Режущий инструмент (резец, фреза, протяжка)

резец.doc

Исходные данные: Рисунок 39 вариант 8.
Рисунок 1.1-Эскиз изготовляемой детали.
Марка материала прутка – медь М2 в =250 Мпа;
Тип резца – призматический значение переднего угла 200.
1 Рассчитываем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам:
где d1 d2 d3 d4 – диаметры обработанных поверхностей на детали.
2 Выберем габаритные и конструктивные размеры резца по таблице 2 [1] величины переднего γ и заднего α углов резца по таблице 3 [1].
Таблица 1.1 Габаритные и конструктивные размеры.
Высота профиля tmaxмм
Таблица 1.2 Величины переднего и заднего углов.
Величина переднего угла задана по условию 200.
Величину заднего угла принимаем 140.Служит для уменьшения трения между задней поверхностью резца и деталью. С увеличением заднего угла шероховатость обработанной поверхности уменьшается но при большом заднем угле резец может сломаться. Следовательно чем мягче металл тем больше должен быть угол. Выбор угла обусловлен тем что материал является конструкционной сталью повышенной обрабатываемости которая применяется для деталей сложной формы с повышенными требованиями к качеству поверхности.
4 Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца измеренные вдоль передней поверхности.
х2=(r2·cos(γ-γ2)-r1)cosγ
х3=(r3·cos(γ-γ3)-r1)cosγ
где r1 r2 r3 – радиусы узловых точек на профиле детали;
γ- величина переднего угла в базовой точке 1;
γ2 γ3 – величины передних углов для расчетных точек на профиле режущей кромки резца.
х2 =(10·cos(20-14863381)- 75)cos 20=2617707 мм;
х3 =(125·cos(20- 11841914)- 75)cos 20=5186274 мм.
х3 =(15·cos(20- 9846552)- 75)cos 20=7731344 мм.
5 Рассчитаем высотные размеры профиля резца необходимые для его изготовления и контроля.
Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаем в радиальном сечении.
T2= 2617707×cos (20+14)=2170177 мм;
T3= 5186274×cos (20+14)=4299616 мм;
T4= 7731344×cos (20+14)=6409574 мм;
6 Проверим результаты аналитического расчета величин Т2 Т3 Т4 графическим построением профиля резца.
)Вычертим деталь в двух проекциях на координатных плоскостях V и H. Плоскость V-вертикальная проходит перпендикулярно оси детали плоскость H-горизонтальная совпадает с направлением подачи резца.
)Обозначим на проекциях детали узловые точки профиля цифрами 1234.
)Вычертим на плоскости V контуры проекций передней и задней поверхностей резца. Проекция передней поверхности призматического резца - прямая линия 1`Р проведенная из точки 1` под углом γ к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности призматического резца – прямые параллельные линии проведенные под углом a к вертикальной осевой линии детали через точки пересечения линии 1`Р с контурными окружностями профиля детали. Вычертим на координатной плоскости H профиль резца в нормальном сечении для чего:
а) выберем произвольно центр О1 пересечения следов плоскостей N и H;
б) из центра О1 проведем прямую NN радиально направленную;
в) перенесем с помощью циркуля высотные размеры профиля резца из плоскости V на плоскость H.
) Замерим на чертеже высотные размеры каждой узловой точки профиля резца Т2 Т3 Т4 и разделим полученные величины на принятый масштаб графического профилирования резца результаты занесем в таблицу и сопоставим с результатами аналитического расчета.
Высотные размеры профиля измеренные от базовой точки 1 мм
7 Определяем размеры дополнительных режущих кромок.
Дополнительные режущие кромки подготавливают отрезку детали от прутка. Высота кромок не должна быть больше высоты рабочего профиля резца ширина равна ширине режущей кромки отрезного резца.
размеры: b1≥2 мм с1=15 2 мм с2=1 2 мм f=2 5 мм.
Принимаем b=5 мм b1=3 мм с1=2 мм с2=2 мм f=3 мм.
Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3.
8 Разработаем чертеж шаблона и контршаблона для проверки профиля резца на просвет.
Профиль шаблона представляет собой негативный профиль резца. Высотные размеры профиля шаблона равны соответствующим высотным размерам профиля резца. Осевые размеры между узловыми точками профиля шаблона равны соответствующим осевым размерам профиля детали. Для построения профиля шаблона необходимо через узловую базовую точку 1 провести координатную горизонтальную линию от которой в направлениях перпендикулярных к ней отложить высотные размеры профиля резца. Допуск на изготовление высотных размеров профиля шаблона ±0.01 линейных- ±002 003.
где Lр- ширина резца; Lр=47 мм;
Размер m равен высотному размеру дополнительных режущих кромок резца.
Рисунок 1.5-Шаблон и контршаблон
9 Конструкция державки
Рисунок 1.4–Державка с резцом в сборе
Державка представляет собой изготовленный из стали марки 45 или 50 корпус 2 с соотношением размеров сечения Н:В=16 (50х32) применяемым для чистовой и получистовой обработки. Корпус имеет выборку в виде половины ласточкиного хвоста куда вставляется резец 1. Фиксация происходит под действием прихвата 3 который прижимается к корпусу с помощью двух винтов 6. Регулирование резца по высоте происходит за счёт винта 5 установленного в поддерживающей пластине 4 которая закреплена в нижней части корпуса двумя винтами 7. Державка закрепляется в резцедержателе токарного станка.
Технические требования к державке:
Маркировать: обозначение и товарный знак предприятия.
Материалсталь 45 ГОСТ 1050-88
Покрытие хим.окс.прм.
Твёрдость корпуса прижима и основания HRC: 365 415
Шероховатость поверхности опорной плоскости основаниясопрягаемой с суппортом Rа 125мкм

