Проектирование фасонного резца и державки

Spetsifikatsia1616.cdw

КР52.15.03.01.21.00 СП
КР52.15.03.01.21.00.01
КР52.15.03.01.21.00.02
Сектор регулировочный
КР52.15.03.01.21.00 СБ
КР52.15.03.01.21.00.03
КР52.15.03.01.21.00.04
КР52.15.03.01.21.00.05

боряГОТОВЫЙ.docx

Калининградский государственный технический университет Кафедра технологии автоматизированного машиностроения
Расчет и проектирование фасонного резца и державки
Курсовая работа по дисциплине «Формообразование и инструмент»
Пояснительная записка
КР.15.03.01.21.00 ПЗ
Нормоконтролер:Курсовую работу
Задание на курсовую работу по дисциплине «Формообразование и инструмент»
Студент Никитин В.П. группа 16-МС
Тема курсовой работы: рассчитать и спроектировать с оформлением конструкторской документации резец фасонный дисковой и державку к нему.
Вариант задания № 21
Содержание пояснительной записки
анализ чертежа детали;
определение углов режущей части резца;
определение габаритных и присоединительных размеров;
коррекционный расчет;
конструкция круглого фасонного резца;
шаблон и контршаблон;
конструкция державки;
расчет конструктивных элементов резца и державки;
Перечень выполняемых чертежей
резец фасонный круглый;
Чертеж детали и его анализ ..4
1. Назначение допусков на размеры детали .4
2. Определение узловых точек профиля детали и их геометрических параметров .5
Назначение углов резания ..6
Определение габаритных и присоединительных размеров резца ..6
Коррекционный расчет профиля резца ..9
1. методика коррекционного расчета 9
2. Коррекционный расчет .10
3. Коррекция углов профиля 11
Конструкция круглого фасонного резца 11
1. Инструментальные материалы. Конструктивные особенности 11
2. Точность размеров и формы. Шероховатость поверхностей 13
Шаблон и контршаблон ..13
Расчет и проектирование державки 15
1 Устройство державки первого типа ..15
2 Методика проектирования .18
Расчет конструктивных элементов резца и державки . 19
1 Составление расчетной схемы. Определение силы резания и крутящего момента на резце .19
2 Расчет зубчиков муфты на смятие 22
3. Расчет опорного болта на изгиб 24
Список использованной литературы .26
В массовом и крупносерийном производстве для обработки фасонных поверхностей наибольшее распространение получили фасонные резцы так как они обеспечивают высокую производительность точность размеров изделий и идентичность формы. Фасонные резцы применяются как для обработки деталей на станках с прямолинейным движением детали или резца так и для обработки тел вращения. При обработке фасонным резцом все элементы профиля образуются одним резцом совершающим прямолинейное перемещение в одном направлении.
Преимущества фасонных резцов:
Обеспечивается идентичность формы деталей и высокая точность размеров. Идентичность формы и точность деталей зависит только от точности изготовления резца и не зависит от квалификации рабочего.
Достигается высокая производительность обработки и большая экономия машинного времени за счет большой длины активной части режущей кромки.
Резцы имеют большой запас на переточку и переточки достаточно просты.
Резцы не требуют больших затрат времени на наладку и настройку станка.
Недостатки фасонных резцов:
Сложное изготовление и высокая стоимость резцов.
Резцы только пригодны для изготовления деталей заданного профиля.
У резцов работающих с радиальной подачей возникают большие радиальные нагрузки которые вызывают вибрации и упругие деформации нежестких заготовок. Для устранения их требуется снижение подачи что приводит к уменьшению производительности.
Кинематические передние и задние углы фасонных резцов в процессе резания меняются по длине режущих кромок в большом диапазоне существенно отличаясь от оптимальных значений.
Фасонныерезцы из быстрорежущей стали или оснащенные твердосплавными пластинами. Точно изготовленные фасонные резцы при правильной установке их на станках обеспечивают высокую производительность точность формы и размеров обрабатываемых деталей по IТ8 - IТ12 и поверхность сRа= 63 25 мкм.
Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках автоматах и полуавтоматах. Точение фасонными резцами производится с малыми подачами и сравнительно низкой скоростью резания. В зависимости от ширины обрабатываемого фасонного профиля поверхности подача принимается равной 001-008 мм - об. Скорости резания при работе быстрорежущими фасонными резцами обычно не превышают 25 ммин.
