Проектирование режущего инструмента

Проектирование режущего инструмента

Оглавление.

1. Задание - 3.

2. Расчет фасонного резца - 4.

2.1 Расчет диаметра заготовки.

2.2 Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля

резца - 6.

3. Технология изготовления детали на шести шпиндельном токарном

автомате модели 1265-6 - 8.

4. Установка фасонного резца на станке - 10.

4.1 Спецификация - 11.

5. Проектирование спирального сверла - 12.

6. Проектирования зенкера - 14.

7. Проектирование зенковки - 16.

8. Проектирования развёртки - 16.

9. Проектирование резца - 18.

10. Проектирование фрез - 18.

10.1. Проектирование торцевой насадной фрезы - 19.

10.2. Проектирование концевой фрезы - 19.

10.3. Проектирование дисковой трёхсторонней фрезы - 20.

11. Литературные источники - 21.

Рассчитать размер фасонного профиля и конструктивные размеры резца для

обработки детали №79168 в условиях массового производства. Сталь А12, HB

207, проектирование режущего инструмента.

2. Расчет фасонного резца.

Деталь изготавливаем из сортового проката круглого поперечного сечения

по ГОСТ 2590-71.

2.1 Расчет диаметра заготовки.

dзаг = dдет max+2zmin ,

где dзаг – диаметр заготовки; dдет max – максимальный диаметр

обрабатываемой детали; zmin - минимальный припуск на обработку.

Расчет минимального припуска на обработку.

2Zmin=2[(Rz+h)i-1+( (2(i-1+(2i],

где Rzi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе; Hi-1

- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; ((i-1

- суммарные отклонения расположения поверхностей на предшествующем

переходе; (i -погрешность установки заготовки на выполненном переходе.

Расчет слагаемых входящих в формулу минимального припуска.

Качество поверхности сортового проката.

Rz = 160 мкм

h = 250 мкм

Суммарное отклонение расположения поверхности:

((=( (2(к+(2ц,

где ((к – общее отклонение оси от прямолинейности; (ц – смещение оси

заготовки в результате погрешности центрирования (стр.41 таб.12)

((к= l (к ,

(2к+0.25

где (к –кривизна профиля сортового проката (1, стр.180, таб.4) (к= 0.5

мкм;

((к = 60(0.5/0.5) = 60 мкм

(ц = 20 мкм,

(( = 63,2 мкм.

Погрешность установки заготовки (1, стр.42, таб.13):

(=280 мкм;

тогда min припуск на обработку равен:

2zmin = 2[(Rz+h)i-1+((2(i-1+(2i] = 2[(160+250)+287.1]= =1394мкм=1.39

мм;

тогда диаметр заготовки равен:

dзаг=40+1.39=41.39 мм.

В качестве заготовки выбираем сортовой прокат диаметром 42мм по (1,

стр.69 таб.62) ГОСТ 2590-71.

Обоснование типа фасонного резца.

Выбираю призматический резец с базовой точкой на высоте линии центров,

так как на обрабатываемой детали есть протяженная сферическая поверхность.

Призматический радиальный резец с базовой точкой на линии центров имеет

меньшую погрешность по сравнению с круглыми резцами.

Обоснование выбора материала режущей части и корпуса фасонного резца

(2, стр.115 таб.2).

При обработке сталей экономически выгодно использовать резцы из

следующих марок быстрорежущих сталей Р18, Р6М5Ф3, Р6М5, Р9К10, Р10К5Ф5 и

т.д. Выбираем марку быстрорежущей стали, Р6М5. Для экономии быстрорежущей

стали, резец делаем составным неразъемным, сваренным, с помощью контактной

сварки оплавлением. Крепежную часть призматического резца изготавливают из

стали - 40Х.

Обоснование выбора геометрических параметров фасонного резца.

Принимаем по таблице для стали - А12 твердостью НВ=207 (4, стр.112,113)

(=10(, (=23( т.к. (=8…12о, (=20…25о.

Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля

детали.

Определим координаты точки 3. Для этого запишем уравнения окружности

(l-28)2+r2=202 и уравнения прямой r=18. Совместное решение этих уравнений

даёт координаты точки l3= 9.2822; r3=18.

Определим координаты точки 4. Они получаются из уравнений окружности

(l-28)2+r2=202 и уравнения наклонной прямой (r=kl+b) r=-tg165o+27, где b=27

из уравнения для точки 5: 11=60tg165о+b. Совместное решение этих уравнений

даёт координаты точки l4= 16.415; r4=39.191.

