48971

Конструктивные элементы токарного составного резца

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Ограничения на допустимые углы в плане φ и φ1 резца приведены на рисунке 1. Для выбора резца используем ГОСТ 1888273 Резцы токарные расточные с пластинами из твердого сплава для обработки сквозных отверстий. Область применения твердого сплава Т15К6: получерновое точение чистовое точение нарезание резьбы резцами и вращающимися головками рассверливание растачивание и т.

Русский

2014-01-07

679.5 KB

43 чел.

1 Проектирование токарного твердосплавного составного резца

Постановка задачи: по исходным данным, согласно алгоритму подобрать и обосновать конструктивные элементы токарного составного резца.

1.1 Исходные технологические данные

Исходные технологические данные токарной операции представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Исходные данные

вар

Код

ТОП

Параметры обрабатываемой поверхности

l1

мм

l2

мм

l3

мм

l4

мм

l5

мм

d1

мм

d2

мм

d3

мм

R

мм

Ra

мкм

1

26

100

20

60

-

-

110

80

-

100

3,2

Марка

ОМ

В,

МПа

НВ,

(HRCЭ)

Вид заготовки

Припуск на обработку, мм

Расположение шпинделя

Направление вращения шпинделя

30

540

-

П

2

Слева

Против часовой стрелки

Характер припуска

Вид обработки

Вид закрепления

заготовки

Параметры гнезда резцедержателя

Тип

производства

Расположение гнезда по длине

относительно оси шпинделя

Hо,мм

Lr,мм

H, мм

B, мм

Р

Ч

П

ПА

32

200

40

35

МС

Примечания:

1 П – поковка;

2 Р – равномерный;

3 Ч – чистовая;

4 П – в патроне;

5 ПА – параллельно оси шпинделя;

6 МС – мелкосерийное.

На рисунке 1.1 представлен эскиз обрабатываемой поверхности: 

Рисунок 1.1 – Эскиз обрабатываемой поверхности

1.2 Анализ исходных данных

При токарной обработке внутренних поверхностей наибольшее применение имеют расточные резцы. Обработка производится при согласованном движении заготовки и инструмента. Заготовка совершает главное движение – вращение, а инструмент движется со скоростью подачи в сторону к шпинделю станка.

Ограничения на допустимые углы в плане φ и φ1 резца приведены на рисунке 1.2. При проектировании инструмента необходимо обеспечить, чтобы углы в плане φ и φ1 были бы не меньше углов детали θ и θ1.Углы θ и θ1 определены с помощью построения, θ = 1º и θ1 = 27º.

Рисунок 1.2 – Эскиз детали

Рассмотрим несколько вариантов обработки детали. Обработки детали по точечной модели показана на рисунке 1.3.1. Применяется в единичном и мелкосерийном производствах. При такой обработке инструмент – универсальный, простой в изготовлении, дешевый; сложная кинематика станка.

Рисунок 1.3.1 – Обработка детали по точечной модели

Обработка детали по линейной модели приведена на рисунке 1.3.2. Применяется в массовом и крупносерийном производствах. При такой обработке выше производительность, станок проще, дешевле, а инструмент – сложный, не универсальный.

Рисунок 1.3.2 – Обработка детали по линейной модели

Выбираем обработку по точечной модели, так как производство мелкосерийное, а инструмент универсальный.

Тип обрабатываемой детали – втулка. При обработке резец движется справа на лево, вращение шпинделя против часовой стрелки, ось резцедержателя расположена параллельно оси шпинделя, поэтому принимаем расточной отогнутый правый резец. Для выбора резца используем ГОСТ 18882-73 «Резцы токарные расточные с пластинами из твердого сплава для обработки сквозных отверстий».

1.3 Выбор инструментального режущего материала

Марку твердого сплава для оснащения резцов выбираем в зависимости от марки и твердости обрабатываемого материала, вида обработки и характера припуска, вида заготовки.