резец.cdw

Материал режущей части резца сталь Р6М5 ГОСТ 19265-85
Материал корпуса сталь 40Х ГОСТ 4543-71
товарный знак завода-изготовителя
Размеры профиля резца изготовить по шаблону;
Неуказанные предельные отклонения
Маркировать: обозначение и товарный знак предприятия
Материал сталь 45 ГОСТ 1050-88
Покрытие хим.окс.прм.
прижима и основания HRC 36
Шероховатость поверхности опорной плоскости основания
сопрягаемой с суппортом Ra 1
Шаблон и контршаблон
Материал шаблона и контршаблона - сталь 20 ГОСТ 1051-73;
Цементировать на глубину 0
Маркировать:"Ш"; "КШ:
№резца; №шаблона; товарный знак
Высотные размеры профиля
измерянные от базовой точки 1
Аналитический расчет
Графическое построение
Графическое построение профиля призматического резца (5:1)
Шаблон и контршаблон (2:1)
Державка с резцом в сборе (1:1)
Резец призматический

Фреза.doc

Проектирование и расчёт червячной фрезы с прямобочным
Вариант 13 исполнение вала С инструмент промежуточный
zdD = 109298 где z - число шлицев d – внутренний D – наружный диаметры (мм) шириной b=14 мм.
Обозначение вала b - 1092H7f798H12a1114D9h8 ГОСТ 1139-80.
Рисунок 3.1 Профиль торцового сечения шлицевого вала
Расчет размеров вала
где - максимальная величина наружного диаметра;
- минимальная (номинальная) величина фаски.
Внутренний диаметр с учётом припуска под шлифование вала.
где - номинальный внутренний диаметр;
р - припуск на последующую обработку по таблице 2 [3].
Ширина шлица с учётом припуска под шлифование
где - номинальная ширина шлица.
Диаметр начальной окружности
Конструктивные элементы фрезы.
Определим профиль боковой стороны зубьев фрезы аналитическим методом.
Профиль боковой стороны зуба фрезы представляет собой кривую огибающую ряд последовательных положений профиля шлицевого вала при качении начальной окружности вала по начальной прямой фрезы. На практике теоретическую кривую заменяют одной или двумя дугами окружности. Одной дугой заменяют при высоте профиля шлицевого вала
Определим высоту профиля шлицевого вала
Поэтому заменяем теоретическую кривую одной дугой окружности радиуса R0 c координатами (x0 y0) по формулам:
где - соответственно координаты точек т. 1 и т. 2 по середине
профиля и у вершины зуба.
Ординаты т. 1 и т. 2 принимаем
Абсциссы т. 1 и т. 2
где - радиус начальной окружности вала;
- углы обката в т. 1 и т. 2 соответственно рад;
- угол шлица в точке на рад.
Чтобы проверить точность замены кривой бокового профиля зуба фрезы дугой окружности определяем величину отклонений дуги от теоретической кривой в двух точках а и b расположенных между точками 0; 1; 2.
Максимальная погрешность замены в точках a и b :
где Fa и Fb – радиусы в точках a и b.
где - координаты точек a и b.
Углы обката т. a и b в радианах
Погрешность считается допустимой если:
где Tb – допуск на ширину шлица.
Т.к. 0018 (мм) погрешность замены допустимая.
Толщина зуба фрезы по начальной прямой
где n =10 – число шлицев.
Шаг зуба в нормальном сечении:
Смещение уступа от начальной прямой
С = 2×f = 2×05 = 1 мм
Размеры канавки для выхода шлифовального круга при затыловании канавки
Высота шлифованной части зуба фрезы:
Общая высота профиля зуба фрезы
Передний угол g = 5°. Т.к. инструмент черновой.
Задний угол ab = 10°
На боковых сторонах
- значение бокового угла ad в пределах допустимого.
Расчет конструктивных и габаритных размеров фрезы
Фреза однозаходная направление витков правое.
Угол подъема витка t = 6°
Направление передней поверхности зуба левое.
Ориентировочный наружный диаметр
Принимаем DОН =100 мм.
Величина затылования
Округляем до К=6 мм
Размеры канавки для выхода стружки
Длина шлифованной части задней поверхности зубьев фрезы
Шаг витков фрезы в осевом сечении
Длина наружной части фрезы
где - длина буртика
Диаметр цилиндрической части буртика
Средний расчетный диаметр
Угол наклона стружечной канавки w = t = 6°
Шаг стружечной канавки
Диаметр посадочного отверстия
Принимаем стандартное = 50 мм.
Рисунок 3.4 Фреза червячная шлицевая

протяжка.cdw

Предельные отклонения
Материал заготовки:
Сталь18ХГТ ГОСТ 4543-71
Материал рабочей части протяжки - сталь Р6М5
Материал хвостовика - сталь 40 ГОСТ 4543-71
Размеры центровых отверстий по ГОСТ 14034-74
Радиальное биение зубьев относительно оси протяжки не
должно превышать допусков на диаметр зуба.
Правила приемки по ГОСТ 23726-79.
Маркировать: обозначение протяжки
предприятия-изготовителя
Стружкоделительные канавки в шахмотном порядке на
с N1 по N10 включительно - 18 канавок
с N11 по N24 включительно - 14 канавок
Неуказанные предельные отклонений размеров валов h14
Курсовой проект по РИ
Длина заготовки 75мм
Профиль получаемого отверстия
Профиль режущего и колибрующего зуба (5:1)
Схема резания при протягивании (4:1)
Расположение стружкоделительных канавок (2:1)

фреза.cdw

Аналитический расчёт
Графическое построение
Профиль зубьев в нормальном сечении
Материал фрезы сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73
Маркировать: товарный знак завода - изготовителя
Неполные витки притупить;
Шпоночный паз по ГОСТ 9472-90
ширина b с полем допуска В12
Отклонение диаметра посадочного отверстия Н6
Радиальное биение буртиков
Торцевое биение буртиков
Радиальное биение по вершине зубьев
Отклонение от прямолинейности передней поверхности на рабочей
Разность соседних окружных шагов
Накопленная погрешность окружного шага стружечных
Направление стружечных канавок
Общие допуски по ГОСТ 30893.1: H14
Сечение шлицевого вала
Направление витков фрезы
Направление стружечной канавки
Шаг стружечной канавки
Графическое построение профиля режущей части зуба фрезы (5:1)

