Расчет и конструирование режущего инструмента и протяжки

червячная фреза.cdw

Профиль зубьев в нормальном сечении
Радиальное биение буртиков не более 0008 мм.
Торцовое биение буртиков не более 0006 мм.
Радиальное биение по вершинам зубьев не более 004 мм.
Отклонение направления стружечных канавок не более
% от расчетного на длине рабочей части фрезы.
Отклонение толщины зуба не более 005 мм.
Крайние зубцы менее 13 толщины удалить.
Неуказанные предельные отклонения отверстий Н14 валов h14
Маркировать: модуль шаг винтовой стружечной канавки марку
стали товарный знак завода-изготовителя (m35-АА-20
Курсовая работа по Р

сверло.cdw

1. Материал режущей части сверла - сталь Р6М5 ГОСТ 19263-73
Материал хвостовой части - 40Х ГОСТ 4543-71 твердость
HRC 23 25конус Морзе №2
Сверло должно удовлетворять техническим требованиям по
Неуказанные предельные отклонения размеров
Маркировать: диаметр сверла марку стали режущей части
товарный знак завода-изготовителя.
Курсовая работа по Р

Protyazhka.cdw

Профиль режущих зубьев
с № 1 по 17 вкл. М(4:1)
ПРофиль калибрующих зубьев
с № 17 по 23 вкл. М(4:1)
стружкоразделительных канавок в
шахматном порядке на режущих зубьях
с №1 по 17 вкл. М(4:1)
Материал режущей части протяжки-быстрорежущая сталь
Р6М5 или другой марки по ГОСТ 19265-73.
Материал хвостовой части-сталь 40Х по ГОСТ 4543-71.
Твердость: режущей и задней направляющей части 63 66HRCз
передней направляющей части 61 66HRCз хвостовой части
Центровые отверстия выполняются по форме В ГОСТ 14034-74.
Протяжка должна удовлетворять техническим требованиям
Неуказанные предельные отклонения валов h14 остальных размеров
IT142 по ГОСТ 25347-82.
Маркировать: диаметр протяжки квалитет поля допуска отверстия
пределы длин протягивания марку стали обрабатываемого изделия
значение переднего угла марку стали рабочей части товарный знак
завода-изготовителя (25Р7-40-60-Ст40-
Курсовая работа по Р

РПЗ.doc

Министерство образования и науки РФ и РТ
Кафедра «Технология нефтегазового машиностроения»
по дисциплине "Режущий инструмент
Специальность 151001 "Технология машиностроения".
Расчет и конструирование круглого фасонного резца 5
2. Графический способ определения профиля резца 7
3. Аналитический расчет профиля резца 8
4.Расчет режима резания при точении 11
Расчет и конструирование круглой протяжки. 15
1.Общие положения. 15
2. Расчет круглой протяжки 17
3. Расчет режима резания при протягивании 23
Расчет и конструирование червячной фрезы 26
1.Общие сведения. 26
2. Расчет червячной фрезы для обработки шлицевых валиков. 27
3. Графический метод построения профиля фрезы 32
4. Расчет режима резания при фрезеровании 34
Расчет и конструирование сверл. 36
1. Общие сведения. 36
2. Расчет сверла. 38
3. Расчет режима резания при сверлении. 43
В современном машиностроении обработка резанием является главным
технологическим методом обеспечивающим высокое качество и точность
обрабатываемых поверхностей деталей.
Важнейшей задачей является ускорение научно-технического прогресса
путем комплексной механизации и автоматизации производства. Эффективность
машиностроения должна повыситься за счет изменения структуры парка
металлообрабатывающего оборудования.
Процесс резания металлов заключается в снятии с заготовки определенного
слоя металла для получения из нее детали необходимой формы и размеров с
соответствующим качеством обработанных поверхностей.
Металлорежущий инструмент – часть металлорежущего станка
воздействующая в процессе резания непосредственно на заготовку из которой
должна быть получена готовая деталь. Инструменты должны иметь высокие
режущие свойства и обеспечивать заданную точность и качество обработанных
деталей. Режущие свойства инструментов зависят от инструментального
материала качества поверхностей режущей части схемы резания геометрии
инструмента состава и способов подвода СОЖ. Точность и качество
изготовления деталей зависят от точности и качества самого инструмента
параметров его установки режимов резания и движений формообразования.
Металлорежущие инструменты имеют большое разнообразие видов и
конструктивных разновидностей. У каждого вида инструмента есть свои
особенности которые определяются условиями формообразования детали. Эти
особенности в ряде случаев имеют принципиальное значение и должны быть
учтены на стадии проектирования.
Процесс резания металлов сопровождающийся деформациями сжатия
растяжения сдвига большим трением и тепловыделением имеет свои
закономерности изучение которых необходимо для того чтобы сделать этот
процесс более производительным и экономичным.
Расчет и проектирование фасонного резца.
1 Общие сведения. [1]
Фасонным называют резец режущие кромки которого имеют форму
определяющуюся формой профиля детали. Они обеспечивают высокую
производительность однородность формы профиля и точность размеров
обрабатываемых деталей и применяются в крупносерийном и массовом
Фасонные резцы можно разделить на следующие группы:
- по форме: круглые призматические стержневые;
- по установке относительно детали призматические резцы разделяются на
резцы с радиально расположенной кромкой и тангенциальные;
- по расположению оси: с параллельным расположением оси по отношению к
оси детали и наклонным расположением оси или базы крепления;
- по форме образующей поверхности: круглые резцы с кольцевыми
образующими круглые с винтовыми образующими призматические с плоскими
образующими. [3 с.184]
В современном машиностроении для точения фасонных поверхностей
применяют преимущественно радиальные призматические и круглые фасонные
резцы; менее распространены тангенциальные и обкаточные фасонные резцы.