Рекомендации по выбору марок твердых сплавов для резцов приведены в
[2, c.96]. Выбираем марку твердого сплава Т15К6 ГОСТ 3882-74. Область применения твердого сплава Т15К6: получерновое точение, чистовое точение, нарезание резьбы резцами  и вращающимися головками, рассверливание, растачивание и т.д. при обработке углеродистых и легированных сталей.

Таблица 1.2Состав и основные физико-механические свойства сплава

Марка сплава

Массовая доля компонента в
смеси порошков, %

Физико-механические свойства

WC

TiC

Co

, МПа
не менее

, г/см3

Твёрдость HRA,
не менее

Т15К6

79

15

6

1150

11,1-11,6

90,0

Державки составных резцов изготавливают из качественных углеродистых и легированных конструкционных сталей.

При изготовлении державки составного резца применяем сталь марки 45  ГОСТ 4543-71, HRCэ  31…41 [2, c.7].

Пластину к корпусу паять припоем ТМС 47М ЦМТУ 0728 – 68.

1.4 Геометрия рабочей части

Геометрические параметры резца влияют на силу резания, износ режущих кромок лезвия и качество обрабатываемой поверхности.

Передний угол  назначают в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала и конструкции инструмента. По рекомендациям [1, с.4, таблица 1] для чистовой обработки углеродистых сталей с σв до 800 МПа  . Принимаем .

Главный задний угол  выбираем в зависимости от обрабатываемого материала. По рекомендациям [1, с.4, таблица 1] для чистовой обработки углеродистых сталей с σв до 800 МПа . Принимаем . Вспомогательный задний угол , а также задний угол на переходной (радиусной) режущей кромке  принимаются обычно равными углу . Принимаем .

Главный угол в плане  выбирается, в основном, в зависимости от жесткости системы станок – приспособление – инструмент – деталь.

При растачивании обычно наименее жесткое звено технологической системы – консольная часть расточного резца. Технологическая система имеет пониженную жесткость при

,

где lв=110 - длина вылета резца из резцедержателя,

     dв- приведенный диаметр консольной части резца

      

Таким образом в нашем случае , следовательно технологическая система имеет пониженную жесткость.

При работе в условиях пониженной жесткости технологической системы главный угол в плане  выбирают в пределах от 60° до 90° [1, с.7]. Принимаем .

Вспомогательную режущую кромку для упрочнения вершины резца и улучшения теплоотвода рекомендуется выполнять под углом φ1 равным 10º...30º [1, с.7]. Однако обрабатываемая деталь накладывает ограничения φ1 ≥ θ1 = 27º, выбираем  .

Угол наклона главной режущей кромки  выбирают, в основном, в пределах от 0° до 6°в зависимости от вида обработки. Так как при увеличении угла  от 0˚ до 6˚ стойкость резца возрастает незначительно, то часто по технологическим соображениям этот угол у составных резцов принимают равным 0˚. Этим достигается снижение трудоемкости изготовления резцов и упрощение настройки заточного станка при заточке резцов. Принимаем .

При проектировании резцов геометрия их рабочей поверхности выбирается, как правило, из условия обеспечения наибольшей стойкости резца, или достижения заданной шероховатости обработанной поверхности, или минимальных сил резания. При этом необходимо также учитывать тип образующейся стружки, вид заготовки и характер припуска. Указанные факторы весьма сильно влияют на надежность выполнения технологической операции. В связи с этим во многих случаях возникает необходимость создания стружколомающих элементов на передней поверхности и упрочнения режущей кромки.

В данном случае нужна криволинейная передняя поверхность с отрицательной фаской для обработки с МПа [2, с.297]. Фаска, как упрочняющий элемент, способствует повышению надежности работы резца. При чистовом точении сталей и сплавов ширина фаски  выбирается меньше, чем при черновой и получистовой обработке. Наиболее часто, где а – толщина среза, мм. Передний угол на фаске . Принимаем .

На рисунке 1.4показана режущая часть резца.

