Дисциплина "режущий инструмент" тема "металлорежущий инструмент"

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных

2. Разработка резца токарного сборного

2.1    Выбор инструмента

2.2    Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания

2.2.1   Выбор стадий обработки

2.2.2   Выбор глубины резания

2.2.3   Выбор подачи

2.2.4   Выбор скорости резания

2.2.5   Расчет сил резания

2.2.6   Расчет мощности резания

2.3    Расчет резца на прочность

2.4    Расчет основного машинного времени

2.5    Выбор альтернативных вариантов инструмента

3. Разработка сверла сборного

3.1   Выбор инструмента

3.2   Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания

3.2.1   Выбор глубины резания

3.2.2   Выбор подачи

3.2.3   Выбор скорости резания

3.2.4   Расчет сил резания

3.2.5   Расчет мощности резания

3.3   Расчет основного машинного времени

3.4   Выбор альтернативных вариантов инструмента

4. Разработка резца расточного сборного

4.1    Выбор инструмента

4.2    Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания

4.2.1    Выбор стадий обработки

4.2.2    Выбор глубины резания

4.2.3    Выбор подачи

4.2.4    Выбор скорости резания

4.2.5    Расчет сил резания

4.2.6    Расчет мощности резания

4.3   Расчет резца на жесткость

4.4   Расчет основного машинного времени

4.5   Выбор альтернативных вариантов инструмента

5. Разработка фрезы червячной

5.1   Выбор инструмента.                                                                                    

5.2   Проектировочный расчет

5.3   Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания

5.3.1   Выбор глубины резания

5.3.2   Выбор подачи

5.3.3   Выбор скорости резания

5.3.4   Расчет мощности резания

5.4   Определение основного машинного времени

6. Разработка протяжки шпоночной

6.1   Выбор инструмента

6.2   Проектировочный расчет

6.3   Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания

6.3.1   Выбор скорости резания

6.3.2   Расчет сил резания

6.3.3   Расчет мощности резания

6.4   Расчет основного машинного времени

Заключение

Приложение А Библиографический список

Описание проекта

РЕЗЕЦ ПРОХОДНОЙ, РЕЗЕЦ РАСТОЧНОЙ, СВЕРЛО СБОРНОЕ, ФРЕЗА ЧЕРВЯЧНАЯ, ПРОТЯЖКА ШПОНОЧНАЯ.

Объект работы – практическое освоение знаний, полученных при изучении дисциплины “Режущий инструмент”.

В данной работе приведены все необходимые расчёты для проектирования:

- резца токарного сборного для обработки основных наружных поверхностей зубчатого колеса;

- сверла сборного для получения посадочного отверстия зубчатого колеса;

- резца расточного сборного для обработки посадочного отверстия;

- червячной фрезы для получения зубчатого венца;

- протяжки шпоночной для получения шпоночного паза.

Введение

Развитие инструментального производства является одной из важнейших задач развития машиностроения.

От качества, работоспособности и надежности режущих инструментов в значительной степени зависит точность обрабатываемой детали, производительность и эффективность процесса обработки, в особенности при автоматизированном производстве.

При проектировании режущих инструментов необходимы знания теоретических основ конструирования и расчета инструмента.

Режущий инструмент должен обеспечивать получение требуемой формы, размеров и качества обрабатываемой детали, наибольшую производительность процесса обработки с наименьшими затратами, быть технологичным в изготовлении, обладать возможностью восстановления режущих свойств в процессе эксплуатации, при этом необходимо стремиться к минимальному расходу дорогостоящих инструментальных материалов.

При проектировании необходимо обеспечить все требования, предъявляемые к инструменту:

- работоспособность;

- качество работы;

- производительность;

- технологичность;

- экономическая эффективность.

Результатом проектирования является конструкторский документ в виде чертежа или электронной модели, содержащей всю необходимую информацию для изготовления и контроля инструмента.

Разработка резца токарного сборного

Резец – однолезвийный инструмент для обработки деталей при помощи поступательного или вращательного движения и возможностью подачи в любом направлении. В данном курсовом проекте изготовляется деталь – зубчатое колесо, выполненное из конструкционной легированной стали марки 40Х ГОСТ 454371. Резцом токарным сборным производится обработка наружных поверхностей детали.

2.1 Выбор инструмента .

