Реферат по предмету "Производство"


Режущий инструмент 3

Содержание



Введение

Цель данного курсового проекта является расчет и конструирование инструмента для обработки деталей заданного профиля.

По форме и конструкции фасонные резцы делят на круглые (дисковые) призматические и стержневые. Призматические резцы отличаются от стержневых лучшими режущими свойствами и более высокой точностью обработки. Круглые резцы более технологичны в изготовлении и допускают большее число заточек. Эти резцы имеют кольцевые и винтовые образующие. Материалом для круглых фасонных резцов служит преимущественно быстрорежущая сталь. Для экономии быстрорежущей стали призматические резцы могут быть выполнены сварными. Резцы с пластинами из твердых сплавов применяют реже, чем резцы из быстрорежущей стали, вследствие значительной трудности шлифования их профиля и меньшего допустимого числа заточек.

Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт или пазы на торце. Круглые фасонные резцы закрепляют также затяжкой (благодаря силе трения).

Конструктивные и габаритные размеры фасонных резцов можно выбирать в зависимости от наибольшей глубины профиля изготовляемой фасонной детали.

Геометрические элементы лезвия фасонных резцов зависят от материала заготовки и подачи.

Круглые резцы для внутреннего фасонного растачивания, вследствие малых габаритных размеров, могут быть выполнены с хвостовиком, цельными или сварными. Для облегчения ввода резца в отверстие верхнюю часть резца срезают под углом 50°. Максимально допустимый диаметр резца не должен превышать 0,8d отверстия.

Для крепления фасонных резцов на станках могут быть применены державки и приспособления разнообразных конструкций, в зависимости от того, возможно ли их размещение на суппортах станков и каковы размеры посадочных мест, допустимые силы резания, а также погрешности, допущенные при установке и регулировании режущей кромки, относительно высоты центра заготовки.

Профиль фасонного резца, как правило, не совпадает с профилем исходной заготовки. Поэтому эти профили необходимо скорректировать. Профиль фасонного резца можно рассчитать двумя основными способами: аналитическим (расчетным) или графическим.

Червячная фреза представляет собой червяк, профиль витка которого соответствует профилю обрабатываемой детали, обрезанный в режущий инструмент прорезанием стружечных канавок и затылованием зубьев.

Фрезы, для получения одинаковых условий резания на обоих боковых сторонах зубьев, обычно проектируются с винтовыми стружечными канавками, угол наклона которых на делительном цилиндре берется равным углу подъема резьбы исходного червяка. При обработке осуществляется как бы зацепление исходного червяка и детали. Приближенно зацепление червячной фрезы и детали рассматривается как зацепление плоской рейки с деталью.

Процесс обработки червячными фрезами сводится к процессу нарезания зубчатых деталей гребенками и профиль червячной фрезы определяется в нормальном сечении, как профиль рейки, сопряженной с обрабатываемой деталью.

Червячные фрезы могут быть трех типов: архимедовы (с прямолинейным профилем в осевом сечении), эвольвентные и фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении (по витку или впадине). Архимедовы и эвольвентные червячные фрезы изготавливают, в основном, для фрезерования червячных колес, причем первые из них – архимедовы червячные фрезы – получили большее распространение, так как их проще изготавлять, чем эвольвентные фрезы.

Червячные фрезы с прямолинейным профилем в нормальном сечении получили широкое распространение для фрезерования цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, и до настоящего времени они являются основным типом фрез для данного фрезерования. Наряду с этим для фрезерования цилиндрических колес находят применение архимедовы червячные фрезы с прямолинейным профилем в осевом сечении и даже с прямой канавкой. Кроме указанных типов червячных фрез, применяются конические червячные фрезы и глобоидальные фрезы.

Черновые червячные фрезы делают пониженной точности, часто с нешлифованным профилем зуба. Для повышения производительности черновые фрезы иногда делают двухзаходными. При увеличении числа заходов фрезы в определенное число раз, во столько же раз должна увеличиваться частота вращения нарезаемого колеса. Однако повышение производительности при применении двухзаходных фрез сравнительно невелико (до 20%), так как с увеличением угла наклона канавок резко ухудшаются условия резания на боковых сторонах профиля, и приходится снижать подачу. Применение трехзаходных фрез совершенно не оправдывается.

Чистовые червячные фрезы, как правило, изготовляют однозаходными, с прямолинейным профилем в нормальном или осевом сечениях. Чистовые фрезы изготовляют трех типов и четырех классов точности:

— тип I — цельные прецизионные класса точности АА;

— тип II — цельные общего назначения классов точности А, В и С;

— тип III — сборные классов точности А, В и С.

Фрезы класса АА используют для нарезания колес 7-й степени точности, класса А — 8-й степени, класса B – 9-й степени и класса С – 10-й степени точности.