Основные типы фасонных резцов.
Призматический радиальный фасонный резец(см. рис. 1.) устанавливается в специальных резцедержателях. При этом сразу устанавливают необходимые задний α и передний γ углы. Вершину резца в осевой плоскости в нужном положении устанавливают регулировочным винтом. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуществляется с помощью хвостовика типа ласточкина хвоста.
Радиальный резец образуетвесь профиль детали одновременно что достигается за счет подача Sр которая осуществляется только в радиальном направлении т.е в направлении к оси детали. Так как профиль детали образуется одновременно то на заготовку действуют значительные силы резания которые приводят к деформированию заготовки и возникновению вибраций.
Благодаря такой конструкции и установке данные резцы имеют большое число переточек которые осуществляются по передней поверхности резца. Обработка внутренних фасонных поверхностей данными резцами невозможна из-за их громоздкости.Круглый фасонный резец (см. рис. 2.) представляет собой тело вращения. Имеет большое число переточек которое ограничивается остаточной по условию прочности величиной. Задние углы у данных резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости заготовки в специальных резцедержателях. Базируют резец в резцедержателе по отверстию и торцу а вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают путем поворота резца вокруг оси. Данные резцы применяют для обработки как наружных так и внутренних фасонных поверхностей.
Рисунок 1 – призматический радиальный Рисунок 2 – круглый фасонный резец
Стержневые резцы(см. рис. 3.) подобны обычным токарным резцам их заднюю поверхность шлифуют под углом α=10 12о. Они имеют малый запас на переточку причем при этом происходит уменьшение высоты рабочей части резца и падает их жесткость компенсируемая прокладками. Крепление этих резцов в суппорте станка подобно креплению токарных резцов. Применяются данные резцы в основном для затылования фрез а также для нарезания резьбы.Призматический тангенциальный резец (см. рис. 4.)представляет из себя призматический стержень установленный по отношению к обрабатываемой заготовке вертикально причем при этом сразу устанавливаются и необходимые углы резца. Такие резцы имеют повышенную жесткость имеют большое число переточек. Они позволяют обрабатывать детали малой жесткости требует специальных станков и поэтому на практике применяются очень редко. Их недостатком является переменность передних и задних углов в процессе снятия припуска.
Рисунок 3 – стержневой резец
В данной курсовой работе будут представлен расчёт и проектирование фасонного резца. Приведено назначение и классификация резца исходные данные и расчет координат дополнительных точек. Назначены углы режущей части. Определены габаритные и присоединительные размеры резца. Представлен коррекционный расчет его методика составлена расчетная схема и определены координаты профиля резца. Построен профиль шаблона и контршаблона. Приведен расчет и проектирование державки выбрана конструкция и способ крепления.
Чертеж детали и его анализ
1. Назначение допусков на размеры детали
По заданию необходимо спроектировать круглый фасонный резец для получения требуемой детали изображенной на рисунке 5 из прутка дюралюминия (Д16). Поскольку допуски на размеры не указаны принимается 11-й квалитет точности.
Рисунок 5 – чертеж детали
2. Определение узловых точек профиля детали и их геометрических параметров
Для расчета профиля фасонного резца назначаются характерные узловые точки 1; 2; 3 7 – рис. 6. Точка 1 лежит на минимальном радиусе детали.
Для получения достаточной точности часть дополнительных точек располагают на вогнутом дуговом участке. Принятое количество точек (т.2; 3; 4) на вогнутом дуговом участке включая и краевые точки – 5. Они были назначены исходя из требования равного расстояния между ними :
где – длина дугового участка вдоль оси OX (параллельно оси детали);
– количество промежуточных точек.
Рисунок 6 – узловые точки профиля детали и схема к расчету радиусов промежуточных точек
С помощью теоремы Пифагора вычисляем радиусы каждой из точек профиля детали.
Из исходных данных:
Рассмотрим треугольник MN5 где
Аналогичным образом получаем остальные радиусы профиля на дуговом участке:
Путем элементарных геометрических расчетов получаем координаты точки 7:
Назначение углов резания
Назначение углов резания для фасонных резцов преследует те же цели что и для обычных резцов. Задний угол служит для уменьшения трения задней поверхности лезвия по поверхности резания на заготовке. Передний угол влияет на условия стружкообразования соотношение составляющих сил резания и на прочность лезвия через угол заострения .
