Проектирование фасонного резца и протяжки круглой

державка.cdw

Контрольная работа по дисциплине
Металлорежущий инструмент

резец.cdw

Контрольная работа по дисциплине
Металлорежущий инструмент
ст.Т5К10 ГОСТ 3882-74

протяжка.cdw

(11 переменный шаг)
Контрольная работа по дисциплине
Металлорежущий инструмент
Твердость режущей части и задней направляющей HRC 63-66
передней направляющей HRC 61-66
хвостовика HRC 43-51.
Выкружки на зубьях 17
относительно зубьев 18
располагаются в шахматном порядке.
Материал рабочей части - Р9К10
хвостовой части - 40Х.
Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий по

Чертеж.cdw

Контрольная работа по дисциплине
Металлорежущий инструмент

Резец.doc

Проектирование фасонного резца
1 Графическое профилирование . ..3
2 Аналитический расчет 4
3 Выбор державки для резца 4
Проектирование протяжки круглой
1 Расчет первого варианта .5
2 Расчет второго варианта . .7
3 Расчет третьего варианта .8
4 Определение конструктивных элементов протяжки для оптимального варианта .. 11
Список литературы 12
Спроектировать дисковый фасонный резец с базовой точкой на высоте центров детали для обработки поверхности по эскизу. Материал детали сталь 45.
1Графическое профилирование
При графическом профилировании первым номером отмечается та точка фасонного режущего лезвия которая находится ближе к оси Ои вращения детали и поэтому резец будет иметь наибольший радиус R1 .
Необходимый и достаточный радиус:
Глубина q профиля фасонной детали равна разности наибольшего и наименьшего радиусов обрабатываемой детали q = r5-6 – r1 = 20 – 7 = 13мм.
Глубина е заточки передней поверхности резца необходима для беспрепятственного отвода стружки. В зависимости от толщины и объема срезаемой стружки глубина е заточки должна быть в пределах 3-12мм. Выбираю е=8мм.
Толщина f стенки должна обеспечить прочность корпуса круглого резца и целость базового отверстия на протяжении эксплуатационного срока резца; средняя толщина f=58мм. Принимаю f=14мм.
Радиус r0 базового отверстия выбирается в зависимости от предполагаемых режимов резания и ожидаемой силы резания исходя из обеспечения достаточной прочности и жесткости крепления резца в державке(r0 = 1025мм). Принимаю r0 = 10мм.
R1-2 = 13 + 8 + 14 + 10 = 45мм.
Передний и задний углы резца выбираем в соответствии с таблицей III.1 [1] : a = 12° g = 15°.
2Аналитический расчет
Руководствуясь схемой изображенной на первом листе можно составить ряд трехчленных уравнений:
e1 = a1 + g1 = 12° + 15°= 27°
hР = R1-2sine1 = 45sin27° = 2043мм
B1-2 = R1-2cose1= 45cos27°= 401мм
B3 = B1-2 – C3= 40-2=38мм
tge3 = hР B3 = 2038 = 05263 e3 = 28°
R3 = hР sine3 = 20 sin28° =4294мм
B8 = B1-2 – C8 =40-3=37мм
tge8 = hР B8 =2037=05405 e8 = 28°
R8 = hР sine8 =20 sin28° = 4206мм
B4 = B1-2 – C4 =40 -8=32мм
tge4 = hР B4 = 2032=0625 e4 = 32°
R4 = hР sine4 = 20 sin32° = 3774мм
B7 = B1-2 – C7 =40-11=29мм
tge7 = hР B7 = 2029=06897 e7 = 35°
R7 = hР sine7 =20 sin35° =3523мм
B5-6 = B1-2 – C5-6 =40-13=27мм
tge5-6 = hР B5-6 = 2027=07407 e5-6 = 36°
R5-6 = hР sine5-6 = 20 sin36° = 336мм