Высота резца, используемого на станке 16ГС25Ф3, не превышает 25 мм, принимается державка с сечением 20х20 мм.

По приложениям 1, 5 [1] и исходя из условий обработки, принимается ромбическая форма пластины CNMG120408 по ГОСТ 2424980 из твердого сплава Т5К10 ГОСТ 388274 – для черновой и получистовой стадий обработки толщиной пластины 4,76 мм. Материал хвостовика – сталь 45 ГОСТ 105088. Такой выбор инструментального материала обеспечивает достаточную износостойкость, прочность, твердость, довольно высокую производительность при относительно невысокой стоимости.

По приложению 6 [1] выбирается способ крепления пластины с помощью центрального винта для черновой и получистовой стадий обработки.

По приложению 7 [1] и исходя из условий обработки, выбирается главный угол в плане ϕ = 95° .

По приложению 8 [1] определяются остальные геометрические параметры режущей части.

Для черновой и получистовой стадий обработки:

- задний угол α = 8°;

- передний угол γ = 12°;

- ширина фаски главной режущей кромки f = 0,4 мм;

- радиус скругления режущей кромки ρ = 0,025 мм;

- радиус вершины резца r = 1 мм.

Нормальный период стойкости находится по приложению 13[1] Tн = 30 мин.

Конструкция и размеры резца токарного проходного типа SCLCR2020K12 с креплением сменных пластин винтом через отверстие принимается по ГОСТ 2499681.

2.2 Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания.

2.2.1 Выбор стадий обработки.

По карте 1, лист 3[1] определяются необходимые стадии обработки для получения размеров детали, соответствующих 12му квалитету, из заготовки 16го квалитета необходимо вести обработку за две стадии: черновую, получистовую.

2.2.2 Выбор глубины резания.

По карте 2 [1] определяется минимально необходимая глубина резания для получистовой стадии обработки.

При получистовой стадии обработки: для наружной поверхности заготовки, диаметр которой соответствует интервалу размеров 180…250 мм, рекомендуется t = 2,20 мм (поз.№4, инд. «а»).

Глубина резания для черновой стадии обработки определяется исходя из общего припуска на обработку и глубины резания на получистовой стадии обработки: t = 4,30 мм.

Разработка сверла сборного

Сверло представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале, либо для рассверливания отверстий при двух одновременно происходящих движениях: вращении сверла вокруг его оси и поступательном движении подачи вдоль оси инструмента. В данном курсовом проекте сверлом сборным получается посадочное отверстие в стали марки 40Х ГОСТ 454371.

Разработка резца расточного сборного

Резец – однолезвийный инструмент для обработки деталей при помощи поступательного или вращательного движения и возможностью подачи в любом направлении. В данном курсовом проекте изготовляется деталь – зубчатое колесо, выполненное из конструкционной легированной стали марки 40Х ГОСТ 454371. Резцом расточным сборным производится обработка посадочного отверстия.

4.1 Выбор инструмента.

Резцы (оправки) следует применять наименьшей технологически возможной длины и наибольшего технологически допустимого сечения диаметром сечения d=25 мм.

В соответствии с рекомендациями приложения 1 [1] обработка проводится пластинами из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 388274 на чистовой и отделочной стадии. Материал хвостовика – сталь 45 ГОСТ 105088. Такой выбор инструментального материала обеспечивает достаточную износостойкость, прочность, твердость, довольно высокую производительность при относительно невысокой стоимости.

По приложению 5 [1] и исходя из условий обработки, принимается квадратная форма пластины с задним углом и стружколомающими канавками SCUM120408 по ГОСТ 2425280.

По приложению 7 [1] и исходя из условий обработки, выбирается главный угол в плане φ = 75° и вспомогательный угол в плане φ1 = 15°.

По приложению 8 [1] определяются остальные геометрические параметры режущей части.

Для черновой и получистовой стадий обработки:

- задний угол α = 7°;

- передний угол γ = 10°;

- радиус скругления режущей кромки ρ = 0, 25 мм;

- радиус вершины резца r = 0,8 мм.

Нормальный период стойкости находится по приложению 13[1] Tн = 45 мин.

Принимается резец расточной типа S25RCSKCR12A с креплением сменных пластин прихватом сверху по ГОСТ 2661285.

4.2 Расчет режимов резания, сил резания, мощности резания.

