Конструирование режущего инструмента. Проектирование трехсторонней дисковой фрезы

фр.тр..cdw

из быстрорежущей стали
Материал корпуса фрезы - сталь 40Х по ГОСТ
43-71.Твердость 31 41 HRC
Материал ножей - быстрорежущая сталь Р6М5 по ГОСТ
265-73. Твердость 63 66 HRC
Маркировать на корпусе: диаметр фрезы
материал режущей части
товарный знак завода изготовителя
обозначение фрезы по ГОСТ 1669-78

Задание.doc

Спроектировать фрезу 2241-0184 ГОСТ 1669-78 трехстороннюю со вставными ножами из быстрорежущей стали.
Дисковые фрезы предназначены для обработки плоскостей уступов и пазов. Различают дисковые фрезы цельные и со вставными зубьями. Цельные дисковые фрезы делятся на пазовые пазовые затылованные трехсторонние с прямыми зубьями трехсторонние с мелкими разнонаправленными и нормальными зубьями. Дисковые пазовые фрезы имеют зубья только на цилиндрической части их применяют для фрезерования неглубоких пазов.
Основным типом дисковых фрез являются трехсторонние. Трехсторонняя дисковая фреза с вставными ножами из быстрорежущей стали предназначены для фрезерования пазов и уступов. Фрезы имеют зубья на цилиндрической поверхности и на обоих торцах. Они обеспечивают более высокий класс чистоты боковых стенок паза или уступа. Тип и размер дисковой фрезы выбирают в зависимости от размеров обрабатываемых поверхностей и материала заготовки. Для заданных условий обработки выбирается тип фрезы материал режущей части и основные размеры фрезы.
Фреза 2241-0184 ГОСТ 1669-78 имеет разнонаправленные зубья что служит для улучшения резания т.е. один зуб имеет правое направление канавки а другой смежный с ним - левое. Благодаря чередующемуся наклону зубьев осевые составляющие силы резания правых и левых зубьев взаимно уравновешиваются.
Основным недостатком трехсторонних дисковых фрез является уменьшение размера по ширине после первой же переточки по торцу.
Описание и основные размеры фрезы.
Рис.1 Схема фрезерования паза дисковой трехсторонней фрезой с разнонаправленными зубьями.
ГОСТ 1669-78 предусматривает фрезы трехсторонние со вставными ножами из быстрорежущей стали. Фреза представляет собой сборочную единицу состоящую из корпуса фрезы по ГОСТ1669-78 и ножей (правых и левых ) по ГОСТ 6214-78. Корпус фрезы изготавливается из стали 40Х путем точения после чего фрезеруются пазы под ножи разнонаправленные относительно оси корпуса под углом потом обрабатываются рифления. Дальше производится термическая обработка корпуса после которой проводят чистовую обработку и протягивание шпоночного паза. Размеры пазов под режущие ножи показаны на рис.3. Фреза 2241-0184 по ГОСТ 1669-78 по второму ряду имеет основные размеры Основные размеры трехсторонней фрезы с разнонаправленными зубьями показаны на рис.4.
Рис.2 Основные размеры фрезы.
Размеры корпуса фрезы выбираю по ГОСТ 1669-78 размеры ножей по ГОСТ 6214-78 размеры шпоночного паза по ГОСТ 9472-70 размеры рифлений по ГОСТ 2568-71.
Рис.3 Форма паза для ножа фрезы и рифления.
Процессы изготовления ножей из быстрорежущей стали и их размеры.
Так как по ГОСТ 1669-78 ножи фрезы из быстрорежущей стали выбираю марку по ГОСТ 19265-73. Процесс изготовления ножей для фрез из быстрорежущей стали может состоять из двух методов: методом точного литья и методом механической обработки из полосовой стали. Заготовки ножей можно получить также и литьем в земляные формы с последующей механической обработкой рифлений и опорных плоскостей. Метод точного литья включает в себя: литье ножей в тонные формы под давлением с последующей механической обработкой (шлифованием и предварительной заточкой) и термообработкой (отпуск при температуре с выдерживанием твердость литых ножей ). Технологический процесс изготовления ножей методом механической обработки состоит из следующих операций.1) Отрезка заготовки из полосы. 2) Шлифование двух широких плоскостей. 3) Фрезерование заготовок (фрезерование ребер под углом и ). 4) Разрезка ножей на штучные заготовки. 5) Фрезерование плоскости ножа под углом . 6) Фрезерование рифлений. 7) Термическая обработка. 8) Шлифование передней поверхности. 9) Химическое клеймение. Форма ножей представлены на рис.4.
Рис. 4 Форма и размеры ножей.
Окончательные размеры и углы режущих кромок ножей достигаются вместе с корпусом фрезы – заточкой в соответствии с выполняемой работой и материалом заготовки.
Технические требования на изготовление трехсторонний фрез.
Технические требования на фрезу по ГОСТ 1671-77:
Материал и твердость корпуса фрезы – сталь 40Х по ГОСТ 4543-71 31 36 HRC
Материал ножей – быстрорежущая сталь Р6М5 по ГОСТ 19265-73 твердостью 63 66 HRC.
Параметры шероховатостей поверхностей деталей фрезы должны быть не более мкм:
посадочного отверстия - ;
наружного диаметра корпуса фрезы опорных и боковых поверхностей - ;
остальных поверхностей - .
Поля допусков размеров фрезы должны быть не более:
наружного диаметра фрезы - ;
шпоночного паза – по ГОСТ 9472-70.
Допуск перпендикулярности торцов ступицы относительно оси посадочного отверстия - .
Допуск радиально биения режущей кромки относительно оси посадочного отверстия фрезы не более .
Допуск торцового биения режущей кромки относительно оси посадочного отверстия фрезы не более .
товарный знак предприятия – изготовителя;
обозначение фрезы по ГОСТ;
Выбор геометрических параметров режущей части и назначение режимов резания.
Назначаем геометрические параметры режущей части фрезы для обработки детали по заданию.
По заданию требуется обработать паз шириной глубиной с шероховатостью . Деталь – заготовка имеет размеры . Материал заготовки .
Рис. 5 Эскиз детали.
По технологическим характеристикам фрезерования паза детали видно что фрезерование паза чистовое поэтому назначаем соответствующие геометрические параметры режущей части фрезы и режимы резания используя справочник технолога машиностроителя.
Задний угол на цилиндрических зубьях .
Задний угол на торцовых зубьях .
Вспомогательный угол в плане .
Угол наклона зубьев к оси фрезы .
Назначаем режимы резания
Подача на один оборот фрезы принимаю . Тогда подача на зуб равна . Принимаю глубину резания . Стойкость фрезы . Определяем скорость резания по формуле
где постоянный коэффициент характеризующий материал заготовки и условия обработки;
стойкость инструмента ;
показатель относительной стойкости;
показатели степеней;
общий поправочный коэффициент учитывающий все другие конкретные условия обработки по сравнению с теми для которых дается .
Общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий отличные от табличных условия резания где коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки коэффициент учитывающий инструментальный материал.
Находим число оборотов фрезы по формуле
Находим величину окружной силы резания при фрезеровании по формуле
Находим крутящий момент на шпинделе по формуле
Определяем мощность резания по формуле
Используемая литература.
Справочник технолога машиностроителя. В двух томах. Изд. 3 переработанное. Том 2. Под ред. Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР д-ра тех. наук проф. А. Н. Малова. М. «Машиностроение» 1972 стр. 568.
Справочник – инструментальщика. Космачев И. Г. 1970 изд-во «Машиностроение». 264 стр.