Возьмём вспомогательную точку на коническом участке детали для этого

запишем 2 уравнения прямой: r7= -tg165ol7 +27 и r4=16.415; откуда получим

координаты точки 7: r7=16.415, l7=49.879.

|№точки фас. Профиля |ri(y) |li(x) |

|детали | | |

|1 |15.0 |0 |

|2 |18.0 |3 |

|3 |18.0 |19.282 |

|4 |16.415 |39.191 |

|5 |11.0 |60 |

|6 |20.0 |28 |

|7 |13.634 |49.879 |

2.2 Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля

резца.

(=23(, (=10(.

M5=r5(Sin(5=11sin23(=4.298;

A5=r5(Cos(5=11cos23(=10.126;

Sin(i=M5/ri;

Ei=ri*Cos(i;

Ci=Ei-A5;

sin(1=M5/r1=4.298/15.0=0.287 ( (1=16.651(;

E1=r1(Cos(1=15.0cos16.651(=14.371;

C1=E1-A5=14.371-10.126=4.245.

| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |

|Ri |15 |18 |18 |16.415 |11 |20 |13.634 |

|(i |16.651 |13.814 |13.814 |15.178 |23 |12.409 |18.376 |

|Ei |14.371 |17.479 |17.479 |15.842 |10.126 |19.533 |12.939 |

|Ci |4.245 |7.353 |7.353 |5.716 |0 |9.407 |2.813 |

|Hi |3.560 |6.167 |6.167 |4.795 |0 |7.889 |2.359 |

Значения Hi находим из треугольников

(=90o-((6+(6)=90o-(10(+23()=57(;

H1=C1Sin(=4.245Sin57(=3.560;

Расчет, назначение конструктивных размеров фасонного резца.

( =10(( 15( принимаем (=15(

h (2(3 мм принимаем h=3 мм

Размер фасонного резца вдоль оси:

L=L1+L2+L3+L4+L5, где;

L1=3 мм;

L2- ширина отрезного резца;

L2=3(6 мм принимаем L2= 4 мм;

L3- выход инструмента;

L3=1(2 мм принимаем L3=1,5 мм;

L4- длина обрабатываемой поверхности;

L4= 60 мм;

L5- выход инструмента;

L5= 1(2 мм принимаем L5=1,5 мм;

L= 3+4+1,5+60+1,5=70 мм.

Расчёт количества переточек фасонного резца.

h3 = 0,3…0,5 – допустимая величина износа;

a = 0,1…0,3 – величина дефектного слоя после износа;

[pic]l = h3+a = 0,4…0,8 – сошлифованная часть.

N - число переточек.

N = (L - l)/[pic]l = (80 - 50)/0,8 = 37;

l – величина необходимая для закрепления резца в державке.

10. Расчёт количества фасонных резцов на годовую программу.

Годовая программа 1млн. штук деталей 79168.

Величина допустимого стачивания резца l = 30 мм.

Стачивание за одну переточку: (l = 0,8 мм. (Типовые нормы износа и

стойкости фасонных резцов. НИИТ Автопром 1981г.)

Стойкость между двумя переточками – 4 часа. Т = 240 мин.

Суммарная стойкость: Т? = Т(n + 1) = 68 часов = 4080 мин.

Режимы резания:

Подача: S0=0.03 мм/об (Режимы резания металлов. Справочник под ред.

Ю.В. Барановского изд-во “Машиностроение” 1972 г.)

Скорость резания : V=VтаблК1К2К3

К1–коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2–коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

К3–коэффициент, зависящий от диаметра обрабатываемого прутка для

фасонных резцов;

Vтабл = 73

К1 = 0.75

К2 = 0.75

К3 = 1.0

V = 73*0.75*0.75*1.0=41.1 м/мин.

Частота вращения:

n = 1000V/?d = 278 об/мин, по паспорту станка 270 об/мин.

Основное технологическое время tо:

tо = L/nS = 19,44/270·0.03 = 2,4 мин.

l–максимальная глубина профиля, l = 19,44мм.

Количество деталей на один резец:

К1 = ТЕ/to = 4080/2,4 = 1700 детали.

Количество деталей на программу:

Кп = П*Ка/К1 = 1000000 * 1.15/1700 = 676 резца

Ка–коэффициент аварийного запаса, Ка=1,15

2. Технология изготовления детали на шести шпиндельном токарном автомате

модели 1265-6.

1. Подрезка торца и зацентровка.