Полученные значения R3 R8 R4 R7 и R5-6 проектируемого фасонного круглого резца с точностью 0001мм переносим на чертеж резца. Осевые размеры между узловыми точками профиля резца равны размерам между соответствующими узловыми точками детали.
3Выбор державки для резца
Державку выбираю консольного типа для работы на токарном автомате 1Б240-6-6А которая имеет два механизма регулировки резца по высоте центра детали: один механизм грубой регулировки с помощью винта и пальца другой механизм тонкой регулировки с помощью эксцентриковой втулки. Чертеж державки представлен на третьем листе.
Проектирование протяжки круглой.
Спроектировать протяжку для обработки цилиндрического отверстия 55Н9. Материал детали – СЧ21-40. Длина отверстия 70мм. Диаметр отверстия до протягивания – 53Н11.
Выбираем станок горизонтально-протяжной модель 7Б56; тяговая сила станка Q=196200H; максимальная длина хода штока Lma диапазон рабочих скоростей 16-115 ммин; протяжка закрепляется в быстросменном автоматическом патроне.
Характер производства – массовый.
1 Расчет первого варианта.
Устанавливаем группу обрабатываемости: чугун СЧ21-40 относится к VII группе. табл.П1 [2]
Устанавливаем группу качества: отверстие 9 квалитета относится к 3 группе. табл.П2[2]
Материал рабочей части протяжки – быстрорежущая сталь Р9К10 табл.П3[2]
Конструкцию протяжки выбираем с приваренным хвостовиком материал хвостовика – сталь 40Х. Dхв= 50мм Fоп= 11341мм2 табл.П4 [2] Силу допустимую хвостовиком рассчитаем по формуле
Рхв= [s]р× Fоп где [s]р- допустимое напряжение при растяжении МПа; [s]р= 300МПа; Рхв= 300×11341=340230Н.
Выбираем передние и задние углы зубьев инструмента.
Для черновых и переходных зубьев передний угол g = 10° для чистовых и калибрующих g1 = 10°; задний угол черновых и переходных зубьев a0= 3° чистовых - aч= 2° калибрующих - aк= 1° табл.П5[2]
Скорость резания принимаем u = 9ммин табл.П6[2] С учетом поправочного коэффициента в зависимости от материала протяжки К=18 u = 9×18 = 162ммин. Принимаем u = 115ммин поскольку эта скорость обеспечивается станком.
Подъем черновых зубьев Szc определяем из условия равной стойкости черновой и чистовой частей.
Устанавливаем наработку чистовой части: Тм= 41мин табл.П13[2]
стойкость черновых зубьев: Т= 42мин
подача черновых зубьев: Szc= 018ммзуб
Поправочные коэффициенты: Ктв= 15; Ктр= 10; Кт3= 10; Ктм= 13; Ктд= 10; Тм.н.= 41×15×10×10×13×10= 7995
Глубина стружечной канавки h необходимой для размещения стружки при подъеме Szc= 018мм определяем по формуле
h= 11283KlsSzс где K = 25 для VII группы обрабатываемости ls= 70мм – длина протягиваемого участка. h=1128325×70×018 = 63мм принимаем h=7мм.
Выбираем шаг черновых зубьев: t0= 16 профиль 11 остальные элементы стружечной канавки b0= 5мм r= 35мм R= 11мм. Число одновременно участвующих в работе зубьев вычисляем по формуле zp= ls t0+1= 7016+1=5.