Рисунок 1.4 – Режущая часть резца

Радиус округления режущей кромки  выбирают в зависимости от назначения резца: для чистового и получистового точения величину  обычно выбирают в пределах от 0,01 мм до 0,04 мм. Принимаем мм

С увеличением радиуса переходной режущей кромки r повышается прочность вершины резца и его стойкость, а также уменьшается шероховатость обработанной поверхности. Однако, увеличение r вызывает уменьшение фактического угла в плане резца (особенно при малых глубинах резания) и значительный рост силы  что может приводить к снижению точности обработки и появлению вибраций в системы станок – приспособление – инструмент – деталь.

При чистовой обработке r выбирают наиболее часто в зависимости от требуемой шероховатости обработанной поверхности и режима резания. По таблице [1, с.6, таблица 3] , так как технологическая система пониженной жесткости принимаем наибольшую подачу  при мм, сталь углеродистая,  мкм. Так как МПа, то , Принимаем

Определение толщины среза , мм:

Определение величины фаски , мм:

, принимаем

Фаска по задней поверхности мм

Передний угол на фаске .

Задний угол на фаске .

Задний угол на корпусе .

Точно так же как принимается равной , так же делают вспомогательную заднюю поверхность  равной .

1.5 Выбор напайной твердосплавной пластины

Для выбора твердосплавной пластины необходимо знать длину режущих кромок. Длина режущих кромок должна позволять проводить обработку на всех участках детали. Длина режущей кромки будет максимальна при обработке конических участков. Припуск на конических участках определяется по нормали к поверхности. Схема для определения минимальной длины режущей кромки приведена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Схема определения длины главной режущей кромки

Для определения минимальной длины режущей кромки по схеме, представленной на рисунке 1.5, была выведена формула

мм

Пластина выбирается в зависимости от типа и назначения резца.

Для расточных резцов рекомендуются пластины типов 02 и 62 (по ГОСТ 25395-90). Исходя из рассчитанных параметров резца и рекомендаций ГОСТ 18882-73, выбираем пластину 02251. Угол врезки пластины принимаем равным 10º для экономии твердого сплава при каждой заточке резца. Пластину к корпусу паять припоем ТМС 47М ЦМТУ 0728 – 68.

На рисунке 1.6 показан вид твердосплавной пластины с размерами.

Рисунок 1.6 – Пластина твердосплавная

1.6 Выбор державки

Державки составных резцов изготавливают из качественных углеродистых и легированных конструкционных сталей.

При изготовлении державки составного резца применяем сталь марки 45  ГОСТ 4543-71, HRCэ  31…41 [2, c.7].

1.7 Габаритные размеры

Габаритные размеры резцов с целью их унификации выбирают по соответствующим стандартам.

У резцов крепежной частью наиболее часто служит стержень (державка), который может иметь прямоугольное, квадратное или круглое сечение.

Габаритные размеры токарных резцов с державкой прямоугольного или квадратного сечения выбираются с учетом соотношений:

,

где  – высота вершины резца,

 – расстояние от опорной плоскости гнезда резцедержателя до линии центров станка; принимаем ;

,

где  – длина резца,

– длина вылета резца из резцедержателя.

Для расточных резцов ,

Где мм – длина растачиваемого отверстия;

      мм – величина зазора между резцедержателем и торцем детали в конце рабочего хода;

      мм –длина перебега вершины резца при расточке сквозного отверстия ;

                   мм

 - длина гнезда резцедержателя.

где  – высота державки,

  высота гнезда резцедержателя,  

,

где  – ширина хвостовой части державки,

 – ширина гнезда резцедержателя.  

где  – длина  хвостовой части державки,

 – длина гнезда резцедержателя.  

Принимаем:

1.8 Компоновка рабочей части

При поэлементном методе проектирования инструмента назначаются параметры всех элементов, после чего выполняется общая компоновка инструмента с определением габаритных размеров.

Эскиз общего вида резца показан на рисунке 1.7.

Рисунок 1.7 – Эскиз общего вида проектируемого резца

1.9 Выбор аналога проектируемого резца

Для проектируемого резца подбирается аналогичный ему стандартный резец, который можно использовать для данной операции, предварительно проведя его необходимую переточку до параметров проектируемого резца.

