеней свободы
Прижим лишает заготовку 5 степени свободы
6 Расчет режимов резания на обработку для проектируемых режущих инструментов.
Фасонно-токарная операция рассчитана выше
Рассчитаем токарную операцию отрезания (010 переход2)
Точение черновое t=20 мм 1 прохода 40 мм.
Рассчитаем токарную операцию
-оборудование- станок токарный 16К20
материал заготовки сталь18ХГТ
-р.и- резец токарный отрезной
-выполняемый размер-цилиндрическая поверхность L=70мм
Выбор паспортных характеристик станка
Назначение режимов резания
1 Определение длины рабочего хода
Продольный суппорт инстр№1 :
Поперечный суппорт инстр№1-
Назначим подачу на оборот суппорта sо=03мм-поперечный суппорт
nл=Lрхsо=2703=90обмин
Принимаем n=100 обмин
sоп=Lрхn=27100=0.27ммоб (52)
λ=lLрх=2027=074 (Принимаем λ=1) (53)
Стойкость инструмента Т=Тм* λ (54)
Тм=150мин-стойкость инстр из табл Т4[3]
λ-коэфф. учитывающий неравномерность нагрузки резца
Т=150*1=150мин-стойкость в мин резания
Рассчитаем скорость резания v в мммин и число оборотов шпинделя станка в мин
v=vтабл*К1*К2*К3 (55)
v=150*0.75*1.25*1.35=18984 ммин
Число оборотов шпинделя станка
n=1000*v*d=1000*189843.14*40=1511 обмин (56)
Уточняем число оборотов по паспорту станка n=1500 обмин
v= *d*n1000=3.14*40*15001000=1884 ммин (57)
Определим силу резания из карты Т-5
Рz=Pzтабл*К1*К2 (58)
К1-коэфф зависящий от обрабат. материала
К2-от скорости резания
Машинное время для поперечного суппорта :
tм=Lрх(sо*n) =27(027*1500) = 0066 мин (59)
Nрез = Р*v6120 =21*18846120 = 0.64 кВт (60)
Т.к. на данной операции два инструмента не работают вместе то расчет ведем по N рез=064кВт
Проверка по мощности двигателя
Nрез ≤12Nдв*ρ ≤12*11*085 ≤1056
Из паспорта станка – мощность двигателя главного движения Nдв=11кВт
Операция 015 зубофрезерная
Скорость резания v=vтаб*Кv (61)
Кv=1.0-коэффициент зависящий от стойкости;
Lрх=Lрез+у+Lдоп (62)
Из табл 3 стр304- у=24мм-длина перебега
Определяем частоту вращения
По паспорту принимаем n=160 обмин
Пересчитываем скорость:
Операция 020 Круглошлифовальная
Оборудование – Круглошлифовальный станок 3А12
Материал детали - сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71.
Переходы обработки - Шлифовать поверхность до 20h12(на l=8+0.1
Параметры шлифовального круга принимаем согласно табл6. [11. 10 ]
Для стали твердостью 35 50HRC .метода шлифования-радиальной подачей при скорости вращения круга до 35мс принимаем шлифовальный круг
Размеры круга принимаем по табл1 [ГОСТ2424-83]
D=600 d=305 b=40 профиль круга ПП1-плоский прямого профиля.
Определение режима резания:
По табл[ 6.12 c.268 9] в зависимости от диаметра шлифования и твердости стали выбираем частоту вращения изделия :
По табл [6.12c.268 9] в зависимости от и длины шлифования и припуска на обработку выбираем минутную поперечную подачу Sпоп
По табл [6.13 c.269 9] в зависимости от группы шлифуемости материала I по[ табл 6.9 c.2659]) шероховатости и квалитета точности определяем поправочный коэффициент на поперечную подачу К1.
По табл 6.13[c.269. 9] в зависимости от выбранного диаметра круга (600 мм) скорости вращения круга (до 35 мс)определяем поправочный коэффициент К2.
По табл 6.13c[.269 9] в зависимости от вида подачи и способа измерения размеров определяем поправочный коэффициент К3.
По таблица 6.13 [ c269 9] в зависимости от жесткости детали LDD=4010= 47 характера шлифуемой поверхности-цилиндрическая определяем поправочный коэффициент К4.
Определяем расчетную минутную поперечную подачу:
Sпоп.р.=SпопК1К2К3К4 (64)
Sпоп.р.=04110810=032 мммин
Определение основного времени (табл6.10c.26612])
Операция 025 Плоскошлифовальная
- допуск на диаметр шлифуемой поверхности Т(d) 15 мм;
- показатель шереховатости шлифуемой поверхности Ra 063;
– длина шлифуемой поверхности Вд 40мм;
- твердость шлифуемой поверхности Нд 40
- материал заготовки Сталь 18ХГТ
- общий припуск По 15 мм.
) для станка и инструмента:
– модель станка – 3М151;
–максимальные габаритные размеры шлифуемых деталей (dr и Lr) 120х350 мм;
