Расчет специализированного инструмента

(А3)Резец фасонный круглый.cdw

Материал резца сталь Р6М5 ГОСТ 19265-85
Размеры профиля изготовить по шаблону
Неуказанные предельные отклонения
Курсовой проект по РИ
Резец фасонный круглый

(A2)Гравическое построение профиля круглого резца.cdw

(А3)Шаблон и контршаблон.cdw

Материал шаблона и контршаблона -
сталь 20 ГОСТ 1051-73
Цементировать на глубину 0
Маркировать:"Ш"; "КШ:
товарный знак предприятия
Неуказанные предельные отклонения
Курсовой проект по РИ
Шаблон и контршаблон
Сталь 20 ГОСТ 1051-73

(А1)Протяжка.cdw

Профиль режущего и калибрующего зубьев
Предельные отклонения
Мателиал заготовки сталь 18ХГТ
Длина заготовки 85мм
Курсоврй проект по РИ
Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73
Материал рабочей части протяжки - сталь Р6М5 ГОСТ
Материал хвостовика - сталь 40Х ГОСТ 4543-88
Размеры центровых отверстий по ГОСТ 14034-74
Радиальное биение зубьев относительно оси протяжки не
должно превышать допусков на размер зуба
Правила приемки по ГОСТ 23726-79
Маркировать: обозначение протяжки
предприятия-изготовителя
Неуказанные предельные отклонений размеров валов h14
Схема резания при протягивании (2
Расположение стружкоделительных канавок (2:1)
Профиль получаемого отверстия

(А1)Фреза1.cdw

Построение профиля зуба в нормальном сечении
Направление витков фрезы
Направление стружечной канавки
Шаг стружечной канавки
Профиль шлицевого вала
Курсовой по проект РИ
Материал фрезы Р6М5 ГОСТ 19265-73
Маркировать: товарный знак завода-изготовителя
Радиальное биение буртиков
Торцовое биение буртиков
Радиальное биение по вершине зубьев
Накопленная ошибка шага канавок
Незавершенные зубья фрезеровать
Неуказанные предельные отклонения разверов валов h14

Титульник.doc

Министерство Образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Брестский государственный технический университет
Кафедра технологии машиностроения
на тему “Проектирование фасонного инструмента”
студент группы Т-130

Содержание .DOC

Проектирование и расчет круглого фасонного резца
Проектирование и расчет фасонной протяжки
Проектирование и расчет червячной фрезы
Курсовой проект по РИ
№ докум. оцонооокуруеркоомрсггааангагндаподокумента
Датаааааааааааааааааааа
Пояснительная записка