Особо точные (прецизионные) червячные фрезы отличаются от чистовых тщательностью выполнения, жесткими допусками и увеличенным диаметром (увеличение диаметра приводит к повышению точности профиля фрезы).

Сборные червячные фрезы со вставными гребенчатыми ножами изготавливают для экономии инструментального материала. Корпус этих фрез из конструкционной стали, а гребенчатые ножи – из быстрорежущей стали или твердого сплава. Имеется много конструкций сборных червячных фрез.

Различные зубчатые детали фасонного профиля обрабатываются червячными фрезами на специальных зубофрезерных станках, широко распространенных в промышленности. Зубофрезерование червячными фрезами представляет непрерывный процесс, чем и объясняется его высокая производительность.

1 Проектирование фасонного резца

1.1 Исходные данные на проектирование:

материал заготовки – Сталь 38ХС;

форма фасонного резца – круглая;

размеры детали приведены на рисунке 1.
/>
Рисунок 1. Эскиз детали

1.2 Определение размеров конструктивных элементов фасонного резца

Основные конструктивные элементы фасонных призматических резцов показаны на рисунке 2:
/>
Рисунок 2. Основные конструктивные элементы

фасонного дискового резца с торцовыми рифлениями

Размеры конструктивных элементов фасонных дисковых резцов с торцовыми рифлениями определяются по таблице [1], в зависимости от наибольшей глубины профиля заготовки tmax, который определяется по формуле:

/>,

где Dmax, Dmin – соответственно максимальный и минимальный диаметры детали.

/>

Определенные размеры конструктивных элементов резца сведены в таблицу 1.

Таблица 1– Размеры конструктивных элементов резца

в, миллиметрах

tmax

D

d (H8)

d1

bmax

K

r

d2

l2

17

80

22

34

20

5

2

40

4


1.3 Определение углов режущей части резца

Фасонный резец должен иметь соответствующие задний α0и передний γ0углы, чтобы процесс снятия стружки проходил нормально. Значение переднего угла зависит от обрабатываемого материала, и выбирается по таблице [2].

Для стали 38ХС, имеющую предел прочности σв=930 МПа принимают γ0=5° .

Задний угол для дисковых резцов принимается равным 10 – 12° [2], принимаем α0=10°.

При расчете и изготовлении фасонных резцов так же используется угол заострения β0. Передний, задний углы и угол заострения связанны соотношением [1]:

α0+ γ0+ β0= 90.
Из этого соотношения находим угол заострения:

β0= 90° – α0– γ0

β0= 90° – 10 – 5 = 75°

1.4 Аналитический расчет профиля фасонного резца.

Для проведения расчета на чертеже детали, прежде всего, указываем базовые точки (рисунок 3), и выражаем все диаметральные размеры через радиусы, а линейные проставим от правого торца детали:

r1=12 мм;

r2=16 мм;

r3=29 мм;
l1=12 мм;

l2=40 мм;

l3=56 мм;

/>

Рисунок 3. Эскиз детали с базовыми точками
Определяем сумму углов в базовой точке

S0 = a0 + g0,

где a0– задний угол;

g0– передний угол.

S0 = 10˚+ 5˚=15˚

Определяем расстояние от центра детали до плоскости передней поверхности

A0= rбаз sin g0,

где rбаз – наименьшем диаметре детали.

A0= 12sin 5˚=1,045 мм

Определяем передний угол в текущей плоскости

/>,

где ri – радиус детали в конкретной точке.

/>

/>

/>

Определяем расстояние от текущей точки до оси

Bi= ricos (g+ gi)

B1,2= 12 cos (5˚ + 5˚) = 11,817 мм

B3,4= 16 cos (5˚ + 3,747˚) = 15,813 мм

B5,6= 29 cos (5˚ + 2,065˚) = 28,779 мм

Определяем промежуточную величину

Ki = ±( Bi— rбаз)

K1,2 = ±( 11,817— 12) = — 0,183 мм

K3,4 = ±( 15,813— 12) = 3,813 мм

K5,6 = ±( 28,779— 12) = 16,779 мм

Определяем глубину профиля в i-ой точке

/>
/>

/>

/>

Определяем постоянную величину

C0= Rбазcos S0,

где Rбаз – наибольший радиус резца.