Максимально допустимую силу резания берем минимальной из трех Рст Рхв Роп. Рст= 08×20000×981=156960Н. Рхв=340230Н. Роп= Fоп× [s]р где Fоп= 0785(D0-2h)2 где D0- диаметр до протягивания D0= 53мм; h- глубина стружечной канавки; [s]р принимаем для протяжки из быстрорежущей стали 400МПа.Fоп= 0785(53-2×7)2= 1193мм2 тогда Роп= 1193×400=477200Н. Рmax=156960H.
Число зубьев в группе zc определяем по формуле zc= pDq0zpKPмKР0KРкKРрРmax где D – диаметр после протягивания D=55мм
q0= 402МПа табл.П20[2]
zc= p×55×402×5×07×10×10×11156960 = 17 принимаю zc=2.
Определяем расчетную силу протягивания по формуле: Р=pDq0zpKPмKР0KРкKРрzc= p×55×402×5×07×11×10×102=1337117Н.
Полный припуск определяем по формуле: А=Dmax-D0min= 55-53 =2мм. Припуск на черновые зубья находим по формуле: А0=А-(Ап+Ач) где Ап=016мм по табл.П23[2] Ач= 008мм по табл.П22[2].
А=2-(016+008)=176мм.
Число групп черновых зубьев вычисляем по формуле: i0=А02Szc=1762×018=488 округляем до ближайшего меньшего числа i0= 4. Остаточная часть припуска Аост = А0 -2Szci0= 176-2×018×4=032мм. Т.к. Аост > Szп то Аост оставляем в черновой части и увеличиваем i0=5.
Число черновых зубьев определим по формуле: z0= число переходных зубьев zп=4 по табл.П23[2] чистовых zч=6 и калибрующих zк=5 по табл.П22[2]. Общее число зубьев Sz=10+4+6+5=25
Длину режущей части протяжки находим по формуле: Lp=l0+lп+lч+lк=t0(z0+zп)+Stч+Stк где St = t1+t2+t3 t1t2t3- шаги чистовых и калибрующих зубьев которые определяем по табл.П24[2]. Принимаем t1=11 t2= t1+1=11+1=12 t3= t1+2=11+2=13. Lp=16(10+4)+6(11+12+13)+5(11+12+13)=620мм.
2 Расчет второго варианта.
Второй вариант расчета начинаем с пункта 8 предварительно уменьшив подачу до Szc= 016мм.
Глубина стружечной канавки h необходимой для размещения стружки при подъеме Szc= 016мм определяем по формуле h= 11283KlsSzс где K = 25 для VII группы обрабатываемости ls= 70мм – длина протягиваемого участка. h= 1128325×70×016 = 597мм принимаем h=6мм.
Выбираем шаг черновых зубьев: t0= 14 профиль 10 остальные элементы стружечной канавки b0=45мм r= 3мм R= 10мм. Число одновременно участвующих в работе зубьев вычисляем по формуле zp= ls t0+1= 7014+1=6.
Число зубьев в группе zc определяем по формуле: zc= pDq0zpKPмKР0KРкKРрРmax где D – диаметр после протягивания D=55мм
q0= 360МПа табл.П20[2]
zc= p×55×360×5×07×10×10×11156960 = 18 принимаем zc=2.
Определяем расчетную силу протягивания по формуле: Р=pDq0zpKPмKР0KРкKРрzc= p×55×360×5×07×11×10×102=143690Н.
Полный припуск определяем по формуле: А=Dmax-D0min= 55-53= =2мм. Припуск на черновые зубья находим по формуле: А0=А-(Ап+Ач) где Ап=016мм по табл.П23[2] Ач= 008мм по табл.П22[2].
Число групп черновых зубьев вычисляем по формуле: i0=А02Szc=1762×016=55 округляем до ближайшего меньшего числа i0= 5. Остаточная часть припуска определим Аост = А0 -2Szci0= 176-2×016×5=016мм. Т.к. Аост > Szп то Аост оставляем в черновой части и увеличиваем i0=6.
Число черновых зубьев определим по формуле: z0= число переходных зубьев zп=4 по табл.П23[2] чистовых zч=6 и калибрующих zк=5 по табл.П22[2]. Общее число зубьев Sz=12+4+6+5=27
Длину режущей части протяжки находим по формуле: Lp=l0+lп+lч+lк=t0(z0+zп)+Stч+Stк где St = t1+t2+t3 t1t2t3- шаги чистовых и калибрующих зубьев которые определяем по табл.П24[2]. Принимаем t1=10 t2= t1+1=10+1=11 t3= t1+2=10+2=12. Lp=14(12+4)+6(10+11+12)+5(10+11+12)=587мм.