Призматические резцы применяются для обработки наружных поверхностей
обладают повышенной жесткостью и надежностью крепления повышенной
точностью обработки лучше отводят теплоту проще в установке на станках по
сравнению с круглыми.
Круглые (дисковые) резцы применяются для обработки наружных и
внутренних поверхностей они более технологичны при изготовлении но
сложнее в установке имеют большее количество переточек и повышенный срок
службы по сравнению с призматическими.
Радиальные фасонные резцы имеют подачу направленную по радиусу а
тангенциальные — подачу направленную по касательной к внутренней
поверхности детали. В производстве наибольшее распространение получили
фасонные резцы с радиальной подачей так как они проще в эксплуатации и
По сравнению с обычными фасонные резцы обеспечивают:
) идентичность формы точность размеров деталей так как они зависят
не от квалификации рабочего а в основном от точности изготовления резца;
) высокую производительность благодаря большой экономии машинного
времени связанной с сокращением пути резания и вспомогательного времени
требуемого на установку и наладку резца при его смене;
) высокую долговечность благодаря большому количеству допускаемых
) меньшее количество брака;
Рассчитать и сконструировать фасонный резец для обработки заготовки из
прутка диаметром 40 мм. Перед обработкой заготовки из стали подготовляют
канавку под последующее отрезание.
Материал заготовки – сталь ХГ в=500МПа (50 кгсмм2).
2 Графический способ определения профиля резца.
Передний и задний углы определяем по табл.47 [1]: γ=250 α=100.
Строим профиль заготовки для чего проводим ось от которой
откладываем соответствующие размеры профиля заготовки и стоим в левом
нижнем углу чертежа полный профиль.
Проектируем полученные точки 1 2 3 4 5 профиля на ось ОО и
получаем точки 1 2 3 4 5.
Из центра О проводим окружности соответствующих радиусов r1 r2
r3 r4 r5 в результате чего получаем проекцию заготовки на плоскость
перпендикулярную к оси заготовки.
Определяем наружный диаметр резца. Из центра заготовки О проводим
две окружности радиусами один из которых равен наибольшему а другой
наименьшему радиусам заготовки. Через точку 1 под углом γ к оси ОО
проводим линию (след) передней поверхности резца. Таким же образом из точки
проводим линию под углом α.
На расстоянии К от точки 1 проводим линию ВВ1 перпендикулярную к
линии ОО. Расстояние К – минимальное расстояние необходимое для отвода
стружки передней поверхности резца выбираем на 3-10 мм больше максимальной
глубины профиля заготовки tmax. Принимаем tmax=8 [1 табл.46]. Из точки В
в которой линия ВВ1 пересекается с передней поверхностью проводим линию
делящую угол пополам. Точка пересечения этой линии и линии идущей под
углом α будет искомой точкой О2 – центром дискового резца что позволяет
определить его диаметр.
Определяем номинальный диаметр габаритные размеры и конструктивные
размеры резца [1 табл.46]. Чтобы найти центр резца можно применить
графический способ для чего раствором циркуля равным радиусу наружной
окружности резца сделаем засечку точки А1 находящейся на пересечении
горизонтальной оси ОО1 с окружностью радиусом r1. Затем проводим линию
О2О3 параллельную линии ОО1 на расстоянии hp=R1sinα точка О2 пересечения
этой линии со сделанной засечкой будет: tmax=6мм D=40мм d(Н8)=13мм
d1=20мм bmax=10мм k=3мм r=1мм d2=20мм l2=3мм
hp=R1sinα=20sin10=503мм.
На линии А1В (след передней поверхности резца) отмечаем точки
А1А2 А5 полученные в результате пересечения ее соответствующими
радиусами окружностей поверхности заготовки.
Соединив точки А1А2 А5 с центром О2 резца получим
соответствующие радиусы R1 R2 R5.
Строим профиль фасонного резца в радиальном сечении: проводим линию
ММ Откладываем от нее осевые размеры l1l2l3 которые соответствуют
осевым размерам обрабатываемой заготовки проецируя точки пересечения
окружностей радиусов R1 R2 R5 с линией О2О3 проходящей через центр
резца на линию параллельную линии ММ получаем профиль фасонного резца в
радиальном сечении (точка 1 2 3 4 5).
Построение шаблона и контршаблона для контроля фасонного профиля
резца сводится к определению разности размеров всех узловых точек
относительно узловой контурной точки 1: R2=R1-R2 и т.д.
3 Аналитический расчет профиля резца.
Передний и задний углы определяем по табл.47 [1]: γ=200 α=100.
Размеры дополнительных режущих кромок под отрезание и подрезание
принимаем: b1=1мм b=7мм с=3мм а=2мм φ1=150 φфас=450.
Общая ширина резца вдоль оси заготовки:
Lp=lg+f+c+b+b1=30+3+2+7+1=43 мм.
Наибольшая глубина профиля детали tmax=14мм.
Габаритные и конструктивные размеры резца с торцовым рифлением для
наибольшей глубины профиля tmax=14мм выбираем по таблице [1 табл.46]
D=90мм d(Н8)=22мм d1=34мм bmax=23мм k=5мм r=1мм d2=45мм l2=5мм
hp=R1sinα=29sin10=503мм.
Высота заточки резца H=Rsin(α+γ)=29sin(10+20)=225мм
где R – радиус резца;
hp=R1sinα=29sin10=781мм – высота установки резца.
Согласно размерам на чертеже заготовки радиусы окружностей узловых
точек профиля заготовки r1 r2 r3 r4 r5 и осевые расстояния до этих
точек от торца до заготовки l1-2 l1-3 l1-5 и т.д. следующие:
r=1114 мм l1-2=10 мм
r2= r3=17 мм l1-3=25 мм
r4= r5=16мм l1-4=30 мм
Допуски на указанные размеры принимаем равными 13 допусков на
соответствующие размеры обрабатываемой заготовки.