Рекомендуемое значение переднего угла заднего угла и угла заострения для дюралюминия (Д16) ; ; согласно источнику [1]. Принимаем ; тогда угол заострения
Рис. 7 – Углы резания
Определение габаритных и присоединительных размеров резца
Габаритные размеры резца включают в себя следующие параметры: длина резца вдоль его оси; максимальный диаметр для наиболее выступающей точки лезвия [1].
Определение глубины профиля детали
где: максимальный и минимальный радиусы узловых точек профиля детали (см. рис. 8).
Рисунок 8 – схема к определению габаритных и присоединительных размеров фасонного резца
где: глубина заточки по передней поверхности лезвия толщина тела резца диаметр посадочного отверстия задний угол [4].
Определение высоты оси резца
Определение диаметра заготовки
где припуск на токарную обработку.
Конкретные параметры резца определяются по рекомендациям
Рисунок 9 – оформление дополнительных Рисунок 10 – параметры резца режущих кромок под обработку фаски и канавки под отрезной резец
Размеры длины дополнительных режущих кромок принимают:
Определение длины профиля детали
где: длина профиля детали; длины участков профиля на детали принимаются по чертежу детали.
Определение длины резца
Размеры и принимают:
b = Lp - b1 = 27.75 мм ;
Диаметры расточки принимают:
Принятое количество зубчиков на рифле .
Коррекционный расчет профиля резца
1. Mетодика коррекционного расчета
Из-за наличия заднего и переднего углов профиль резца в осевом сечении не совпадает с профилем детали. Величина искажения возрастает с увеличением угла . Поэтому следует произвести коррекционный расчет профиля фасонного резца – коррекции подлежат высокоточные размеры профиля [4]. Осевые размеры оставляем такими же как у детали. Цели общей части коррекционного расчета – определение высотных размеров профиля фасонных лезвий измеренных в направлении перпендикулярном базе резца. Ниже в качестве примера представлен коррекционный расчет круглого фасонного резца для обработки элементарного конуса [7].Наиболее выступающая точка 1 профиля резца устанавливается на высоте оси центра детали; ось базового отверстия резца параллельно оси детали [2].
Рисунок 11 – схема к методике коррекционного расчета круглого фасонного резца
Найти: глубина профиля резца
Коррекционный расчет для всех остальных точек профиля резца выполняется по аналогичной методике.
2. Коррекционный расчет
Рисунок 12 – схема с результатами коррекционного расчета и осевыми размерами резца
Результаты коррекционного расчета для всех точек профиля резца представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Данные коррекционного расчета
3. Коррекция углов профиля
Так как глубины профиля на резце искажаются по сравнению с соответствующими глубинами на профиле детали то искажаются и угловые параметры участков профиля на резце
Угол профиля на резце:
Конструкция круглого фасонного резца
1. Инструментальные материалы. Конструктивные особенности
К инструментальным материалам из которых изготавливается режущая часть резцов предъявляются следующие требования: высокая твердость; высокая прочность; хорошие технологические свойства; относительно низкая стоимость [8]. Одновременное выполнение всех требований затруднительно.
Круглые фасонные резцы могут изготавливаться как из быстрорежущих сталей Р6М5 Р6М3 Р6М5К5 Р9К10 Р10К5 и другие с термообработкой до 60-65 HRC так и делаться твердосплавными: ВК10М ВК8 Т15К6 [9].
Резец который конструируется в данной работе будет изготовлен из быстрорежущей стали из предложенных на выбор марок: Р6М5; Р6М3 [11].Химический состав в процентах материала Р6М5 по ГОСТ 19265 – 73 представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Химический состав в процентах материала Р6М3
Вид термическая обработка стали Р6М5 – отжиг.
Твердость после отжига составляет .
В данной работе для режущей части резца был выбран материал Р6М5.
Характерным элементом конструкции насадного круглого фасонного резца является расточка его посадочного отверстия диаметром в его средней части диаметра . – рисунок 13. Это делается для облегчения высокоточного изготовления базового (посадочного) отверстия без снижения точности и надежности базирования резца на опорный болт державки.