[pic]

рис. 1

2. Сверлить отверстие ?12, обработка черновым фасонным резцом профиля.

рис. 2

3. Зенкеровать отверстие ?17, 9.

рис. 3

4. Развёртывание ?18Н7.

рис. 4

5. Обработка зенковкой фаски, изготовление чистовым фасонным резцом профиля

детали.

рис. 5

6. отрезка детали.

рис. 6

4. Установка фасонного резца на станок.

Фасонные резцы для обработки наружных поверхностей с радиальным

направлением подачи устанавливают в специальных державках на поперечных

суппортах станков.

Конструкция державки должна обеспечивать возможность смены и

регулеровки резца и минимально допустимый вылет прутка из зажимной цанги.

На листе 1 данного курсового проекта показана державка призматического

резца для позиций 2 и 5 шести шпиндельного автомата 1265 - 6.

Регулировка размера 65+/-0.02 осуществляется при помощи ослабления

винтов 15 и регулировки вылета резца винтом 16, а затем затягиванием

винтами 15.

Осевая регулировка резца осуществляется следующим образом: отпускаются

крепёжные винты 12 и 13, винтом 7 регулируется осевой размер, и затем

затягиваются крепёжные винты.

При регулировки резца в радиальном направлении отпускаются крепёжные

винты 12, а положение опоры фиксируется винтом 13. Для более точной

регулировки предусмотрен винт 6 (см. спецификацию).

Фасонные резцы для обработки наружных поверхностей с радиальным

направлением подачи устанавливают в специальных державках на поперечных

суппортах станков.

Конструкция державки должна обеспечивать возможность смены и

регулировки резца и минимально допустимый вылет прутка из зажимной цанги.

5. Проектирование спирального сверла.

Обоснование использования инструмента.

Спиральное сверло ?12 предназначено для сверления глухого

отверстия диаметра 12 мм на глубину 65мм в заготовке детали №79168.

Обоснование выбора материала режущей и хвостовой части сверла.

Для экономии быстрорежущей стали все сверла с цилиндрическим

хвостовиком диаметром более 8 мм и сверла с коническим хвостовиком более 6

мм изготовляются сварными.

В основном, сверла делают из быстрорежущих сталей. Твердосплавные

сверла делают для обработке конструкционных сталей высокой твердости

(45...56HRC), обработке чугуна и пластмасс. Исходя из твердости

обрабатываемого материала – 207 НВ, принимаем решение об изготовлении

сверла из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Крепежную часть сверла

изготовим из стали 40Х (ГОСТ 454-74).

Обоснование выбора геометрических параметров сверла.

Задний угол ?. Величина заднего угла на сверле зависит от положения

рассматриваемой точки режущего лезвия. Задний угол имеет наибольшую

величину у сердцевины сверла и наименьшую величину - на наружном диаметре.

Рекомендуемые величины заднего угла на наружном диаметре приведены в (2,

стр.151, табл.44). По этим рекомендациям выбираем: ?.= 8°.

Передний угол. Также является величиной переменной вдоль режущего

лезвия и зависит, кроме того, от угла наклона винтовых канавок ? и угла при

вершине 2?. Передняя поверхность на сверле не затачивается и величина

переднего угла на чертеже не проставляется.

Угол при вершине сверла. Значение углов 2? для свёрл, используемых для

различных обрабатываемых материалов приведены в (2, стр.152, табл.46). По

этим рекомендациям принимаем: 2? ’ 118°.

Угол наклона винтовых канавок. Угол наклона винтовых канавок определяет

жесткость сверла, величину переднего угла, свободу выхода стружки и др. Он

выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и диаметра сверла. По

(6,табл.5) назначаем ? = 30°.

Угол наклона поперечной кромки. При одном и том же угле ? определенному

положению задних поверхностей соответствует вполне определенная величина

угла ? и длина поперечной кромки и поэтому угол ? служит до известной

степени критерием правильности заточки сверла. По рекомендациям (2, стр152,

табл.46) назначаем: ? = 45°.

Расчет, назначение конструктивных размеров сверла.

Спиральные сверла одного и того же диаметра в зависимости от серии

бывают различной длины. Длина сверла характеризуется его серией. В связи с

тем, что длина рабочей части сверла определяет его стойкость, жесткость,

прочность и виброустойчивость, желательно во всех случаях выбирать сверло

минимальной длины. Серия сверла должна быть выбрана таким образом, чтобы

lо ГОСТ ? lо расч.