3 Расчет третьего варианта
В третьем варианте уменьшаем подачу до Szc= 014мм а zp принимаем равным 7.
Глубина стружечной канавки h необходимой для размещения стружки при подъеме Szc= 014мм определяем по формуле: h= 11283KlsSzс где K = 25 для VII группы обрабатываемости ls= 70мм – длина протягиваемого участка. h= 1128325×70×014 = 558мм принимаем h=6мм.
Выбираем шаг черновых зубьев: t0= 15 профиль 10 остальные элементы стружечной канавки b0= 55мм r= 3мм R= 10мм. Число одновременно участвующих в работе зубьев вычисляем по формуле zp= ls t0+1= 7016+1=5.
q0= 320МПа табл.П20[2]
zc= p×55×320×5×07×10×10×11156960 = 19 принимаем zc=2.
Определяем расчетную силу протягивания по формуле: Р=pDq0zpKPмKР0KРкKРрzc= p×55×320×5×07×11×10×102=149012Н.
Число групп черновых зубьев вычисляем по формуле: i0=А02Szc=1762×014=628 округляем до ближайшего меньшего числа i0= 6. Остаточная часть припуска Аост = А0 -2Szci0= 176-2×014×6=008мм.
Длину режущей части протяжки находим по формуле: Lp=l0+lп+lч+lк=t0(z0+zп)+Stч+Stк где St = t1+t2+t3 t1t2t3- шаги чистовых и калибрующих зубьев которые определяем по табл.П24[2]. Принимаем t1=11 t2= t1+1=11+1=12 t3= t1+2=11+2=13. Lp=15(12+4)+6(11+12+13)+5(11+12+13)=636мм.
Результаты расчета всех вариантов представлены в таблице 1.
Таблица 1.- Результаты расчета вариантов протяжки.
Szч мм (число групп)
Сравнив основные показатели Lp b Szc и z оптимальным вариантом выбираем II так как протяжка имеет наименьшую длину режущей части. Определение остальных элементов конструкции протяжки производим только для этого варианта.
4 Определение конструктивных элементов протяжки для оптимального варианта
Диаметр калибрующих зубьев Dк= Dmax= 55мм.
Число выкружек и их ширину на черновых зубьях:
N=12 a0=75мм табл.П25[2]
Число выкружек на переходных и чистовых зубьях:
Nч=12 aп=ач=65мм табл.П16[2]
Диаметр передней направляющей принимаем равным диаметру отверстия до протягивания с полем допуска е8 т.е Dп.н.= 53е8мм; длину передней направляющей выбираем в зависимости от отношения длины протягивания к диаметру протяжки: при lD15 lп.н.= l т.к 705515 следовательно lп.н.= 70мм.
Длина переходного конуса:
lп.к.= 20мм табл.П28[2]
Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяем по формуле L1= l – длина протягивания. L1=160+25+40+70+25=320мм.
Диаметр задней направляющей Dз.н. принимаем равным наименьшему предельному диаметру протянутого отверстия Dз.н.= 55f7мм; длина задней направляющей lз.н =40мм табл.П29[2]
Общая длина протяжки рассчитывается по формуле:
L= L1+ Lp+lз.н+lз.хв= 320+587+40+125=1072мм
Чертеж протяжки показан на четвертом листе; материал рабочей части – сталь Р9К10(ГОСТ 19265-73) хвостовой части – сталь 40Х(ГОСТ 4543-71).
Список использованной литературы
Грановский Г.И. Панченко К.П. Фасонные резцы. М. “Машиностроение”1975. 309с. с ил.
Протяжки для обработки отверстийД.К.Маргулис М.М.Тверской В.Н.Ашихмин и др.- М.: Машиностроение 1986.- 232 с. ил.