По [2, с.267, таблица 8.3] принимаем токарный твердосплавный расточной резец для растачивания сквозных отверстий по ГОСТ 18882-73 с углами в плане φ=60º и φ=30º. Для выбранного резца необходима переточка до параметров проектируемого резца.

1.10 Технические требования

1 Материал корпуса сталь 45 ГОСТ 4543 – 71, материал пластины Т15К6 ГОСТ 3882-74

2 Паять припоем ТМС 47М ЦМТУ 0728 – 68.

3 Сколы и трещины при пайке не допускаются.

4 На поверхности соединения корпуса резца с пластиной не допускается вогнутость больше 0,05мм.

5 Маркировать Т15К6, дату изготовления.

6 В качестве конструкторско-технологической базы принимается опорная плоскость резца.

7 Шероховатость на передней поверхности , шероховатость на задней поверхности , на корпусе

8 Неуказанные предельные отклонения h12, H12, IT12/2.

9 Остальные технические требования по ГОСТ 5688-61.

2 Выбор и обоснование параметров спирального сверла

Постановка задачи: спроектировать сверло для обработки отверстия при заданных условиях обработки

2.1 Исходные данные

Исходные данные для проектирования сверла представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные

Параметры обрабатываемого отверстия

СП

ТП

ТХ

Тип

D, мм

L, мм

ОМ

НВ

Г

15

18

СЧ25

220

НП

Н

К

Примечание:

1 Г - глухое

2 D – диаметр отверстия

3 L – длина отверстия

4 ОМ – марка обрабатываемого материала

5 НВ – твердость обрабатываемого материала

6 ОП – состояние обрабатываемой поверхности заготовки: НП – необработанная (грубая) поверхность с неудаленной коркой

7 ТП – точность позиционирования обработанного отверстия  (смещение – увод оси отверстия при сверлении без предварительного центрования): Н – нормальная

8 ТХ – тип хвостовика сверла: К – конический хвостовик с конусом Морзе по ГОСТ 25557-82 [ 2, c.189, табл.6.21]

2.2 Анализ исходных данных

По таблице 10.1 [2, с.359] выбираем в качестве прототипа сверло №1221 – нормальной длины с коническим хвостовиком по ГОСТ 10903-77.

Быстрорежущие сверла диаметром свыше 6 – 8 мм делают сварными.

Хвостовики этих сверл изготавливаются из стали 45 ГОСТ 4543 – 71, НRCэ 31...41 [4, c.102].

На рисунке 2.1 представлено сверло спиральное с коническим хвостовиком.

Рисунок 2.1 – Сверло спиральное

2.3 Выбор и обоснование инструментального режущего материала

В качестве инструментального режущего материала применяют быстрорежущую сталь марки Р6М5 по ГОСТ 19265-75, наиболее часто используемую на практике вследствие хорошего сочетания в ней эксплуатационных и технологических свойств [3, с.3]. Эффективность эксплуатации спиральных сверл из быстрорежущей стали может быть повышена, за счет нанесения износостойких покрытий. На практике в основном используют однослойные покрытия нитридом титана (TiN). Покрытие слоем нитрида титана обеспечивает «естественную смазку», снижает коэффициент трения, повышает абразивную износостойкость инструмента, улучшает отвод теплоты из зоны резания.

Выбираем сталь Р6М5, которая используется для изготовления всех видов режущих инструментов. Основные свойства стали Р6М5: твердость 63...66 НRCэ, теплостойкость 620 ОС, И=3300 МПа [2, с.92, таблица 4.6].

2.4 Выбор и обоснование геометрии

Геометрические параметры режущих элементов сверл классифицируют в зависимости от формы задней поверхности: криволинейная и плоская.

С учетом основных рекомендаций по применению и выбору основных видов заточек и подточек задних поверхностей сверл в зависимости от условий обработки (материал заготовки, глубина сверления, точность позиционирования отверстия) выбираем следующую форму режущей части: нормальная с криволинейной (винтовой) заточкой задней поверхности и луночной подточкой поперечной кромки [3, с.5, таблица 2].