C0= 40 cos 15˚ = 38,637 мм

Определяем расстояние от резца до передней плоскости

H= Rбазsin S

H= 40 sin 15˚ = 10,352 мм

Определяем вспомогательную величину

Ci = C0 — ti

C1,2 = 38,637 – (-0,183) = 38,454 мм

C3,4 = 38,637 – 3,827 = 34,81 мм

C5,6 = 38,637 – 16,843 = 21,794 мм

Определяем суммарный угол в текущей точке

/>

/>

/>

/>

Определяем радиус резца в текущей точке

/>

/>

/>

/>
Определяем глубину резца в радиальном сечении

Ti= Rбаз + Ri

T1,2= 40 + 39,823 = 79,823 мм

T3,4= 40 + 36,318 = 76,318 мм

T5,6= 40 + 24,127 = 64,127 мм

Определяем задний угол в текущей точке

ai= Si— g

a1,2= 15,067˚— 5˚ = 10,067˚

a3,4= 16,561˚— 5˚ = 11,561˚

a5,6= 25,407˚— 5˚ = 20,407˚
1.5 Графический расчет профилей фасонных резцов

Строим в левом углу чертежа профиль детали. Проектируем точки профиля на ось I — I, перпендикулярную к оси детали; получаем точки 1¢, 2', 3' и т. д. Из точки О1 проводим окружности соответствующими радиусами r1, r2, r3. Задавшись определенными углами g и a, а также наружным диаметром резца, определяем центр резца О2, расположенный на линии II — II, построенный выше центра детали на величину Hu= R1 sina. Для этого раствором циркуля, равным наружному радиусу R1 фасонного резца, делаем засечку из точки 1, находящейся на пересечении горизонтальной оси I — I с окружностью радиуса r1. Точка О2 пересечения линии II — II с засечкой, сделанной из точки 1, будет искомым центром окружности круглого резца.

Теперь проведем линию аМ передней поверхности фасонного резца. Для этой цели из точки 1 проводим линию под углом g к линии I — I. Соединив точки пересечения 1, 2, 3, линии передней поверхности с соответствующими окружностями радиусов r1, r2, r3 с центром О2 фасонного резца, получим соответствующие радиусы фасонного резца R1, R2, R3.

Чтобы построить профиль фасонного резца в радиальном сечении, необходимо провести радиальную линию NN, отложить вправо на линии, нормальной к NN, размеры l1 и 12 (и т. д.), равные соответствующим осевым размерам детали (если ось круглого резца параллельна оси обрабатываемой детали). Из крайней точки 1' осевых размеров отложим параллельно линии NN размеры Р2 и Р3 и равные разности соответствующих радиусов фасонного круглого резца (R1 — R2 и R1 -R3). На пересечении линий, соответствующих размерам Р2 и Р3, и линий, определяющих размеры l1 и 12, получим точки 2" и 3¢¢. Соединяя точки 1¢, 2¢¢ и 3¢¢ получим профиль фасонного резца в радиальном сечении.

После проведения расчетов и определения размеров профиля фасонного резца проектируют шаблоны и контршаблоны для контроля профиля резцов.

2 Проектирование червячно-модульной фрезы

2.1 Исходные данные на проектирование:

Модуль фрезы m = 3,5 мм;

Угол зацепления α = 20º;

Тип фрезы — фреза общего назначения.

2.2 Расчет червячной модульной фрезы

Расчет червячной модульной фрезы осуществляется в следующем порядке:

Выбор предварительно наружного диаметра фрезы dао по ГОСТ 9324-80Е.

Наружный диаметр червячной фрезы можно выбрать по таблице [1]

Выбираем dао=80 мм.

Выбираем размеры профиля нарезки в нормальном сечении

Определяем шаг зубьев

Рno = π · m

Рno = 3,14 · 3,5=10,99 мм

Определяем ход зубьев фрезы

Pnz=Pno· z,

где z – число заходов фрезы

Pnz=10,99 · 1=10,99 мм

Определяем толщину зуба в нормальном сечении по делительной окружности

/> — для чистовых фрез,

где Sn = π · m/ 2 – толщина зуба колеса по делительной окружности

/>

/>

Определяем высоту головки зуба фрезы

/>,

где hf1 – высота ножки зуба колеса, мм;

f – коэффициент высоты;

/>

Определяем высоту ножки зуба фрезы

/>

/>

Определяем высоту зуба фрезы

/>

/>

Определяем радиус закруглений головки и ножки зуба

/>

/>

/>

/>

Выбор геометрических параметров фрезы αв, γ, αбо

Задний угол при вершине зуба αв обычно αв = 9…15°. Передний угол γ для чистовых фрез обычно принимается γ = 0.

Задний угол на боковых сторонах зубьев в нормальном сечении

/>,

где α – угол профиля исходного контура.

/>

4 Определение диаметра посадочного отверстия фрезы

/> — для фрез общего назначения;

где do – высота зуба фрезы, мм

/>

Полученное значение do округляется до ближайшего большего значения из нормального ряда, принимаем do=32 мм.