Протяжка.doc

Проектирование и расчёт фасонной протяжки
Исходные данные: рисунок 13 вариант 8.
Размеры обрабатываемого отверстия:
d =55 мм D =715 мм D =005 мм lд =75 мм B =8 мм d =007 мм
Материал заготовки: Сталь 18ХГТ HB 217.
Рисунок 2.1 Профиль обрабатываемого отверстия
Расчет конструктивных элементов протяжки.
где - минимальный диаметр отверстия под протягивание мм.
Принимаем стандартное значение по табл. 1 [2]
По ГОСТ 4044-70 принимаем основные размеры хвостовика и шейки
D1` =38 мм D2 =495 мм R2 =25 мм C=15 мм a =30°
Рисунок 2.2 Размеры хвостовика протяжки.
Диаметр и длина передней направляющей части
. Предельное отклонение по e8.
где - длина протягиваемого отверстия мм;
- диаметр отверстия получаемого после протягивания мм.
Форма и размеры зубьев режущей части
Главные режущие кромки зубьев имеют форму дуг концентрических окружностей диаметр которых Di постоянно увеличивается от первого зуба к последнему. Вспомогательные режущие кромки двух зубьев имеют прямолинейную форму в зависимости от профиля обрабатываемой детали.
Величины углов в нормальном сечении по главной режущей кромке для Сталь 18ХГТ (НВ=217).
Предельные отклонения углов по ГОСТ 16492-70
Для уменьшения трения на вспомогательных режущих кромках делают угол равный 1 o располагающий позади ленточки шириной 08 1 мм.
Для обработки заготовки принимаем зубья с криволинейной спинкой.
Ориентировочные размеры режущих зубьев и расположенных между ними стружечных канавок могут быть определены следующим соотношением:
Рисунок 3.3 - Размеры стружечных канавок на режущей части протяжки
Диаметр первого зуба протяжки
где - диаметр передней направляющей части мм.
Диаметр последнего зуба режущей части протяжки
где - диаметр калибрующих зубьев протяжки мм.
где - диаметр отверстия получаемого после протягивания мм;
- предельное отклонение диаметра D по чертежу мм;
- величина разбивания отверстия.
Диаметры промежуточных зубьев режущей части протяжки между первым и последним получают последовательным прибавлением к диаметру первого зуба удвоенного значения толщины срезаемого слоя одним зубом 2а.
Диаметр 3-го зуба и т. д.
Предельные отклонения диаметра последнего режущего и калибрующих зубьев по ГОСТ 16492-70 равно –002 мм.
Определение толщины срезаемого слоя
Фасонные протяжки срезают припуск на заготовке как правило по генераторной схеме резания. Толщина срезаемого слоя равна разности высот и полуразности диаметров каждой пары сменных режущих зубьев. Ширина срезаемого слоя равна длине главной режущей кромке зуба протяжки. Режущая кромка первого зуба окружность следовательно:
Режущие кромки последующих зубьев - дуги концентрических окружностей поэтому ширина срезаемого слоя одним зубом равна сумме длин дуговых участков главной режущей кромки данного зуба т.е.:
где b – длина одного дугового участка на режущей кромке данного зуба;
n – число дуговых участков на режущей кромке зуба.
Длина дуговых участков режущей кромки изменяется при увеличении диаметра от d до D т.е. от первого зуба к последнему на режущей части протяжки. Сила резания при протягивании зависит от площади срезаемого слоя Р=f(a×b) поэтому для сохранения постоянной силы P за весь период протягивания отверстия пропорционально уменьшению b увеличивают толщину срезаемого слоя а т. е. стремятся получить постоянной величину площади срезаемого слоя и наоборот.
Определяем толщину срезаемого слоя
Определим общий припуск на протягивание
Разделяем произвольно величину А на 4 ступени и устанавливаем диаметры ступеней.
Припуск первой ступени от d1 до d2 срезают зубья первой секции режущей части протяжки припуск второй ступени от d2 до d3 срезают зубья
секции номер два припуск третей ступени от d3 до D срезают зубья секции три.