Производительность и стойкость сверла во многом зависит от значения главного угла в плане . Угол сверла влияет на составляющие силы резания, длину режущей кромки и элементы сечения стружки. Обычно на чертежах сверл указывают значение угла при вершине . С увеличением угла при вершине сверла уменьшается активная длина режущей кромки и увеличивается толщина срезаемого слоя, при этом увеличиваются силы, действующие на единицу длины режущей кромки, что вызывает повышенное изнашивание сверла. При увеличении , площадь срезаемого слоя остается неизменной, степень его деформации уменьшается, суммарная составляющая силы резания, определяющая крутящий момент, падает.

Рекомендуемое на основании экспериментальных данных и производственного опыта значение угла  при обработке заготовок из чугунов  [2, с.381].

Главный задний угол – угол между главной задней поверхностью и плоскостью, образованной главной режущей кромкой и вектором главного движения в заданной точке, измеренный в плоскости, перпендикулярной к радиусу в этой точке. По рекомендации [2, с.383, таблица 10.11] – .

Задний угол в нормальной к режущей кромке плоскости  определяется из формулы: ; .

Угол наклона главной режущей кромки  в конструкциях стандартных сверл на чертежах не указывается и количественно не задается. Однако значение этого угла является существенным для процесса образования и направления схода стружки.

Угол наклона винтовых канавок сверла , задаваемый по наружному диаметру, оказывает большое влияние на прочность и жесткость сверла, и отвод стружки. С увеличением угла  увеличивается и передний угол, облегчается процесс резания, улучшается отвод стружки, повышается жесткость сверла, но кручение, но снижается жесткость в осевом направлении.

Для сверл типа Н, предназначенных для обработки хрупких материалов (чугуна, бронзы, латуни), рекомендуемые значения  [4, с.104]. Выбираем .

Передний угол главных режущих кромок сверла  на чертежах стандартных сверл не указывается и его значение не оговаривается. Значения передних кинематических углов  определяется углом наклона  винтовой канавки и переменны по текущему радиусу точки главной режущей кромки.

2.5 Способы улучшения геометрии

Для улучшения режущей способности сверл применяют подточку поперечной кромки, подточку ленточки, двойную заточку  с переходной режущей кромкой, подточку главной режущей кромки.

В данной работе способом улучшения геометрии является луночная подточка поперечной кромки.

При определении размеров участка луночной подточки поперечной кромки для сверл с нормальной криволинейной (винтовой) формой задней поверхности , учитывают:

– длина неподточенной поперечной кромки К практически равна диаметру сердцевины сверла у его вершины и определяется из соотношения

мм

       – величину угла наклона поперечной кромки   принимают по [3, с.108, табл.3.3]

      – при определении размеров участка луночной подточки:

Радиус профиля участка подточки мм;

Длина участка подточки мм; принимаем мм

Угол наклона образующей участка подточки ;

Длина подточенной луночной поперечной кромки мм; принимаем мм

2.6 Компоновка режущей части

Все определенные ранее элементы определяют режущую часть сверла. После назначения численных значений элементам можно выполнять компоновку всей режущей части. Компоновка приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Эскиз режущей части

2.7 Зуб и стружечная канавка

Стружечная канавка служит для отвода стружки из зоны резания.

Диаметр спинки: , где мм – высота ленточки
[2, с. 361], мм

мм;мм;

Принимаем мм; мм.

Длина стружечной канавки  определяется по формуле:

,

где  – длина обрабатываемого отверстия ;

 – дополнительная длина рабочей части сверла с учетом переточек:

 мм – для сверл общего назначения;

 – величина недобега максимально сточенного сверла для обеспечения выхода стружки из стружечной канавки:

С целью обеспечения наибольшей жесткости сверла принимают наименьшую стандартную длину стружечной канавки с учетом расчетной длины стружечной канавки по таблице 3 [3, с.9]. Определяем , сверло укороченной серии по длине.

На рисунке 2.3 представлен эскиз стружечной канавки

Рисунок 2.3 – Эскиз стружечной канавки

 

2.8 Направляющая часть

Для обесчечения направления сверла в отверстии на вспомогательной задней поверхности выполняют ленточки, на которых задний угол равен 0. Они не срезают слой материала, а лишь опираются на уже обработанную поверхность обеспечивая тем самым направление сверла.