Корректируем профиль резца: данные коррекционного расчета сводим в
Расчетная формула Значение параметра (мм 0 )
А1=r1cosγ1 cos γ1=0939
sin γ3=hиr3 A2=1046
c2=A2 – A1 sin γ3=0224
А3=r3cosγ3 cos γ3=0974
sin γ4=hиr4 A3=1656
c3=A3 – A1 sin γ4=0238
А4=r4cosγ4 cos γ4=0971
sin γ4=hиr4 A4=1553
B1=R1cos1 cos 1=0866
Построение шаблонов и контршаблонов для контроля фасонного профиля
резцов (при контроле отклонений размеров шлифования фасонных поверхностей
на резцах) сводится для круглых резцов к определению разности радиусов всех
узловых точек рассчитанного фасонного профиля относительно узловой
контурной (начальной) точки 1:
Р2 = R1 – R2=45-4007 = 493 мм
P4 = P5 = R1 – R4 = 45 – 398 = 52 мм.
Допуски на линейные размеры фасонного профиля шаблона при его
изготовлении не должны превышать ±001 мм.
4. Расчет режима резания при точении
Глубина резания t = tmax = 14мм
где tmax – наибольшая глубина профиля детали.
Подача – выбираем рекомендуемую по [6 стр.269табл.16]: S = 0025-
55 ммоб принимаем S = 003 ммоб
где T – среднее значение стойкости инструмента
С m y – коэффициент и показатели степени по [6 стр.269
[pic] - коэффициент являющийся произведением коэффициентов
учитывающих влияние материала заготовки Km [6 стр.261 табл.1] состояние
поверхности Kп [6 стр.263 табл.5] материала инструмента Kи [6
T=120 мин; С=227; m=0.30; y = 05;
где kг – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости
по [6 стр.262 табл. 2] kг = 10;
n – показатель степени n =175;
Kп = 09; Kи = 1; K0v=1;
[pic]= 113 09 1 104= 106.
Частота вращения шпинделя соответствующая найденной скорости
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
Б290-4К и устанавливаем действительное значение частоты вращения:
nд = 120 мин-1 [12 т.1 стр. 39 табл. 3.4].
Определяем действительную скорость главного движения резания
Мощность затрачиваемая на резание
Для данных условий обработки коэффициенты и показатели степени
nPz = 0 [6 стр. 273 табл. 22].
Учитываем поправочные коэффициенты на силу резания
Kpz=KМр · Kγp·Кφр ·Кλр·Кrр
Kγp=10 [6 с. 275 табл. 23]
Кφр=10 [6 с. 275 табл. 23]
Кλр=10 [6 с. 275 табл. 23]
Кrр=09 [6 с. 275 табл. 23].
Kpz=075·10·10·10·093=07
Pz=10·212·681·003075·3320·07=72742 Н.
Проверяем достаточна ли мощность привода станка. У станка 1Б290-4К
Nрез ≤ Nшп; 39 300 т.е. обработка возможна.
Длина рабочего хода (мм) резца:
Длина обрабатываемой поверхности:
L = 95+ 11+ 2 = 108 мм
Расчет и конструирование шлицевой протяжки.
1. Общие сведения [2][5]
Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов
обработки деталей резанием. Высокая производительность процесса
протягивания объясняется тем что одновременно находится в работе несколько
зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок. Исключение
составляет протягивание деталей тел вращения где это условие в большинстве
случаев не соблюдается.
Протяжки позволяют получать поверхности высокой точности (7—8-й квалитет)
и низкой шероховатости (Rа 063—25 мкм). При обработке отверстий
протягивание с успехом заменяет зенкерование и развертывание а также
чистовое растачивание.
При обработке наружных поверхностей по производительности точности и
качеству обработанной поверхности протягивание во многих случаях
значительно эффективнее строгания фрезерования а иногда и шлифования.
При правильной эксплуатации протяжки имеют высокую стойкость и
долговечность. Однако протяжки — это сложный и дорогостоящий многолезвийный
инструмент. Он узко специализирован для обработки одной или группы деталей
с определенным контуром обрабатываемой поверхности поэтому его применяют
главным образом в массовом и крупносерийном производстве. В мелкосерийном
производстве протяжки используют лишь тогда когда другим способом нельзя
получить необходимую точность обработанной поверхности детали например
многошпоночных и многошлицевых отверстий.
При протягивании движения подачи как такового нет так как у протяжки
каждый последующий зуб имеет превышение по высоте и ширине относительно
предыдущего. Это превышение называется подъемом зуба протяжки которое
определяет толщину срезаемого слоя. Ширина срезаемого слоя будет равна
длине режущей кромки по периметру зуба. Протяжки подразделяются на
внутренние и наружные. Внутренние протяжки служат для обработки отверстий
как простых цилиндрических так и сложного профиля (шлицевых эвольвентных
многогранных). Наружные протяжки применяют для обработки плоскостей и
фасонных поверхностей на призматических деталях а также цилиндрических и
фасонных поверхностей на деталях тел вращения.
По конструкции протяжки бывают цельные и сборные. По схемам резания они
различаются на одинарные (обычные) и групповые (протяжки переменного
резания). Протяжки чаще всего делают комбинированными выполняющими
черновую и чистовую окончательную обработку. Однако в некоторых случаях
протяжки изготовляют только с режущими или только с калибрующими или
выглаживающими зубьями. Первые удаляют основной припуск под протягивание.
Вторые имеют несколько чистовых и калибрующих зубьев которые
окончательно обрабатывают отверстие.