4.2.1 Выбор стадий обработки.

По карте 1, лист 2[1] определяются необходимые стадии обработки для получения размеров детали, соответствующих 7му квалитету. Из заготовки 16го квалитета необходимо вести обработку за три стадии: черновая – получение 14го квалитета, получистовая – 12го квалитета, отделочная - 7-го квалитета.

Разработка фрезы червячной

Нарезание зубьев является самым распространенным и наиболее трудоемким в производстве зубчатых колес.

Производительность и точность обработки при зубофрезеровании выше, чем при зубодолблении, поэтому для получения зубчатого венца выбирается фреза червячная.

Метод нарезания зубьев червячной фрезой экономичен.

Червячная фреза представляет собой одно- или многозаходный червяк, который имеет определенный исходный контур зубчатой рейки, а расположенные вдоль оси продольные стружечные канавки образуют зубья с режущими кромками, необходимые для обработки резанием. Зубья фрезы затылованы.

В данном курсовом проекте фрезой червячной получается зубчатый венец цилиндрического прямозубого колеса из стали марки 40Х ГОСТ 454371.

Червячные фрезы предназначены для нарезания цилиндрических колес с прямыми и косыми зубьями, червячных колес и шлицевых валов.

Выбор инструмента.

Принимаем червячную модульную фрезу цельную из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 1926573. Для получения колеса 7 степени точности по ГОСТ 164381 выбираем однозаходную чистовую червячную фрезу типа 1, класса точности – АА по ГОСТ 932480.

Основные конструктивные и расчетные размеры принимаем по ГОСТ 932480:

наружный диаметр dao = 90 мм, диаметр посадочного отверстия d = 40 мм, диаметр буртика d1 = 60 мм, длина фрезы L = 90 мм, ширина буртиков l = 5 мм (следовательно, рабочая длина фрезы 100 мм), число зубьев (число стружечных канавок) z0 = 14; передний угол γ = 0°; задний угол α = 12°.

Разработка протяжки шпоночной

Протяжки относятся к сложнопрофильному дорогостоящему инструменту, поэтому при проектировании необходимо стремиться к обеспечению возможно большего срока их эксплуатации, который особенно зависит от правильного выбора инструментального материала для рабочих частей протяжек.

Для протягивания шпоночных канавок в цилиндрических отверстиях применяют два типа протяжек: с плоским телом и с цилиндрическим телом. Протяжки с плоским утолщенным телом имеют форму полосы с прямоугольным сечением. Они движутся при работе в прямоугольном пазу направляющей оправки. Задним цилиндрическим концом эта оправка вставляется в отверстие переходного кольца, которое в свою очередь, присоединяется к столу или планшайбе протяжного станка. На передний конец оправки надевается обрабатываемая деталь, внутри отверстия которой должна быть прорезана шпоночная канавка. Промежуточный цилиндрический бурт-фланец является опорной частью оправки.

В данном курсовом проекте протяжкой шпоночной получается шпоночный паз уже в ранее обработанном посадочном отверстии.

6.1 Выбор инструмента.

Материал режущей части протяжки – сталь Р6АМ5 ГОСТ 1926573; материал хвостовика – сталь 45Х ГОСТ 454371. Протяжка с приваренным хвостовиком. Принимается протяжка с плоским утолщенным телом по ГОСТ 1821790 и хвостовиком тип 1 по ГОСТ 404370.

Заключение

При выполнении курсового проекта, закрепляются знания по курсу «Режущий инструмент», развивается умение использовать для практических приложений сведения из раннее изученных дисциплин, приобретая навыки работы со справочной литературой, государственными и отраслевыми стандартами.

В данном проекте были разработаны сборный (резец проходной, резец расточной, сверло) и профильный (фреза червячная, протяжка шпоночная) инструменты.

При разработке металлорежущего инструмента научились осуществлять выбор инструмента с необходимыми параметрами, подбор альтернативных вариантов европейских и азиатских заводов производителей. При выполнении курсового проекта нашли практическое применение такие важнейшие сведения из курса, как расчеты на прочность, жесткость размерного инструмента, проверочные расчеты профильного инструмента, выбор материала лезвийной и крепежной частей.

Таким образом, курсовое проектирование по дисциплине «Режущий инструмент» является важным этапом обучения.