Рисунок 14 - посадка резца с внутренней расточкой на шейке опорного болта: а – идеализированная схема; б – реальная схема
2. Точность размеров и формы. Шероховатость поверхностей
Фасонные резцы являются изделиями высокоточными. Особо высокие требования по точности предъявляются к геометрическим параметрам фасонной режущей кромки лезвия. Квалитет точности изготовления тех или иных размеров резца в решающей степени зависит от точности детали которая будет обрабатываться данным резцом [12].
Для изготовления детали 11-го квалитета точности которая не относится к высокоточным изделиям достаточно назначить допуски на высотные и линейные размеры профиля резца из следующих рекомендаций: на диаметральные размеры мм; на продольные размеры параллельные оси отверстия резца мм; на углы
Допуск на диаметр базового отверстия необходимо назначить по 8-му квалитету что обеспечивает высокоточное базирование резца на шейке опорного болта при посадке H8h8.
Высота зубчиков муфты на торце резца должна быть выдержана по 8-9-му квалитету. Гребешки и впадины зубчиков имеют притупления (фаски) величина которых определена по рекомендациям и равна 0.6 мм. При сопряжении зубчиков на торце резца с зубчиками регулировочного сектора или зубчатой шайбы между вершинами и впадины сопряженных гребешков должны быть зазоры 0.1-0.2 мм. При этом боковые поверхности сопрягаемых зубчиков должны соприкасаться плотно без зазора [15].
Что касается допусков на размеры дополнительных режущих кромок требования к ним не столь высоки как для размеров рабочего профиля и могут назначаться по 10-11-му квалитету или даже так же как на свободные размеры по 12-му квалитету.
Все остальные размеры резца выполняются как свободные то есть по 12-му квалитету точности о чем в технических требованиях на чертеже фасонного резца делается соответствующее указание по следующей форме:
«Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +H12 валов h12 остальных ».
Максимальный период стойкости (время до переточки) имеют фасонные резцы у которых шероховатость передней и задней поверхностей составляет за счет доводки их алмазными пастами. При этом радиус скругления заточенной режущей кромки должен составлять 25 30 мкм [8].
Шаблон и контршаблон
Для контроля протачиваемой профильной поверхности на чистовом технологическом переходе используют шаблон который изготавливается заранее
Для контроля степени изношенности шаблона применяют контршаблон. Его профиль идентичен с профилем резца но допуски на высотные и линейные размеры профиля контршаблона принимаются ещё точнее чем допуски на размеры шаблона.
Шаблон (Ш) и контршаблон (КШ) изготавливаются из листового проката толщиной 3мм. Материал шаблона и контршаблона - легированная инструментальная сталь ХГ по ГОСТ 4543-71 с закалкой до твердости 60-65 HRC.
На чертеже обрабатываемой детали выделяют диаметр который является или наиболее точным или наиболее удобным для измерения. На детали на рисунке 16 наиболее точным является диаметр . Выделенный диаметр и соответственно участок профиля 5-6 которому он принадлежит называется базовым.
Рисунок 15 - чертеж шаблона и контршаблона
Допуск на все линейные размеры рабочего профиля шаблона и соответственно контршаблона принимается ±001мм [9].
На профиле шаблона указываются корригированные углы под которыми расположены его наклонные участки относительно базовой линии. на эти углы принимают ±5.
Углы на дополнительных режущих кромках проставляют на чертеже шаблона по их номинальным значениям с допуском ±5. Столь жесткий допуск диктуется не высокой точностью изготовления дополнительных режущих кромок на резце а тем что шаблон и контршаблон должны точно сопрягаться (практически без световой щели) на всех участках профиля включая и дополнительные кромки.
Построение шаблона и контршаблона для контроля фасонного профиля круглого резца сводится к определению радиусов всех узловых точек рассчитанного фасонного профиля относительно выбранного базового участка [9].
Для удобства хранения на шаблоне предусматриваются два отверстия
Расчет и проектирование державки
Державки фасонных резцов различают:
по типу станка на котором они применяются;
по способу их крепления на станке;
по типу фасонных резцов закрепляемых в них;
по способу закрепления резцов в державке;
по способу регулирования резцов относительно детали.
Фасонные резцы устанавливаются на станках различного типа: токарные универсальные токарные автоматы и полуавтоматы строгальные долбежные и др.