Выглаживающие или уплотняющие протяжки пластически уплотняют
поверхностный слой металла при получении низких параметров шероховатости
обработанной поверхности. Обычно их применяют для изготовления только
В работе протяжки испытывают растягивающие усилия. Если инструмент этого
класса работает на сжатие то он называется прошивкой.
Из всех разновидностей чаще всего применяют протяжки для обработки
круглых отверстий. Основные положения проектирования круглых протяжек
справедливы и для других видов протяжных инструментов.
2 Расчет шлицевой протяжки
Протягиваемая заготовка: материал хвостовой части – сталь 40Х
твердость 40-47 HRC предел прочности 268 МПа. Материал режущей части –
быстрорежущая сталь Р6М5 твердость 63-66 HRC.. Отверстие под протягивание
обработано сверлом; наружный диаметр шлицевого отверстия (мм) - D=38 мм;
диаметр отверстия до протягивания D0=322 мм; внутренний диаметр отверстия
d=33Н11 мм; число шлицев z=8; ширина шлица b=10мм; длина протягивания
Припуск на диаметр под протягивание:
А = D-Dо=38-322=58мм.
Подъем на зуб на сторону Sz выбираем по [3стр. 233табл. 70]:
Sz=003-01мм принимаем Sz = 007м.
Профиль размеры зуба и стружечных канавок между зубьями выбираем по
[1стр. 276табл. 106] в зависимости от площади слоя металла снимаемого
одним режущим зубом протяжки. Необходимо чтобы площадь сечения стружечной
канавки между зубьями отвечала условию:
где k = 2-5 — коэффициент заполнения канавки принимаем k = 25 [1стр.
Fc – площадь сечения среза металла снимаемого одним зубом
Fc=lи Sz=50·007=35 мм2
Fk — площадь сечения канавки мм2;
Fk = Fc ·k =35·35=1225 мм3.
Пользуясь[1 стр. 276табл. 106] для ближайшего большего значения Fk =
5мм2 при прямолинейной форме стружечной канавки зуба принимаем: шаг
протяжки t=10 мм; глубина канавки h = 36 мм; длина задней поверхности b =4
мм; радиус закругления канавки r = 2 мм.
Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев выбираем
по источникам [5стр. 76]:[p α=30.
γ=18º; α=3º - для черновых и переходных зубьев
γ=20º - для чистовых и калибрующих зубьев
α=2º - чистовые зубья
α=1º - калибрующие зубья.
Предельное отклонение передних углов всех зубьев +20 задних углов
режущих зубьев +300 задних углов калибрующих зубьев +150. Для ширины шлица
протяжки b=66 мм принимаем одну стружкоразделительную канавку.
Максимальное число одновременно работающих зубьев:
Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба равен
номинальному диаметру предварительно подготовленного отверстия т.е.:
Диаметр каждого последующего чернового зуба будет увеличиваться на две
толщины срезаемого слоя т.е.
Между режущими и калибрующими зубьями делаем зачищающие зубья с
постоянно убывающим подъемом на зуб. Толщина срезаемого слоя каждым
зачищающим зубом уменьшается от первого к последнему.
Диаметр калибрующих зубьев равен диаметру последнего чернового зуба
Вычисленные размеры зубьев сводим в таблицу. Предельные отклонения
диаметров режущих зубьев не должны превышать 001 мм а калибрующих зубьев
Число режущих зубьев подсчитываем по формуле:
где А — припуск на протягивание;
Число калибрующих зубьев зависит от типа протяжки: для шлицевой
протяжки принимаем Zк=5 [1 стр. 279]
Диаметр мм зубьев протяжки
№ Диа- № Диа- № Диа- № Диа-мет
зуба метр зуба метр зуба метр зуба р
б 329 20 3486 34 3682
Длину протяжки от торца хвостовика до первого зуба принимают в
зависимости от размеров патрона толщины опорной плиты приспособления для
закрепления заготовки зазора между ними длины заготовки и других
где lв - длина входа хвостовика в патрон зависящая от конструкций патрона
lз - зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка равный 5 - 20
lс - толщина стенки опорной плиты протяжного станка (принимаем 1с=60
l0= 115+20+60+ 30+60= 285 мм.
Затем длину 10 проверяем с учетом длины протягиваемой заготовки:
>Lс так как h' = lд = 60 мм то
Lс = 190+ h' = 190+60 = 250 мм.
5≥250 следовательно условие выполняется.
Определяем конструктивные размеры хвостовой части протяжки. По ГОСТ
44-70 принимаем хвостовик типа 2 без предохранения от вращения с
наклонной опорной поверхностью. (табл. 101): Определяем конструктивные
размеры хвостовой части протяжки:
dxв=d0-(05-1) =322-1=282 мм
lхв=(2-5) dxв=4·282=1248мм
d=(07-08) dxв=075·282=234 мм
По этим данным принимаем хвостовик круглый типа 3 исполнение 1 [4 стр.
4 табл. 124]: dxв=28 мм d=22 мм l=16 мм l1=32 мм l2=20 мм.
Определяем общую длину протяжки:
L0= l0+ lр+ lзач+ lк+ lзн
р - длина режущих части
р = tzр = 10·43=430 мм;
зач - длина зачищающих зубьев;
к - длина калибрующих зубьев;
зн - длина задней направляющей
з=(05-075) 1д=06·30=18мм.
L0 = 285+430+10+50+18 = 793 мм.
Проверка по условию: L0 Lстанка.
Т.к. Lстанка= 1250 мм условие выполняется
Сила резания при протягивании рассчитывается по формуле:
где ΣВ - периметр резания (наибольшая суммарная длина лезвий всех
одновременно режущих зубьев):
B – периметр резания:
В = d0-nbmin=314·322-4·6=77108 мм.
Р – сила резания приходящаяся на 1 мм длины лезвия зуба протяжки:
Р = 259 Нмм [6 стр. 300 табл. 54].