Расчетная длина рабочей части сверла lо , равна расстоянию от вершины

сверла до конца стружечной канавки, может быть определена по формуле:

lо = lр + lвых + lд + lв + lп + lк + lф,

где

lр - длина режущей части сверла lр = 0.3*dсв = 0.3*12 = 3.6 мм;

lвых - величина выхода сверла из отверстия lвых = 0 (т.к. отверстие

глухое);

lд - толщина детали или глубина сверления, если отверстие глухое lд = 65

мм;

lв - толщина кондукторной втулки lв = 0 ;

lп - запас на переточку lп = ? l * (i +1), где

? l - величина, срезаемая за одну переточку, измеренная в направлении оси,

? l = 1 мм.;

i - число переточек i = 40;

lп = 1*(40+1) = 41 мм;

lк - величина, характеризующая увеличение длины сверла для возможности

свободного выхода стружки при полностью сточенном сверле;

lф - величина, характеризующая уменьшение глубины канавки, полученной при

работе канавочной фрезы

lк + lф = 1.5*dсв = 1.5*12 = 18 мм,

тогда

l0 = 3.6 + 0 +65 + 0 + 41 + 18 = 127.6 мм.

В соответствии с ГОСТ 12121-77 (" Сверла спиральные из быстрорежущей

стали с коническим хвостовиком ") уточняем значения l0 и общей длины L :

l0 ГОСТ = 140 мм; L = 220 мм.

Положение сварного шва на сверле : lс = l0 + (2...3) = 143 мм.

Диаметр сердцевины сверла dс выбирается в зависимости от диаметра

сверла и инструментального материала (6, стр.12):

dс = 0.15*dсв = 0.15 * 12 = 1.8 мм.

Ширина ленточки fл = (0.45...0.32)*sqrt(dс) = 0.7 мм.

Высота ленточки hл = (0.05...0.025)*dс = 0.4 мм.

Хвостовик сверла выполняется коническим - конус Морзе №1 АТ8 ГОСТ 2848

- 75 (6, табл.2 и 3).

Центровые отверстия на сверлах изготовляются в соответствии с ГОСТ

14034-74 (6, рис.5).

Определение количества переточек.

Общая длина стачивания:

lо = lk - lвых - ? - lр, где

lвsх – величина, характеризующая увеличение длины сверла для

возможности свободного выхода стружки при полностью сточенном сверле;

lр – длина режущей части сверла lр = 0.3·dсв = 0.3·12 = 3,6 мм;

lк – длина стружечной канавки;

( = 10 мм;

lо = 130-30-10-3,6=86,4 мм.

Число переточек: n = lo/(l = 86,4/0,8 = 108 переточка.

(l – величина стачивания за одну переточку.

6. Проектирования зенкера.

Обоснование использования инструмента.

Зенкер предназначен для обработки отверстия в литых деталях или

штампованных деталей, а также предварительно просверленных отверстий с

целью повышения точности и увеличения шероховатости поверхности отверстия.

В техническом процессе зенкер, как правило, выполняет промежуточную

операцию между сверлением и развёртыванием.

Зенкерованием получают отверстие точностью Н11 с шероховатостью до

Rz=2,5мкм. Зенкерованием можно исправить искривление оси отверстия.

Обоснование выбора материала режущей части резца.

В металлообработке используется большое количество различных типов

зенкеров. Рассмотри зенкер из быстрорежущей стали, с коническим

хвостовиком, диаметр D=17.9мм, ГОСТ12489-71, тип зенкера №1 (7, Табл.2).

Выбора материала режущей части и хвостовика зенкера (2, стр.115 таб.2),

при обработке сталей, экономически выгодно использовать зенкер из следующих

марок быстрорежущих сталей Р18, Р6М5Ф3, Р6М5, Р9К10, Р10К5Ф5 и т.д.

Выбираем марку быстрорежущей стали Р6М5, ГОСТ 19256-73. Для экономии

быстрорежущей стали, зенкер делаем составным неразъемным, сваренным, с

помощью контактной сварки оплавлением. Хвостовик изготавливают из стали 40Х

ГОСТ 454-74.

Геометрические параметры режущей части.

Задний угол ? переменный, увеличивается с уменьшением радиуса.

Вспомогательный задний угол ?1 = 8o, что обуславливает неблагоприятные

условия резанья для вспомогательной режущей кромки.

Передний угол ?. Передний угол на рабочих чертежах зенкеров обычно не

указывается, поскольку он определяется конструктивной формой режущей части

Страницы: 1, 2