В данной курсовой работе используется первый тип державки – державка для круглого резца с зубчиками кулачковой муфты выполненными непосредственно на ступице резца. Регулировка положения резца – наиболее выступающей его точки осуществляется за счет поворота резца на опорном болту – грубая регулировка а так же поворота резца вместе с болтом с помощью регулировочного сектора – тонкая регулировка.
1. Устройство державки первого типа
Конструкция державки представлена на рис.17; на рис.18 - схема установки резца на державке и державки - на станке.
Круглый фасонный резец устанавливается своим посадочным отверстием d0 на опорный болт 1 на резьбовом конце которого выполнена канавка. На этот же болт монтируется регулировочный сектор 2 таким образом что его зубчики входят во впадины между зубчиками на ступице резца. Болт 1 вместе с резцом и регулировочным сектором устанавливается в посадочное отверстие в корпусе державки 3. При этом в паз на болте должна попасть выступающая часть штифта 4 (рис.18 сечение А - А) а опорная площадка регулировочного сектора должна расположиться примерно в горизонтальной плоскости и под торцом регулировочного винта 5. На резьбовой конец болта 1 накручивается гайка 6 без затяга под ключ [14].
Размер С является одним из важнейших регулировочных размеров - это расстояние от опорной поверхности паза станочной резцедержки до оси шпинделя станка. Для получения точных размеров обрабатываемой детали и осуществления нормального процесса резания точность выставки размера С должна составлять ±005мм.
Размер С для станков различного типа или типоразмера может быть различен и зависит от геометрических параметров как станка так и его резцедержки.
Рисунок 16 – Державка для круглых фасонных резцов I типа: 1 – болт опорный; 2 – сектор регулировочный; 3 – корпус; 4 – штифт; 5 – винт регулировочный; 6 – гайка; 7 - контргайка
Установив предварительно размер С путем поворота резца на опорном болту 1 затягивают гайку 6 при этом следя чтобы зубчики на ступице резца плотно вошли во впадины между зубчиками регулировочного сектора 2 - все это соответствует предварительной регулировке.
Для дальнейшего регулирования размера С – точной регулировки собранную державку вместе с фасонным резцом устанавливают в резцедержке станка и зажимают болтами резцедержки. Далее используя штангенциркуль измеряют истинное положение вершины лезвия относительно опорной поверхности паза резцедержки (точка Е рис.17).
Пусть например было выявлено что вершина лезвия находится ниже оси шпинделя станка на величину т.е. имеем фактическое значение . В этом случае вкручивая винт 5 в резьбовом отверстии выступа корпуса 3 оказывают силовое давление на площадку сектора 2 и смещают ее вниз на некоторую величину. В результате сектор со сцепленным с ним через рифли резцом поворачивается по часовой стрелке вокруг оси опорного болта и вершина лезвия точка Е' поднимается на величину обеспечивая необходимое значение установочного параметра С. При этом наиболее выступающая точка резца Е будет находиться строго на уровне станка.
После точной (окончательной) регулировки положение резца на державке гайку 6 затягивают окончательно. При этом опорный болт 1 не проворачивается т.к. его удерживает «носик» стопорного штифта 4 (сам штифт запрессован в неподвижный корпус 3) который входит в паз болта 1 [5].
Рисунок 17 - схема установки круглого фасонного резца на державке I типа. Конструктивные параметры корпуса державки; 1 – болт опорный; 2 – сектор регулировочный; 3 – корпус; 4 – штифт; 5 – винт регулировочный; 6 – гайка; 7 – контргайка
2. Методика проектирования
Габаритные размеры державки а так же размеры ее деталей в решающей степени определяются габаритными размерами резца и размерами резцедержки станка.
Так как максимальный диаметр резца то габариты корпуса державки позволяет закрепить её в резцедержке станка 16К20.
Рисунок 18 - резцедержка токарного станка
Конструирование державки производится в следующем порядке [7]:
Параметры фасонного резца спроектированного согласно индивидуальному заданию:
Выбрать модель станка – токарный станок 16К20;
Выписать параметры станочной резцедержки (см. рис. 19);
Используя известные параметры резца и резцедержки: вычертить в тонких линиях контур резца;
Построение окружности диаметром от центра окружности отложить параметр и провести горизонтальную линию коротая пересекает окружность в точке Е;
От горизонтальной линии отложить вниз параметр С и провести вторую горизонтальную линию которая будет являться нижней плоскостью резца.