Pz = 259·38554 = 8801027Н
Проверяем конструкцию протяжки на прочность. Рассчитаем конструкцию
на разрыв во впадине первого зуба:
- напряжение в опасном сечении;
F - площадь опасного сечения во впадине первого зуба
Напряжение в опасном сечении не должно превышать допустимого напряжения
29≤350 МПа условие выполнено.
Аналогичный расчет проведем для сечения хвостовика d = 35 мм:
не должно превышать хв:
97>4329 условие выполняется.
Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие
технические требования выбираем по ГОСТ 9126 - 76.
Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034 - 74 форма В.
3. Расчет режима резания при протягивании
Назначаем режим резания при заданной конструкции протяжки.
Подача является элементом конструкции протяжки то есть:
Устанавливаем группу обрабатываемости протягиваемого материала – I
группа обрабатываемости.
[13 стр. 12 табл. 2.1].
Устанавливаем группу качества протягиваемой поверхности – II группа
[13 стр. 192 карта 2]
Проверяем достаточна ли тяговая сила станка. Протягивание возможно при
Рz Q где Q — тяговая сила станка. У станка 7534 Q = 100 000 Н.
Следовательно протягивание возможно (65000 100 000).
Назначаем скорость главного движения резания. По [6 стр. 299 табл.
] выбираем группу скорости резания 3 группу. Выбираем скорость резания
[6 стр. 299 табл. 52]:
Определим мощность при протягивании:
Мощность электродвигателя станка 7534 Nдв=185 =85%. Мощность
Nшп= Nдв·= 185·085=15725 кВт
Условие Nрез Nшп выполняется
где q — число одновременно обрабатываемых заготовок: q=1;
К1i - коэффициент учитывающий обратный ускоренный ход:
Lpx - длина рабочего хода протяжки:
lраб= lкал+lреж= 40+133=198мм.
lдоп=30-50 мм – перебег принимаем lдоп=40 мм.
Lpx=198+30+40=268 мм.
Тмн=Тм·Ктв·Ктр·Ктм·Кто·Ктд·Ктз
Тм=290 мм – средняя наработка протяжки между отказами [13 стр. 118
Ктв=10 – поправочный коэффициент на наработку в зависимости от вида и
группы качества протягиваемых поверхностей [13 стр. 118
Ктр=10- поправочный коэффициент на наработку в зависимости от схемы
[13 стр. 118 табл. 2.15];
Ктм=15- поправочный коэффициент на наработку в зависимости от
Кто=1 - поправочный коэффициент на наработку в зависимости от смазочно-
охлаждающей жидкости
Ктд=1 - поправочный коэффициент на наработку в зависимости от доводки
Ктз=09 - поправочный коэффициент на наработку в зависимости от вида
заготовки и подготовки поверхности под протягивание [13 стр.
Тмн=290·10·10·15·10·10·09=3915мин.
Расчет и конструирование червячной фрезы
Фрезерование является одним из высокопроизводительных и
распространенных методов обработки металлов резанием. Оно осуществляется
при помощи инструмента называемого фрезой. Фреза – многозубый инструмент
представляющий собой тело вращения на образующей поверхности которого или
на торце имеются режущие зубья.
Главное движение при фрезеровании – вращательное (его имеет фреза);
движение подачи (обычно прямолинейное) может иметь как заготовка так и
Фрезерованием обрабатывают внешние плоскости пазы и фасонные
поверхности причем в последнем случае необходимо иметь фрезу
соответствующей формы. Существуют также фрезы для обработки тел вращения
для развертки металлов (пилы) для изготовления резьбы (резьбовые фрезы)
для изготовления зубчатых колес (зуборезные фрезы).
Фрезы делаются цельными составными сборными с режущей частью из
быстрорежущих сталей или с пластинками твердых сплавов.
Ввиду больших преимуществ фрез оснащенных пластинами твердых сплавов
(высокая производительность; высокое качество обработанной поверхности
исключающее иногда применение шлифования; возможность обработки закаленных
сталей; снижение себестоимости обработки и т.д.) они успешно применяются в
металлообрабатывающей промышленности и вытеснили многие фрезы из
инструментальных сталей.
Наряду с особенно широко распространенными торцовыми фрезами с
пластинками твердых сплавов в промышленности применяются твердосплавные
дисковые концевые шпоночные и фасонные фрезы. [3с.269]
Червячная зуборезная фреза может быть представлена в виде совокупности
закрепленных на цилиндрической поверхности гребенок либо в виде червяка
витки которого превращены в режущие зубья прорезанием поперечных канавок
так что на них образуются передние углы γ и затылованием зубьев для
получения задних углов α.
Основой профиля стандартных червячных фрез является конволютный
червяк витки которого в сечении нормальном к направлению витка имеют
прямолинейный профиль исходной зубчатой рейки. Профиль исходной рейки
характеризуется углом профиля αп=200 шагом зубьев Рп=m расчетной высотой
зуба hр и его головки h а также толщиной зуба фрезы по нормали Sn=Pn-sn
где sn – толщина зуба нарезаемого колеса по нормали.