Курсовой РИ.DOC

Фасонный резец применяют для обработки деталей с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами имеют ряд преимуществ:
) Обеспечивают идентичность формы точность размеров детали которая зависит в основном от точности изготовления резца;
) Фасонные резцы имеют высокую производительность одновременной обработки всех участков фасонного профиля детали;
) Имеют большую экономию машинного времени;
) Фасонные резцы удобны в эксплуатации благодаря простоте переточки по передней поверхности.
Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках автоматах и полуавтоматах. Резцы проектируют для обработки конкретной детали и их применение экономически оправдано в крупносерийном и массовом производстве. По форме стержневые резцы бывают стержневые призматические и круглые.
Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наружных так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны чем призматические так как представляют собою тела вращения и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины.
Протяжка - многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении перпендикулярном к направлению скорости главного движения предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи.
Протягивание – высокопроизводительный процесс обработки обеспечивает высокую точность (до 6 квалитета) и высокое качество поверхности (Rа до 032мкм)
Основные особенности процесса протягивания:
) Наличие только одного главного движения движения подачи компенсирует подъём на зуб;
) Малая толщина и большая ширина срезаемого слоя;
) Одновременное участие в процессе резания большого числа зубьев;
) Совмещение черновой чистовой и отделочной обработок;
) Точность обработки определяется точностью изготовления инструмента;
) Припуск при протягивании ограничен длинной протяжки;
) Протяжки имеют высокую стойкость как между отдельными переточками так и суммарную;
) Протяжка – узкоспециализированный инструмент их рентабельность обеспечивается только в крупносерийном и массовом производстве.
Червячные фрезы применяют для черновой и чистовой обработки цилиндрических зубчатых колёс наружного зацепления с прямым винтовым и шевронным зубом шлицевых валов червячных колёс и колёс внутреннего зацепления.
Червячные фрезы относят к группе обкаточных многолезвийных инструментов с конструктивным движением обката т.к. режущие кромки их зубьев расположены на винтовой поверхности. По сравнению с долбяком и гребёнкой червячная фреза имеет значительно большую производительность т.к. процесс резания происходит непрерывно.
Аналогично долбяку и гребёнке одна червячная фреза может обрабатывать колёса с любым числом зубьев данного модуля.
Основной недостаток червячной фрезы – достаточно высокая шероховатость обрабатываемых поверхностей т.к. необходимый профиль образуют ограниченное число зубьев. У червячной фрезы в отличие от долбяка невозможно регулировать число двойных ходов а следовательно качество обработки.
Проектирование и расчет фасонного резца
1 Исходные данные: Рисунок 62 вариант 1.
Марка материала прутка - Сталь А12
Рисунок 1.1 - Эскиз изготавливаемой детали
2 Рассчитаем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам:
где диаметры обрабатываемых поверхностей детали.
3 Выбираем габаритные и конструктивные размеры резца по таблице 1 [1] величины переднего γ и заднего α углов резца по таблице 3 [1].
Таблица 1.1 - Габаритные и конструктивные размеры.
Высота профиля tmax мм
Таблица 1.2 - Величины переднего и заднего углов.
4 Рассчитаем для круглого фасонного резца высоту заточки резца H и высоту установки резца h:
где R1 – радиус наибольшей (габаритной) окружности резца
h = 30· sin100 = 5209 мм.
5. Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца измеренные вдоль передней поверхности:
где r1 r2 r3 – радиусы узловых точек на профиле детали;
γ – величина переднего угла в базовой точке 1;
γ2 γ3 γ4 – величины передних углов для расчётных точек на профиле режущей кромки резца.
6 Рассчитываем высотные размеры профиля резца необходимые для его изготовления и контроля.
Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаём в радиальном (осевом) сечении:
где R1 R3 R3 R4 – радиусы окружностей проходящих через узловые точки профиля резца.
T2 =30-2743 = 257 мм;
T3 =30-2585 =415 мм;
T4 =30-2296 =704 мм.
7 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 круглого резца - прямая линия 1`Р проведенная из точки 1` под углом γ к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности круглого резца – окружности радиусов R1R2R3R4 проведенные из центра Ор через точки пересечения линии 1`Р с контурными окружностями профиля детали. Центр резца Ор лежит на линии 1`О проведенной из точки 1` под углом α к горизонтальной осевой линии детали на расстоянии равном радиусу R1т.е. 1`О = R1.
)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.
Таблица 1.3 – Высотные размеры профиля измеренные от базовой точки 1.
Высотные размеры профиля измеренные от базовой точки 1 мм
Рисунок 1.2 – Схема взаимного расположения детали и круглого фасонного
8 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=1.5 2 мм f=2 5 мм.
Принимаем b=7 мм b1=3 мм с1=1 мм f=2 мм.
Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3.
Рисунок 1.3 –Дополнительные режущие кромки фасонных резцов
9 Разработаем чертеж круглого фасонного резца.
Размеры круглого фасонного резца: при tmax=9мм D=60мм d=16мм d1=25мм d2=32мм b=14мм l2=3мм.
Размер Lр определяем по длине и ширине дополнительных режущих кромок резца:
Рисунок 1.4 – Резец фасонный круглый
10 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- ±0.02 0.03.
где Lр- ширина резца Lр=51 мм;
Размер m равен высотному размеру дополнительных режущих кромок резца.
Рисунок 1.5 – Шаблон и контршаблон
Проектирование и расчет фасонной протяжки работающей по генераторной схеме
Исходные данные: вариант 10 рисунок 5.
Минимальный диаметр отверстия под протягивание: d=65 мм.
Диаметр отверстия получаемого после протягивания: D=845 мм.
Предельное отклонение диаметра D по чертежу детали: D=006 мм.
Длина протягиваемого отверстия: lg=85 мм.
Материал заготовки: сталь 18ХГТ sв =981 МПа; НВ=217
Рисунок 2.1 - Размеры хвостовиков протяжек.
1 Хвостовик и шейка.
D1=d-05=65-05=645 мм
где d - минимальный диаметр отверстия под протягивании мм
Расчётную величину D1 округляют до ближайшей меньшей величины соответствующей ГОСТ 4044-70. Остальные размеры хвостовика и размеры шейки принимают по ГОСТ 4044-70.
D1=63 мм; D1=48 мм; D2=625 мм; R1=06 мм; R2=4 мм; c=15 мм; a=30°.
Так как у нас диаметр отверстия под протягивание d в интервале 30 70 то длину конуса принимаем:
Диаметры конуса: меньший равен диаметру шейки больший – передней направляющей части.
2 Передняя направляющая части
Диаметр передней направляющей:
Предельное отклонение Dп.н. по e8.
Длина передней направляющей Lп.н. равна расстоянию от конца переходного конуса до первого зуба режущей части т.е. включая длину стружечной канавки.
Lп.н.=lg=85 мм т.к.
3.1 Форма и размеры зубьев
Главные режущие кромки зубьев имеют форму дуг концентрических окружностей диаметр которых Di постоянно увеличивается от первого зуба к последнему. Вспомогательные режущие кромки двух зубьев имею прямолинейную форму в зависимости от профиля обрабатываемой детали.
Величины углов в нормальном сечении по главной режущей кромки для стали 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 2.2 - Формы и размеры стружечных канавок на режущей и калибрующей части протяжки.
Диаметр первого зуба протяжки:
Диаметр последнего зуба режущей части протяжки.
где Dк – диаметр калибрующих зубьев протяжки мм
Dк=(D+D)-p=(845+006)-001=8455 мм
где р=(001 0015)мм – величина разбивания отверстия.
Диаметр промежуточных зубьев режущей части протяжки между первым и последним получают последовательным прибавлением к диаметру первого зуба удвоенного значения толщины срезаемого слоя одним зубом т.е.
диаметр второго зуба DZ2=DZ1+2а
диаметр третьего зуба DZ3=DZ2+2а.
Предельные отклонения диаметров режущих зубьев кроме последнего по
ГОСТ 16492-70 не должны превышать следующих величин:
подъём на зуб по диаметру 2а мм
предельные отклонения диаметра зуба мм:
Предельные отклонения диаметра последнего режущего и калибрующих зубьев равно –002 мм.
3.2 Определение толщины срезаемого слоя
Фасонные протяжки срезают припуск на заготовке как правило по генераторной схеме резания. Толщина срезаемого слоя а равна разности высот и полу разности диаметров каждой пары сменных режущих зубьев. Ширина срезаемого слоя в 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 уменьшается 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 в увеличивают толщину срезаемого слоя а.
4 Последовательность определения толщины срезаемого слоя
4.1 Определим общий припуск на протягивание:
Разделим произвольно величину А на 3 ступени:
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 третьей ступени от d3 до D срезают зубья секции три.
4.2 Определяем толщину срезаемого слоя на первой ступени а1 из условия прочности протяжки по впадине первого зуба.
где F1-площадь сечения по впадине первого зуба протяжки.
[s]р =400 МПа - допускаемое при деформации растяжения в материале режущей части протяжки твёрдость HRCЭ 63 66
Cp Кg - коэффициенты принимаемые по таблице 4.5
К0=100 - обработка с СОЖ.
4.3 Определяем толщину срезаемого слоя на второй и третьей ступенях.
Найдём длины дуговых участков b2 и b3 на диаметрах d2 и d3 соответственно аналитическим способом
Строим математическую модель для расчета длины дугового участка.
Рисунок 2.3 - Математическая модель для расчета ширины срезаемого слоя
5 Проверяем прочность протяжки на разрыв по шейке хвостовика.
где P - сила резания при протягивании H
- коэффициенты по табл. 45.
где - диаметр вала хвостовика мм
[s]x - допускаемое напряжение при деформации растяжения.
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 [s]x =300 МПа твёрдость HRCэ 43 51.
Так как протяжка не выдерживает условие на разрыв по шейке хвостовика то принимаем другое значение .
Принимаем =01 мм тогда из условия
6 Проверяем возможность размещения стружки в канавке между зубьями при срезании протяжкой максимальной толщины срезаемого слоя.
где: Kc – коэффициент заполнения стружечной канавки; Kc =4 мм.
Условие не выполняется.
Принимаем удлиненную форму стружечной канавки. Размеры удлиненной стружечной канавки определяем с учетом размещения в ней стружки за один рабочий ход зуба:
fkу=fc·Kc=4·1275=51 мм2;
Δt= (fky-0.25··h2)h=(51-025··62)6=339 мм;
Проведём перечет проверки прочности протяжки на разрыв по шейке хвостовика.
Условие на разрыв по шейке хвостовика выполняется.
7 Проверка протяжки по тяговой силе протяжного станка.
где Q - номинальная тяговая сила протяжного станка.
Выбираем по таблице 7.
Выбрали: модель станка 7Б58 с максимальной длиной рабочего хода
каретки 2000 мм и номинальной тяговой силой Q=800 кH.
30186 09×800000=720000 H
8 Стружкоделительные канавки на режущих зубьях протяжки.
Канавки делают на зубьях имеющих длину режущей кромки 5 10 мм
размещают их в шахматном порядке.
9 Калибрующая часть протяжки.
Состоит из пяти-семи 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.
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: Dз.н.=d=65 мм
Предельное отклонение Dз.н. по f7.
Длину задней направляющей части принимаем по таблице 8.
Проектирование и расчет червячной фрезы с прямобочным шлицем
Рисунок 3.1 - Профиль шлицевого вала
1 Расчётные размеры вала
1.1 Исходные данные:
Z=6; d=11 мм ; D=14 мм; b=3 мм ; d1 m fном=03 мм ; fоткл=+02 мм ; rmax=02 мм
Исполнение - В; вид обработки - окончательный.
Обозначение вала – D- 6 11a11 14e83h8.
1.2 Наружный диаметр:
где - максимальная величина наружного диаметра вала;
- минимальная (номинальная) величина фаски.
Находим допуски на Ddb.
=D+es=14-011=1389 мм;
1.3 Внутренний диаметр:
где dном - номинальный внутренний диаметр;
Р - припуск под шлифование(Р=03 мм).
где - ширина шлица номинальная.
1.5 Диаметр начальной окружности:
2 Конструктивные элементы фрезы.
2.1 Определение профиля 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.