Используя параметр провести вертикальную линию которая будет являться боковой поверхностью станочной резцедержки;
Используя известные параметры резцедержки вычерчивают в тонких линиях контур станочной резцедержки;
Используя назначенный параметр - зазор между верхней поверхностью паза резцедержки и верхней плоскостью корпуса державки проводят горизонтальную линию определяющую размер корпуса державки по высоте ;
Используя параметры
Вычерчивание фронтальной проекции: диаметр отверстия сектора равный диаметру отверстия резца наружный диаметр ступицы сектора с зубчиками равен диаметру ступицы резца d2 = 26 мм положение оси регулировочного винта 5 оси крепежного болта резцедержки
Зубчики на ступице сектора строят исходя из их количества (z=34);
Наружный контур сектора на фронтальной проекции строится по вышеуказанным рекомендациям и выдерживая примерно пропорциональные отношения;
В результате этих построений вполне «появляется» основа фронтальной проекции и вида в плане державки (см. рис. 20).
Рисунок 19 - начальный этап построения чертежа державки
Расчет конструктивных элементов резца и державки
1 Составление расчетной схемы. Определение силы резания и крутящего момента на резце
Расчет лезвия резца на прочность в данной курсовой работе не предполагается поскольку его прочность уже обеспечена правильным назначением угла заострения .
Что касается других нагруженных элементов – болта опорного боковых поверхностей зубчиков муфты штифта который связывает шайбу зубчатую с резцом – то для них необходимо выполнить соответствующий прочностной расчет.
Расчет проводится при помощи расчетной схемы (см. рис. 21). Деталь совершает главное движение Dr а резцу сообщается движение радиальной подачи Ds. В процессе стружкообразования возникает суммарная сила резания R которая может быть разложена на две составляющие: окружную силу Pz и радиальную силу Py. Принципиально схема разложения R на Pz и Py в данном случае идентична силовой схеме при обычном точении канавочным или отрезным резцом но естественно с учетом возросшей на порядок длины лезвия ее сложнопрофильного характера [8].
Рисунок 20 - схема к прочностному расчету конструктивных элементов фасонного резца и державки
Окружная сила Pz является главной основной (по численной величине) и направлена по касательной к поверхности резания на обрабатываемой детали.
Радиальная сила Py направлена перпендикулярно оси детали и лежит в ее горизонтальной осевой плоскости.
Для дальнейших расчетов необходимо рассчитать либо назначить по рекомендации численные значения Pz и Py.
Если полностью уподобить обработку фасонным резцом точению обычным канавочным резцом то можно воспользоваться формулами из [14].
где: коэффициент принимается по таблице 22 из [14] для случая фасонного точения; глубина резания; радиальная подача ммоб; скорость резания; поправочный коэффициент; x y n – показатели степеней.
Значения x y n принимают так же по таблице 22 из [14] для случая фасонного точения конструкционной стали с =750 Мпа (75). При этом показатель степени n=0 и тогда сомножитель =1 т.е. скорость резания можно не назначать.
Выбранные значения коэффициентов:
где: – коэффициент =045 075.
Чем выше значение радиальной подачи S ммоб тем выше значение коэффициента . Для малых значений подачи S=0028 0051 ммоб величину коэффициента можно принимать: =05 06 [14].
Принимаем: . Значит:
Каждая из составляющих сил и создает свой крутящий момент и . Моменты направлены в одну сторону и суммируясь стараются повернуть резец вокруг его оси против часовой стрелки (см. рис. 21)
– суммарный крутящий момент действующий на резец со стороны составляющих силы резания и ; - крутящий момент от силы ; - крутящий момент оси силы ; – плечо для силы ; – плечо для силы
Величина плеча равна:
где: – средний диаметр резца.
где: диаметры на которых расположены узловые точки профиля режущей кромки резца; i – количество узловых точек.Значение известно из предыдущих построений:
2. Расчет зубчиков муфты на смятие
Нагруженным элементом является рифление диаметром который испытывает напряжение смятия под действием силы смятия
Условие работоспособности муфты по напряжению на смятие:
где: – сила смятия действующая на боковую поверхность зубчиков; – суммарная площадь смятия всех зубчиков муфты.
где: – наружный диаметр зубчиков (диаметр ступицы на резце); – внутренний диаметр зубчиков (диаметр базового отверстия резца).