По назначению различают червячные фрезы для нарезания цилиндрических
прямозубых и косозубых колес для обработки червячных колес для обработки
червячных колес шлицевых валов звездочек и т.д. По конструкции червячные
фрезы бывают цельными и сборными могут закрепляться на оправках (насадках)
или с помощью хвостовиков. [4с.292]
2.Расчет червячной фрезы для обработки цилиндрических колес
Параметры обрабатываемого колеса:
модуль нормальный m=3мм;
коэффициент смещения исходного контура х1= +017;
степень точности колеса – 10Х
Параметры сопряженного колеса:
число зубьев z2 = 32;
коэффициент смещения исходного контура х2= +025;
Угол профиля исходного контура зубчатой рейки [p
Угол наклона зубьев сопряженных колес на делительном диаметре [pic]
Характеристика обработки колеса:
материал колеса – 40ХН;
твердость материала НВ = 187;
величина припуска на толщину зуба (на сторону) под последующую обработку
величина осевой подачи при зубофрезеровании S0=06;
количество передвижек фрезы (каждая передвижка на один шаг) N=3;
Технологическое назначение проектируемой фрезы: получистовая под
шевингование или под шлифование;
Конструктивные особенности проектируемой фрезы: сборная; быстрорежущая;
Техническая характеристика зубофрезерного станка
модель станка - 5310
наибольший допустимый диаметр фрезы dα o ma
наибольшая допустимая длина фрезы Lmax=112 мм
Производство деталей – крупносерийное;
производство инструмента – мелкосерийное.
Рис. Эскиз зубчатого колеса.
Рассчитаем параметры зубчатого колеса необходимые для расчета
Толщина зуба по делительной окружности: [pic]
Радиус делительной окружности: [pic]
Радиус окружности выступов: [pic]
Радиус окружности впадин: [pic]
Передаточное число: [pic] [pic].
Ширина венца колеса: [pic]
где [pic]коэффициент ширины венца колеса
Угол профиля фрезы: αп0 =20°.
Шаг фрезы в нормальном сечении: Pп0 = mN = 314·3 = 9424 мм.
Число заходов фрезы: z10 = 1;
Ход зубьев по нормали: Pzп = Pп0 ·z10 = 9424·1 = 9424 мм.
Толщина зуба в нормальном сечении.
Sп0 = Pп0 – (Sд.з. + S) = 9424 – (4712 + 01) = 4612 мм
где S = 01 мм - припуск под последующее шлифование.
Высота головки зуба фрезы.
hа0 = (Ddз - Diз)2 = 375 мм.
hf0 = (Dвз - Ddз)2 + 03m = 39 мм.
h0 = (Dвз - Diз)2 + 03m =765 мм.
Радиусы закруглений головки и ножки зубьев.
ρa0 = 025m = 025 3 = 075 мм; ρf0 = 03m = 03 3 = 09 мм.
Задний угол при вершине зуба: αв = 9 - 150. Примем αв = 12°.
Передний угол: γ = 0°.
Основные размеры фрезы по таблице.[5 табл.1]
Наружный диаметр: da0 = 112 мм;
Посадочный диаметр: d0 = 40 мм;
Общая длина фрезы: L = 112 мм;
Число заходов фрезы: z0 = 14.
Диаметр окружности впадин между зубьями фрезы.
dвп = 175 ·d0 = 175 40= 70 мм.
Число зубьев (стружечных канавок). Принимаем z0 = 14.
Падение затылка: [pic] мм.
Падение дополнительного затылка: К1 = 15К = 15 534 = 801 мм.
Радиус закругления дна стружечной канавки: r0 = 1 мм.
Глубина стружечной канавки:
Угол стружечной канавки: Так как z0 = 14 принимаем = 18°.
Диаметр начального цилиндра фрезы в исходном (расчетном) сечении:
dm0 = da0 - 2 hа0 – 03K = 112 – 2 375 – 03 534 = 951 мм.
Угол подъема витков фрезы на начальном цилиндре в расчетном
sin γm0 =[pic] γm0 = 19°.
Ход витков фрезы считается с точностью до 0001 мм.
Px0 = Pп0cos γm0 = 9424cos 19° = 9429 мм.
Угол наклона стружечных канавок: λm0 = γm0 = 19°.
Шаг стружечных канавок с точностью до 1 мм.
Pz = dm0 ctg λm0 = 314 951 ctg 19° = 101879 мм.
Диаметр выточки в отверстии фрезы: dвыт=105d0 =10540=42 мм.
Диаметр буртиков фрезы:
d1=da0-2Hк–(1÷2)=112–215325–1=8135мм.
Длина буртиков: l = 4÷6 = 5 мм.
Размеры посадочного отверстия и шпоночного паза принимаем по ГОСТ
d = 40H5(+0011); C1 = 435H12(+0250); b = 10C11[p R min= 025.
Технические требования на фрезу типа 2 класса А принимаем по ГОСТ
3 Графический метод построения профиля фрезы.
Вычерчиваем в выбранном масштабе начальную окружность шлицевого
валика начальную прямую фрезы и вспомогательную окружность. Через полюс
зацепления проводим линию бокового профиля шлица (АР) по касательной к
вспомогательной окружности (рис. 2).
Строим линию зацепления:
а) на линии АР наносим примерно на равном расстоянии точки 1 2 3
б) через эти точки проводим нормали к АР до пересечения с начальной
окружностью в точках 1 2 3 4.
в) проводим траектории (окружности) движения точек 1 2 3 4 при
вращении валика и на них делаем засечки из полюса Р длиной равной длинам
нормалей 11 22 33 44 получим точки линии зацепления 1 2 3
Строим кривую профиля:
а) через точки 1 2 3 4 проводим траектории движения точек
профиля фрезы и на них откладываем отрезки равные дугам Р1 Р2 Р3
Р4 получим соответствующие точки профиля фрезы I II III IV.
б) на кривой профиля отмечаем фактический (действующий) участок
Замена кривой профиля дугой окружности.
Для упрощения изготовления фрез шаблонов и контршаблонов теоретическую
кривую построенную графически или рассчитанную аналитически по координатам
Х и У заменяют обычно одной дугой окружности. Окружность определяем с
помощью трех точек. Две точки обычно берут крайние точки профиля О и М.
Положение третьей точки определяем методом подбора из условия минимальной
погрешности получаемого профиля по сравнению с теоретическим. Обычно
оптимальное решение получается для точки лежащей посередине профиля.