Принимаем постоянной величину а в пределах каждой ступени но разной на отдельных ступенях: наименьшая на первой наибольшая на последней ступени.
Определяем толщину срезаемого слоя на первой ступени из условия прочности протяжки по впадине первого зуба.
где - площадь сечения во впадине первого зуба протяжки ;
- допускаемое напряжение деформации растяжения в материале режущей части протяжки МПа. Для стали Р6М5 твёрдость HRCэ 63 66;
- длина режущей кромки первого зуба протяжки мм;
- число зубьев протяжки участвующих одновременно в резании;
t - шаг зубьев на режущей части протяжки;
- коэффициенты принимаемые по табл. 45 [2].
- обработка с эмульсией.
Определяем толщину срезаемого слоя на второй и последующих ступенях из условия
где - суммарная ширина срезаемого слоя первым зубом каждой ступени.
где - длина дугового участка режущей кромки первого зуба каждой
ступени (секции) измеряемая на диаметре данной ступени;
- число дуговых участков.
Рисунок 2.3 Схема измерения углов
Определим значения углов α и
Аналогично рассчитываем значения b3 и a3
Найдём значение диаметров зубьев на каждом участке воспользовавшись
Проверяем возможность размещения стружки в канавке между зубьями при срезании протяжкой максимальной толщины срезаемого слоя.
где - коэффициент заполнения стружечной канавки по табл. 6 [2]
- условие не выполняется следовательно принимаем профиль с удлинённым шагом зубьев.
Принимаем удлинённую форму стружечной канавки и определяем её размеры с учётом размещения в ней стружки на один рабочий ход зуба. Расчёт ведём в сечении перпендикулярном к режущей кромке.
где: – активная площадь удлинённой стружечной канавки
– площадь срезаемого слоя
принимаем ty=19 мм.
Приняв удлиненную форму стружечной канавки пересчитываем число зубьев протяжки участвующих одновременно в резании :
Рисунок 2.4.-Форма и размеры удлиненной стружечной канавки.
Проверка прочности протяжки на разрыв по шейке хвостовика
где Р - сила резания при протягивании Н
где - диаметр шейки хвостовика мм;
- допускаемое напряжение при деформации растяжения в материале
хвостовика МПа. Для стали 40 ГОСТ4543-71
Так как условие не выполняется то в качестве материала хвостовика принимаем сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 HRCэ 63 66.
- условие выполняется
Проверка протяжки по тяговой силе протяжного станка
где Q - номинальная тяговая сила протяжного станка. Выбираем по табл 7 [2]
Выбираем модель станка 7Б58 с максимальной длиной рабочего хода
каретки 2000 мм и номинальной тяговой силой Q=800 кH.
2650 09×800000=720000 H
Стружкоделительные канавки на режущих зубьях протяжки.
Канавки делают на зубьях имеющих длину режущей кромки 5 10 мм
и размещают их в шахматном порядке.
Количество канавок на первой ступени:
Количество канавок на второй ступени:
Количество канавок на третьей ступени:
Калибрующая часть протяжки.
Состоит из пяти зубьев одинакового диаметра равного диаметру последнего режущего зуба. Стружечные канавки имеют такую же форму и размеры как и на режущей части протяжки. Шаг калибрующих зубьев принимают равным шагу режущих зубьев.
Вершину калибрующих зубьев снабжают фаской 05 мм которая предназначена для сохранения диаметральных (поперечных) размеров протяжки при переточках.
Передний угол принимают равным так как при эксплуатации протяжки в результате переточек затупившихся зубьев происходит постепенный переход калибрующих зубьев в режущие.
Задний угол имеет небольшую величину по сравнению с режущими зубьями . Это вызвано необходимостью обеспечить медленное уменьшение диаметральных размеров зубьев при переточках.
Заднюю направляющую часть у гранных и фасонных протяжек выполняют цилиндрической. Диаметр задней направляющей части:
. Предельное отклонение по f 7.
Длину задней направляющей части принимаем по таблице 8 [2]