Суммарная площадь смятия определяется суммой боковых поверхностей зубьев муфты в предположении что все зубчики равномерно участвуют в передаче нагрузки:
где: – число зубчиков; =34; – площадь проекции боковой поверхности зубчика на осевую плоскость в которой лежит его ось (сечение А – А на рис.22).
Для расчета определим геометрические параметры зубчиков муфты.Наружный диаметр зубчатой шайбы принимаем равный диаметру ступицы для круглых резцов : .
Рисунок 21 - схема к расчету зубчиков кулачковой муфты на смятие и изгиб: а – схема силового нагружения отдельного зубчика; б – площадь поверхности смятия; в – площадь опасного сечения при расчете зубчика на изгиб.
Шаг зубчиков по наружному диаметру шайбы равен:
Высота зубчиков при угле профиля равна:
Расчетная высота зубчиков меньше геометрической высоты за счет фасок .
Для постоянства площадки при вершине зубчиков по длине дно впадины между зубчиками располагают к торцу шайбы под углом :
Длина зубчиков равна:
Площадь смятия отдельного зубчика
Суммарная площадь смятия
Для зубчатой шайбы из стали 45 или 40Х термообработанной до 40 45 HRC можно принимать [] = .
Условие для прочности рифления на смятие выполняется.Так же необходимо провести проверку стандартного значения высоты ступицы выбранного ранее исходя из максимального диаметра резца .
Из треугольника OKM (см. рис. 22) имеем:
Условие для стандартного значения выполняется.
3. Расчет опорного болта на изгиб
Уравнение прочности на изгиб:
где: эквивалентный момент; момент сопротивления опасного сечения при его расчете на изгиб; допускаемое напряжение материала болта на изгиб.
Находим эквивалентный момент:
где: суммарная изгибающая сила; плечо равнодействующей силы; где длина резца определенная раннее.
где: окружная составляющая силы резания; средний наружный диаметр резца.
Эквивалентный момент равен:
Момент сопротивления при расчете балок круглого сечения равно:
где: диаметр опорного болта в опасном сечении.
Условие для опорного болта из стали марки 40Х (термообработка - улучшение 28 32 HRC) для которого выполняется.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т.-Т.1. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1978. - 728 c.
Тарабасов Н.Д. Учаев П.Н. Проектирование деталей и узлов машиностроительных конструкций: Справочник. –М.: Машиностроение 1983. - 239 с.
Дармачев C.К. Фасонные резцы. – М.: Машиностроение 1968. - 168 c.
Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование: Учеб. пособие. Под ред. Е.Э. Фельдштейна – Мн.: Дизайн ПРО 1997. - 384 с.
Справочник конструктора – инструментальщика: под общ. ред. В.И. Баранчикова. – М.: Машиностроение 1994. - 560 c.
Грановский Г.И. Панченко К.П. Фасонные резцы. –М.: Машиностроение 1975. - 309 c.
Проектирование механических передач: Учебно – справочное пособие С.А. Чернавский Г.А. Снесараев Б.С. Козинцов и др. – 5-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1984. - 560 c.
Режущий инструмент: Альбом Под ред. В.А. Гречишникова. – ч.1 – М.: Издательство “Станкин” 1996. - 348 c.
Якушев А.И. Взаимозаменяемость стандартизация и технические измерения: Учебник А.И. Якушев Л.Н. Воронцов Н.М. Федоров. – 6-е изд. перераб. и доп. М.:Машиностроение 1986.-352с.
Справочник технолога – машиностроителя: в 2-х т.-т.2 под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерекова. – 4-е изд.перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1986-496с.

боря16.cdw

Материал резца - Р6М5
Термообработка резца до 60 65 HRC.
Материал шаблона и контршаблона - сталь ХГ.
Термообработка шаблона и контршаблона до 62 65 HRC
Шероховатость рабочей поверхности шаблона и
Острые кромки шаблона и контршаблона притупить.
Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +Н12
Точность размеров контурных точек профиля резца
с помощью коррекционного расчета
- болт опорный; 2 - сектор регулировочный; 3 - корпус;
- штифт; 5 - винт регулировочный; 6 - гайка; 7 - контргайка.
КР.15.03.01.21.00 СБ
Расчетно-конструкторская
документация на фасонный
Коррекционный расчет
Резец фасонный круглый
Шаблон и контршаблон