Подставляя координаты трех точек в уравнение окружности
и решая их совместно определим координаты центра О1 и радиус R0.
4. Расчет режима резания при фрезеровании
Фрезерование осуществляется на зубофрезерном станке 5310.
Определяем глубину резания
где h0 - высота зуба нарезаемого колеса;
Назначаем подачу на один оборот нарезаемого зубчатого колеса. По
Учитывая поправочные коэффициенты на подачу
KMs = 1; S0 = S0табл КMs = 156 1= 156 ммоб;
Назначаем период стойкости фрезы.
Т = 240 мин [11 приложение 3 с. 161];
Определяем скорость главного движения резания. По [11карта 4 c.
Допустимое число осевых перемещений фрезы за время ее работы между
двумя повторными заточками [11 карта 11 с. 36 37]
Учитываем поправочные коэффициенты на скорость главного движения
резания [11 карта 4 с. 28]
Тогда u = табл Км K = 40 1 09 = 36 ммин.
Частота вращения фрезы соответствующая найденной скорости главного
Корректируем частоту вращения по данным станка и устанавливаем
действительную частоту вращения [11 приложение 1 c. 426]
Действительная скорость главного движения резания
Мощность затрачиваемая на резание [карте 4 c. 28]
Nтабл = 09 кВт; Nрез = Nтабл = 09 кВт
Проверяем достаточна ли мощность привода станка
У станка 5010 Nшп = Nд = 09 75 = 625 кВт
Длина рабочего хода фрезы
Согласно приложению 4 [9 c.167] при предварительном зубофрезеровании
l1=l1' - l1'' = 24 – 55 = 185
L = 30 + 275 = 575 мм;
К - число заходов (K=1);
Расчет и конструирование сверл
Сверла представляют собой режущие инструменты предназначенные для
образования отверстий в сплошном материале. В процессе сверления
осуществляются два движения: вращательное – вокруг оси инструмента и
поступательное – вдоль оси инструмента. Сверла используются также для
рассверливания предварительно просверленных отверстий. В промышленности
распространены различные типы сверл.
Наибольшее распространение получили спиральные сверла. Они используются
при сверлении отверстий диаметром от 025 до 80 мм в различных материалах.
В тех случаях когда требуется повышенная жесткость инструмента например
при сверлении твердых поковок применяются также перовые сверла. Они
являются самыми простыми по конструкции. Их недостатки: плохое направление
в обрабатываемом отверстии и тяжелые условия работы. Для сверления
центровых отверстий применяют специальные центровочные сверла. Центровочные
простые сверла напоминают по конструкции обычные спиральные сверла но
общая длина их рабочей части меньше. Они применяются при обработке
высокопрочных материалов когда сверла центровочные комбинированные часто
При обработке глубоких отверстий применяются сверла для сплошного и
кольцевого сверления. Наиболее простым сверлом для глубокого сверления
является пушечное. Это сверло представляет собой как бы полуцилиндр и имеет
одну главную режущую кромку составляющую с осью сверла прямой угол. Для
направления по отверстию сверло имеет цилиндрическую поверхность. С целью
уменьшения трения при работе сверло имеет небольшую обратную конусность
(диаметр рабочей части сверла уменьшается при перемещении к хвостовику на
3—005 мм на 100 мм длины). Сверло работает в напряженных условиях и
малопроизводительно. Ружейное сверло более совершенно чем пушечное. Такие
сверла применяют для обработки глубоких отверстий с повышенными
требованиями к точности диаметра и прямолинейности оси. С целью повышения
производительности и экономии металла применяют кольцевое сверление при
котором процесс резания происходит по кольцевой поверхности. Однако
конструкция таких сверл сложна и они еще не находят широкого применения.
При обработке конических отверстий небольшой конусности (порядка 1:50)
применяют конические сверла. По конструкции такие сверла подобны обычным
спиральным. В отличие от цилиндрического спирального сверла они имеют
короткий цилиндрический участок за которым следует конусный участок. При
обработке отверстий в чугунных деталях и неточных отверстий в стальных
деталях конические сверла могут полностью заменить конические развертки.
Рассчитать и сконструировать спиральное сверло для обработки
сквозного отверстия глубиной l=100 мм и диаметром d=17 мм. Материал
режущей части сверла Р6М5 твердость HRC 64-67ед. Материал хвостовой части –
Х твердость HRC 23-25 ед.
Определяем диаметр сверла по ГОСТ 885-77 указанный диаметр имеется.
Определяем режим резания:
а) подача S0=034-043 ммоб; [3 стр.433 табл.27]
принимаем: S0=035 ммоб.
б) Определяем скорость главного движения резания:
Коэффициенты принимаем по [3 стр.434
T=70 мин [3 стр.435 табл.28]
Cm=1 [3 стр.424 табл.10]
nv=09 [3 стр.424 табл.10]
Kuv=03 [3 стр.424 табл.10]
Klv=10 [3 стр.424 табл.10]
в) Осевая составляющая силы резания
коэффициенты принимаем по [3 стр.436 табл.31]:
np=15 [3 стр.436 табл.31]
Px=9816817102507149=602618 H
в) Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент)
Kmm=[pic]=[pic] Kmp=149
Mcp=9810034517202508149=4259 Нм
Определяем номер конуса Морзе хвостовика
Определяем средний диаметр конуса хвостовика:
=0096 - коэффициент трения стали для стали
- половина угла конуса. Угол для большинства конусов Морзе равен
Δ=5 - отклонение угла конуса.
dcp=[pic]00134 м =134 мм.
По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус т.е. конус Морзе №2
со следующими основными конструктивными размерами [1 стр.189 табл.62]
D1=180 мм; d2=14 мм; D=17780 мм; d3maх=135 мм;
bh13=63 мм; c=10 мм; ema R=6 мм; R1=16 мм; v=0065.