Т.к. в нашем случае 35 то теоретическую кривую заменяем одной дугой окружности.
Для нахождения радиуса одной заменяющей окружности R0 и координат x0y0 центра этой окружности необходимо иметь координаты трёх узловых точек профиля фрезы см. рис т.О с координатами х=0 y=0 расположена на начальной прямой в точке пересечения её с кривой профиля:
т.1-по середине профиля
т.2.-у вершины профиля зуба
Зная координаты т.1. и т.2. найдём х0 y0 R0. Координаты центра заменяющей окружности.
Радиус заменяющей окружности:
Ординаты т.1 и т.2 принимаем:
y1=(04 05)×h=(04 05)×085=034 0425 мм.
Принимаем y1=0425 мм.
y2=09×h=09×085=0765 мм
Найдём угол шлица в точке на Dн:
Найдём углы обката точки 1 и точки 2 рад:
Абсциссы т.1 и т.2 находим из формул:
Максимальная погрешность замены в точках а и в.
где Fa Fв - радиусы в точках a и в.
где Хa Хa Yb Yb - координаты точек а и в.
Определим углы обката точек а и в в радианах:
Координаты точек а и b:
Т.к. в нашем случае 0003 0009.
где - допуск на ширину шлица.
Так как максимальная погрешность не превышает допустимую то замена теоретической кривой одной дугой окружности считается удовлетворительной.
Толщина зуба фрезы по начальной прямой:
где n - число шлицев вала.
Шаг зуба в нормальном сечении:
Смещение уступа от начальной прямой:
Угол уступа (фаски):
Ширина с=2×f=2×03=06 мм.
Высота h2=c×tg y=06×tg350= 042 мм.
2.2 Размеры канавки для выхода шлифовального круга при затыловании канавки:
глубина h3=15 3=15 мм.
2.3 Высота шлифованной части зуба фрезы:
hш= h+ h1+ h2 =085+0105+042=1375 мм
2.4 Общая высота профиля зуба:
h0= hш+ h3 =1375+15=2875 мм
Задний угол на вершине зуба .
Шаг между выбираемыми углами 30.
На боковых сторонах профиля задний угол равен:
4 Расчёт конструктивных и габаритных размеров фрезы.
Число заходов - однозаходная.
Угол подъёма витков по среднему диаметру t=6.
Направление передней поверхности зубьев - левое.
Направление витков - правое.
4.1 Ориентировочный наружный диаметр:
По стандарту принимаем =50 мм.
4.2 Число зубьев фрезы.
Величина затылования
по стандарту принимаем К=3 мм.
K1=(12 17)×К=(12 17)×3= 36 51
4.3 Размеры канавки для выхода стружки:
4.4 Длина шлифованной части задней поверхности зубьев фрезы:
4.5 Шаг витков фрезы в осевом сечении:
Длина наружной части фрезы:
где lб - длина буртика фрезы lб = 3 мм.
Диаметр цилиндрической части буртика:
Средний расчётный диаметр:
Угол наклона стружечной канавки.
Шаг стружечной канавки:
Диаметр отверстия фрезы:
Рисунок 3.2 - Профиль зубьев фрезы.
При выполнении курсового проекта было выполнено проектирование фасонных металлорежущих инструментов в том числе резца фасонного круглого протяжки фасонной фрезы червячной шлицевой.
При проектировании резца был произведён расчёт габаритных и конструктивных размеров профиля резца произведено графическое профилирование резца.
При проектировании протяжки был произведён расчёт конструктивных элементов протяжки проверки прочности протяжки на разрыв по шейке хвостовика проверка протяжки по тяговой силе протяжного станка.
При проектировании фрезы был произведён расчёт размеров вала конструктивных элементов фрезы геометрии фрезы и габаритных размеров фрезы.
Черненко Г.А. Методические указания по дисциплине ’’Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства’’ для студентов специальности ’’ Технология машиностроения’’ Раздел ’’Резцы фасонные’’. Брест.: БрПИ 1991.
Методические указания по дисциплине ’’Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства’’ для студентов специальности ’’ Технология машиностроения’’ Раздел ’’Расчёт червячных фрез для нарезания валов с прямобочными шлицами параллельными оси шлица’’. Брест.: БрПИ 1995.
Методические указания по дисциплине ’’Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства’’ для студентов специальности ’’ Технология машиностроения’’ Раздел ’’Протяжки фасонные’’. Брест.: БрПИ 1990.
Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям ’’ Технология машиностроения’’ ’’ Металлорежущие станки и инструменты ’’ Сахаров Г.Н. Арбузов О.Б. Боровой Ю.Л. и др.-М.: Машиностроение1989