Ширина ленточки может быть определена как  
[2, с.361], мм, Принимаем мм

На рисунке 2.4 приведён эскиз ленточки.

Рисунок 2.4 – Эскиз ленточки

С целью снижения трения сверла о поверхность обрабатываемого отверстия диаметр рабочей части выполняют с обратной конусностью, уменьшение диаметра в направление к хвостовику. Для сверл с D=10...18 мм величина обратной конусности равна 0,04 – 0,1 мм на 100 мм длины.[2, с. 361]. Принимаем величину обратной конусности 1:1000.

2.9 Выбор параметров хвостовика

Для сверла с коническим хвостовиком диаметром 15 мм по таблице 10.10
[2, с. 371] определяем номер конуса Морзе – №2, для которого , .

Размеры конуса Морзе по ГОСТ 25557-82

, , Конусность 1:20,020=0,04995

Материал хвостовика сверла – Сталь 45 ГОСТ 4543-71, НRCэ 31...41
[4,
c.102].

2.10 Элементы соединения

Длина участка сверла от стружечной канавки до шейки:

мм.

Длина участка шейки:

мм.

Диаметр участка шейки:

мм.

Расстояние от торца хвостовика до места соединения рабочей части и хвостовика:

мм.

Рабочую часть сверла и хвостовик соединить контактной стыковой сваркой

Диаметр сердцевины винтовых сверл:

мм (при D = 15 мм).

Значение  переменно и увеличивается по направлению к хвостовику на
1,4 – 1,7 мм на 100 мм длины с целью повышения прочности и жесткости сверла.

Соединение рабочей части и хвостовика получают сваркой контактной стыковой оплавлением, что указывается на графическом изображении сверла

На рисунке 2.5 представлен эскиз хвостовика.

Рисунок 2.5 – Эскиз хвостовика

2.11 Габаритные и недостающие размеры

Общая длина сверла с коническим хвостовиком:

мм

Габаритный диаметр:  

Класс точности сверла назначаем по ГОСТ 22735-77, ГОСТ 22736-77 и
ТУ 2-035-636-78 [2,с.367,таблица 10.7] – B1(нормальный)

В соответствии с классом точности В1 назначим допуски:

– допуск радиального биения: 0,16мм [2, с.365, таблица 10.4];

– допуск осевого биения режущих кромок: 0,3 мм. [2, с.365, таблица 10.5]

– допуск конуса Морзе по ГОСТ 2848-75 – АТ8 (для класса В1)

Размер для места стыка сварки:

2.12 Технические требования

1 Рабочая часть – Р6М5 ГОСТ 19265-73, HRCэ 63...65; хвостовик – сталь 45 ГОСТ 4553 – 71,  HRCэ 31...41 .

2 Рабочую часть покрыть нитридом титана, толщина покрытия 0,003...0,006 мм.

3 Утолщение сердцевины к хвостовику 1,5 мм на 100 мм.

4 Обратная конусность 0,04 – 0,1 мм на 100 мм.

5 В качестве технологической базы принимается коническая поверхность хвостовика.

6 Допуски биения режущих кромок: радиального – 0,16, осевого – 0,3

7 Шероховатость на передней поверхности , ленточек , шероховатость на задней поверхности , на корпусе , конуса .

8 Неуказанные предельные отклонения: H12; h12;IT12/2.

9 Предельные отклонения размеров конуса по ГОСТ 2848-75.

10 Остальные технические требования по ГОСТ 2034 – 80.

3  Выбор и обоснование параметров фрезы

Постановка задачи: спроектировать фрезу для обработки поверхности при заданных условиях обработки

3.1 Исходные данные

Исходные данные для проектирования фрезы представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные

Вид

фрезы

Параметры обрабатываемой
поверхности (ОП)

Обрабатываемый

материал

Lo,

мм

Lв,

мм

N,

кВт

В,

мм

t,

мм

Rа,

мкм

Марка

В,

МПа

НВ

Ц

90

5

12,5

СЧ30

260

310

20

16

Примечание

1. Ц – цилиндрическая фреза

Вид обработки определяется заданной в исходных данных (см. таблицу 3.1) шероховатостью обработанной поверхности: при Rа = 12,5 мкм – обработка черновая.