– диапазон скоростей продольной подачи (sпр.min и sпр.ma
– диапазон скоростей радиальной подачи (sр.min и sр.ma
– диаметр шлифовального круга ( Dкр.ma
– фактическая ширина шлифовального круга Dкр.ф 130 мм;
– частота вращения шлифовального круга nкр 1112 1мин;
– ширина шлифовального круга Bкр 130 мм;
– код твердости шлифовального круга Hкр 6;
– жесткость технологической системы j 4350 Нмм;
Шлифуем поверхность 40 мм
) Примем значение скорости шлифовального круга V=30 мс
Тогда число оборотов будет рассчитываться по формуле:
n = (1000 60 V)( dкр) = (1000 60 30)(314 500) = 1146 обмин
По паспорту станка 3М151 примем n=1200 обмин
Уточняем скорость шлифования
) Поперечная подача в таком случае будет равна:
Sм = Sм табл К1К2К3;
Sм табл = 08 мммин (В – ширина шлифования В=40 мм)
К1=10 –коэффициент зависящий от обрабатываемого материала и скорости шлифовального круга
К2=09 - коэффициент зависящий от точности обработки шероховатости поверхности и припуска на сторону
К3=08 - коэффициент зависящий от диаметра шлифовального круга
Таким образом получаем:
Sм = 08 100.90.8 = 0576 мммин
основное технологическое время рассчитывается по формуле:
Число двойных ходов в мин
tм=(tвр++tвых)*=(0.06++1.2)*=162 мин
SД =002 мммин – продольная подача в долях круга
a = 15 мм – расчетный припуск на сторону
aвых=003-глубина выхаживания
tвр=006-время врезания
tвых=12-время выхаживания
t = 0008 мм – глубина шлифования
Таблица10 Режимы резания
В данном курсовом проекте был дан анализ двух режущих инструментов участвующих в обработке детали. Произведен расчет их геометрии режимов резания. Разработаны чертежи каждого инструмента. Разработан операционно-эскизный технологический процесс обработки детали. Рассчитан фасонный призматический резец и червячная сборная модульная затылованная фреза.
Перечень графического материала
Схема коррекционного расчета с формуляром-А3
График изменения углов А4
Технологическая схема обработки детали А4
Спецификация наладкиА4
Спецификация блока фасонного А4
Шаблон и контршаблон А4
Чертеж фрезы модульной червячной сборной отрозаточенной А3
Спецификация наладки фрезы А4
Инструментальный блок с червячной фрезой А3
Фельдштейн И.Э. «Режущий инструмент» Курсовое и дипломное проектирование.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 под ред. А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – Москва: Машиностроение 1985. – 496 с. : ил.
Нефедов Н. А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту Н. А. Нефедов К. А.Осипов. Изд. 3-е перераб. и доп. – Москва : Машиностроение 1976. – 288 с.: ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 1 под. ред. А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перераб. и доп. – Москва: Машиностроение 1985. – 656 с.: ил.
Справочник металлиста. В 5 т. Т. 5 под ред. А. Н. Малова. – Москва : Машгиз 1960. – 1184 с.
Справочник инструментальщика И. А. Ординарцев [и др.] ; под общ. ред. И. А. Ординарцева. – Ленинград: Машиностроение. Ленинградское отделение 1987. – 846 с.: ил.
Ящерицын П.И. Основы резания металлов и режущий инструмент П.И. Ящерицын. – Минск: Вышейшая школа 1981. – 740 с.
Машиностроительные материалы под ред. А.А. Жуков; Москва: Машиностроение 1967. – 192 с.
Справочник шлифовщика под ред. В. А. Кажуро; Москва: Машиностроение1988. – 480 с.

Фреза червячная модульная сборная затылованная.cdw

Профиль зуба фрезы контролировать по просвечиванию в масштабе
Допускается отклонение до 0.8 мм в обе стороны от теоретического
профиля (отклонение дано в масшт. 30:1).
Добавочный угол поворота суппорта при затыловании левой стороны
Кулачок при затыловании
Фреза червячная модульная
сборная затылованная
Профиль зуба по передней грани

Наладка фасонный СПЕЦИФИКАЦИЯ.cdw

Корпус Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Винт М4х5 ГОСТ1491-80
Шайба 6.65Г ГОСТ6402-78
Пластина 02114-100608 ГОСТ 19048-80 ВК3
Болт М6х20ГОСТ7798-70
Винт М4х12ГОСТР50383-92

Фреза СПЕЦИФИКАЦИЯ.cdw

Инструментальный блок с фрезой и спец.cdw