Определяем диаметр окружности впадин

dвn = 1,75 do,

где do – диаметр посадочного отверстия, мм

dвn = 1,75 · 32=56 мм

Определяем число зубьев фрезы

Число зубьев фрезы принимается в зависимости от модуля и типа фрезы, принимаем zo=10 [1].

Определяем величину затылования зуба фрезы

/>,

где dao – наружный диаметр фрезы, мм;

zo – число зубьев фрезы, мм;

αв – задний угол при вершине зуба.

/>

Полученное значение K округляется до ближайшей большей величины, кратной 0,5 мм, принимаем K=4 мм.

Определяем глубину стружечной канавки

Размеры стружечной канавки должны выбираться из условия свободного выхода затыловочного резца и шлифовального круга при изготовлении фрезы, размещения срезаемой стружки.

/> — для фрезы с не шлифованным профилем,

где ro = 0,5 мм – радиус закругления дна стружечной канавки.

/>

Округляем до целого числа Hk = 13 мм.

Уточняем наружный диаметра фрезы dao

/>

/>

Принимаем dао=80 мм.

Выбираем угол стружечной канавки θ в зависимости от zo

Принимаем θ = 220, т.к. zo = 10.

Определяем диаметр начального цилиндра в начальном сечении

/>,

где hao – высота головки зуба фрезы, мм;

K – величина затылования, мм.

/>

Определяем угол подъема витков фрезы на начальном цилиндре в расчетном сечении

/>,

где Pno – шаг зубьев фрезы, мм;

dmo – диаметр начального цилиндра фрезы в исходном сечении.

/>

Выбираем угол наклона стружечной канавки λmo

Фрезы с углом подъема витка γmo ≤ 6° могут быть изготовлены с прямыми осевыми стружечными канавками.

γmo = 2˚52΄, следовательно λmo = 0°

Определяем шаг стружечных канавок

/>

/>

Определяем ход витков фрезы

/>

/>

Определяем шаг витков фрезы

/>

/>

Определяем диаметр выточки в отверстии

/>

/>

Определяем диаметр буртиков фрезы

/>

/>

Определяем рабочую длину фрезы

/>,

где /> — высота зуба колеса, мм;

Pxo – осевой шаг витков фрезы, мм.

/>

Определяем общую длину фрезы

/>,

где l1 – длина буртиков l1 = 4…6 мм, принимаем l1 = 5 мм

/>

Длина поясков на посадочном диаметре отверстия l = (0,25…0,3)L

l = 0,28 · 60,347=16,897 мм

Определяем размеры продольной шпоночной канавки используя литературу [3].

Диаметр посадочного отверстия do= 32 мм;

Ширина шпоночного пазаb = 10 мм;

Расстояние t2=3,8 мм.

Заключение

Произведен расчет фасонного дискового резца и червячной модульной фрезы.

Расчет профиля резца произведен двумя способами: расчетно-аналитическим, и графическим методами. Выполнен расчет профиля графическим методом с соответствующим оформлением на листе формата А3, а так же чертеж резца, на формате А3. Для контроля профиля данного резца представлен чертеж шаблона и контршаблона на листе формата А4.

Произведен расчет червячной модульной фрезы расчетно-аналитическим методом, и выполнен чертеж данной фрезы на листе формата А2.

Литература

Денисов В.Н. Проектирование инструмента. Метод. указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Проектирование инструментов» / В.Н. Денисов, Ю.В. Матвеев, П.Г. Павловский. – Пенза: Издательство Пензенский государственный университет, 2008 – 88 с.

Кирсанов Г.Н. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: Учеб. пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»/ Под общ. Ред. Г.Н. Кирсанова – М.: Машиностроение, 1986 – 288 с.

Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х т.: Т. 2 / 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992 – 784 с.

Аршинов В.А., Алексеев Г.А. Резание металлов и режущий инструмент. Учебник для машиностроительных техникумов. – М.: Машиностроение, 1976 – 530 с.

Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент» / 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990 – 400 с.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Право и иные социальные нормы
Реферат Права и обязанности родителей
Реферат Право інтелектуальної власності
Реферат Стихи о назначении поэта и поэзии
Реферат Права ребенка в Республике Беларусь
Реферат Банковские операции и формы безналичных расчетов
Реферат Правовое положение сотрудников внутренних дел
Реферат Правовий статус безробітного
Реферат Особенности современной финансовой политики России Экономическое содержание
Реферат Правовое положение ОВД районов,городов
Реферат Расчет измерительных преобразователей Полупроводниковый диод
Реферат Организационные основы приема и обслуживания туристов
Реферат Развитие музыкально-сенсорных способностей у детей старшего дошкольного возраста средствами музыкально-дидактических 2
Реферат Технология производственых процессов в гостинице
Реферат Право на защиту чести