При работе цилиндрической фрезой ее ось расположена горизонтально. Инструментодержатель фрезерного станка – шпиндель с посадочным отверстием с конусностью 7: 24 с конусом 50 по ГОСТ 15945-82.

Насадные цилиндрические фрезы применяют на горизонтальных консольно-фрезерных станках. Фрезы устанавливают на оправках с поддерживающей втулкой.

Обработка однопроходная.

Направление вектора скорости движения подачи фрезы перпендикулярно плоскости эскиза обрабатываемой поверхности.

Эскиз обрабатываемой поверхности показан на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Эскиз обрабатываемой поверхности

3.2 Анализ исходных данных

По таблице 9.1 [2, с.322] выбираем в качестве прототипа фрезу №1832 – фрезы цилиндрические из быстрорежущей стали.

Схема инструментальной наладки показана на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема инструментальной наладки

3.3 Выбор и обоснование инструментального режущего материала

В качестве инструментального режущего материала примем быстрорежущую сталь по ГОСТ 19265-73. При обработке чугунов  твердостью НВ > 220 выбирают марку Р6М5К5[6, с.9].

Выбираем сталь Р6М5К5, которая используется для изготовления черновых и получистовых инструментов, химсостав – 6% W, 5% Mo, 5% Co. Основные свойства стали Р6М5К5: твердость 64...67 НRCэ, теплостойкость 630 ОС, И=3000 МПа [2, с.92, таблица 4.6].

Для повышения стойкости фрез целесообразно при проектировании предусматривать нанесение износостойких покрытий на рабочую часть инструмента, в частности нитрида титана TiN, с толщиной покрытия в пределах 0,003…0,005 мм. Повышение стойкости инструмента достигается также при поверхностной химико-термической  обработке рабочей части.

3.4 Режим резания

В соответствии с заданными исходными технологическими данными назначаем режим резания с использованием рекомендаций, приведенных в приложении 2 [6, с.17]:

Для чугуна СЧ30 твердостью 260 НВ и шероховатости обработанной поверхности Ra = 12,5 мкм при фрезеровании цилиндрическими фрезами:

Скорость резания V = 16 м/мин, подача на зуб Sz = 0,16…0,25 мм/зуб.

При черновой обработке, Ra = 12,5 мкм, нужно применять большее значение подачи на зуб, поэтому применяем Sz = 0,25 мм/зуб.

3.5 Габаритные и присоединительные размеры

Минимальный наружный диаметр фрезы Doп из условия допустимого прогиба оправки при цилиндрическом фрезеровании:

Doп  =  0,2 B 0,26  t 0,09 Sz 0,06  Lo0,78  y -0,26,

где B – ширина фрезерования, мм;

t    – глубина резания, мм;

Sz  – подача, мм/зуб:

Lo  – расстояние между опорами оправки, мм;

y   – допустимый прогиб оправки (0,4 мм при черновом фрезеровании)

      Минимальный наружный диаметр фрезы Dон из условия возможности  обработки ( некасания )

Dон  =  d  +  2(Lв  +  ),

где d  =  Dоп / 2,25 – диаметр оправки;

LВ – лимитирующий габаритный  размер  технологической наладки;    

= (10…15) мм – суммарная величина толщины простановочного кольца и зазора  между  простановочным  кольцом и  заготовкой или  элементом станочного приспособления.

Наружный диаметр фрезы DО выбирают из условия

 DО    Dон   и   Do   Dоп

Doп  =  0,2 · 90 0,26 · 5 0,09 · 0,25  0,06 · 310 0,78 · 0,4 -0,26 = 76,32 мм;

d = 76,32 / 2,25 = 33,92 мм;

Dон = 33,92 + 2(20 + 12) = 97,92 мм.