Определяем длину сверла по ГОСТ 10903-77 [6 стр. 146 табл. 42]:
Общая длина сверла L=218 мм;
Длина рабочей части
d1=D1-1=180-1=170 мм;
Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части
сверла [3 стр.200 табл.43]
Угол наклона винтовой канавки =25
Углы между режущими кромками 2φ=120
Угол наклона поперечной кромки =40-60 принимаем =55;
Размеры подточенной части перемычки:
Шаг винтовой канавки
Толщину dc сердцевины сверла выбираем в зависимости от диаметра
сверла: принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 014D:
dc=014 D=014·17=238 мм
Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 14-18 мм на 100 мм
длины - принимаем это утолщение равным 15мм
Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к
хвостовику) на 100 мм длины рабочей части по направлению к хвостовику 01
Высота затылка по спинке:
В=059·D=059·17=1003 мм
Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки
сверла определяем аналитическим способом.
Больший радиус профиля:
R0=062·1·1·17=992 мм
Меньший радиус профиля:
CK=0015075=0015·25075=017
Ширина профиля фрезы:
В= R0+ RK=992+268=126 мм.
По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.
Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры
Предельные отклонения диаметра сверла:
Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла
Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не
должно превышать 015мм.
Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +05мм
3. Расчет режима резания при сверлении
Обработку производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125
Подача S0=035 ммоб. Проверяем принятую подачу по осевой
составляющей силы резания допускаемой прочностью механизма подачи станка.
Для этого определяем осевую составляющую силы резания: Рх = 602618 Н
Необходимо выполнить условие Р0 ≤ Рmax
Pmax - максимальное значение осевой составляющей силы резания
допускаемой механизмом подачи станка
По паспортным данным станка 2Н125 Рmax = 15000 Н
Т.к. 602618 15000 то назначенная подача S0=035 ммоб вполне
Назначаем период стойкости сверла: Т=70 мин
Скорость главного движения резания допускаемая режущими свойствами
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка:
Действительная скорость (ммин) главного движения резания:
Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:
Мощность затрачиваемая на резание:
Проверим достаточна ли мощность станка. Обработка возможна если
Nшп = Nдв · = 28·08 = 224 кВт
5224 т.е. обработка возможна.
Основное время [pic]
где L – полный путь проходимый сверлом в направлении подачи мм;
lвр – величина врезания:
lвр = 05D = 05·17=85мм
ln – величина перебега (1-3 мм) принимаем ln=2 мм.
Паспортные данные станка 2Н125
Сила резания Рmax = 15000 Н
Скорость д =402 ммин
Мощность Nшп = 224 кВт
В данной курсовой работе мы провели расчеты следующих инструментов:
круглого фасонного резца круглой протяжки червяной фрезы для шлицевых
валиков и спирального сверла.
В процессе выполнения данной курсовой работы мы научились пользоваться
технической справочной литературой рассчитывать режимы резания для режущих
инструментов ознакомились с аналитическим и графическим методами расчета и
В настоящее время доля обработки металлов резанием в машиностроении
составляет около 35% и следовательно оказывает решающее влияние на темпы
развития машиностроения в целом.
Нефедов Н.А. Осипов К.А.. Сборник задач и примеров по резанию
металлов и режущему инструменту - М.: Машиностроение 1990 448 стр.
Справочник конструктора-инструментальщика. Под общей ред.
к.т.н. В.И. Баранчикова - М.: Машиностроение 1994 560 стр.
Справочник технолога машиностроителя 2 т. под ред. А.Н.Малова - М.:
Машиностроение 1972 568 стр.
Ординарцев И.А. и др. Справочник инструментальщика - Л.:
Машиностроение 1987 846 стр.
Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов - М.:
Машиностроение 1984 272 стр.
Косилова А.Г. Р.К. Мещеряков. Справочник технолога
машиностроителя в 2 т. - М.: Машиностроение 1985 694 стр.
Фрайфельд И. А. Расчеты и конструкции специального металлорежущего
инструмента - М.: Машгиз 1957 195 стр.
Сахаров Г.Н. и др. Металлорежущие инструменты - М.:
Машиностроение 1989 328 стр.
Общестроительные нормативы режимов резания для технического
нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. Изд. 2-е. М.:
Машиностроение 1974 200 стр.
Справочник сталей и сплавов. под общ. Ред. В.Г.Сорокина – М.:
Машиностроение 1989 640 стр.
Аршинов В.А. Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент –
М.: Машиностроение 1967 500 стр.
Проектирование металлорежущих станков и станочных систем:
Справочник – учебник. т.1 под. общ. ред. А.С.Проникова – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э.Баумана: Машиностроение 1994 444 стр.
Проектирование режущих инструментов под общ. ред. Н.А.Чемборисова
Станочное оборудование автоматизированного производства. т.2 под
ред. В.В.Бушуева. – М.: Изд-во «Станкин» 1994 656 стр.
Родин П.Р. Проектирование металлорежущих инструментов - К.:
Машиностроение 1986г 268стр.
Расчетно-пояснительная записка: стр.47
Расчет и проектирование фасонного резца – А1
Круглая протяжка – А1
Червячная фреза – А2
Спиральное сверло – А2
Общее количество листов А1: 3
Расчетно-пояснительная
Курсовая работа по проектированию режущего инструмента
Расчетно-пояснительная записка

резец.cdw

1. Твердость резца HRC 62-65.
Материал шаблона и контршаблона - сталь ХГ ГОСТ4543-71
Размеры контролируемых точек профиля резца получить
коррекционным расчетом с отклонением до 001 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров отверстий Н 14
валов h14 остальных размеров
Маркировать: марку материала резца высоту установки резца h
высоту заточки Н товарный знак завода-изготовителя
Курсовая работа по Р