        Принимаем по ГОСТ 29092-91 Dо = 100 мм, d =40 мм – диаметр посадочного отверстия.

3.6 Обоснование числа зубьев Zo

Zo принимают по ГОСТ на соответствующий вид фрезы для выбранного наружного диаметра фрезы. В ГОСТ указаны два значения числа зубьев для каждого наружного диаметра фрезы. При проектировании фрезы для черновой обработки выбирают меньшее число зубьев (фрезы с крупным зубом), для чистовой обработки  - большее число зубьев (фрезы с нормальным или мелким зубом).

Т.к. фрезерование черновое, то Zo принимаем по [2, с.325,таблица 9.3] для цилиндрической фрезы наружным диаметром 100 мм число зубьев равное Z = 14.

3.7 Обоснование геометрии

Выбор оптимальных углов режущих элементов фрезы зависит главным образом от назначения фрезы, свойств обрабатываемого материала и технологических условий обработки.

Задний угол предназначен для устранения трения задней поверхности зуба об обработанную поверхность в процессе резания. По рекомендации [2, с.349, таблица 9.9] – α = 16º.

Передний угол предназначен для уменьшения нагрузки на режущую кромку в процессе резания, и выдирается в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого и режущего материала и типа фрезы. По рекомендации [2, с.348, таблица 9.8] – γ = 5º.

Угол наклона винтовых зубьев фрезы принимается по рекомендациям [2, с.328] и в соответствии с ГОСТ 3752-71* ω = 35º.

3.8 Форма и размеры зуба и стружечной канавки

       Для крупнозубых (черновых) фрез используется профиль трапецеидальный усиленный. Эскиз профиля зуба показан на рисунке 3.3.

Параметры профиля зуба:

– окружной шаг

– высота зуба , принимаем

– радиус дна стружечной канавки , принимаем

– ширина задней поверхности , принимаем

Рисунок 3.3 – Профиль зуба и стружечная канавка.

3.9 Недостающие размеры

Эти размеры, необходимые для создания конструкции фрезы, принимают по соответствующим ГОСТам или конструктивно.

Размеры шпоночного паза определяются по ГОСТ 9472-90. Для диаметра посадочного отверстия d =40 мм выбираем размеры шпоночного паза .

Размеры выточки в посадочном отверстии определяются по ГОСТ 3752–71*.

Рисунок 3.4 – Размеры выточки в посадочном отверстии

Для фрезы с D = 100 мм, d = 40 мм и L = 125мм по ГОСТ 3752–71* принимаем d1 = 42 мм, l = 32 мм.

3.10 Технические требования

1 Материал фрезы Р6М5К5 ГОСТ 19265 HRCэ = 63…66.

2 Рабочую часть фрезы покрыть нитридом титана, толщина покрытия 0,003…0,005 мм.

3 В качестве базы принимается внутренняя цилиндрическая поверхность.

4 Биение торцевых поверхностей 0,04…0,1 мм.

5 Радиальное биение зубьев: двух смежных 0,02…0,06 мм, двух противоположных 0,04…0,06 мм.

6 Шероховатость передней и задней поверхностей 0,2 мкм, ленточки на задней поверхности 0,2 мкм, поверхности спинки зуба 0,8 мкм, посадочного отверстия 0,8 мкм, остальных 3,2 мкм.

7 Неуказанные предельные отклонения h12, H12, IT12/2.

8 Остальные технические требования по ГОСТ 3752–71*.

4  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1

Проектирование резцов общего назначения. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Режущий инструмент» для студентов специальностей 151001 и 151002/ НГТУ, Ю.Ю. Немцов, Ю.Н. Зотов, А.В. Денисенко. Н.Новгород, 2012.

2

Справочник инструментальщика.  И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общей ред. И.А. Ординарцева. Л.: Машиностроение, 1987.

3

Исследование и проектирование спиральных сверл. Методические указания и задания к курсовой работе по дисциплине “Режущий инструмент” для студентов спец. 151001 и 151002 всех форм обучения / НГТУ, Ю.Ю.Немцов. – Н.Новгород, 2012.  12 с.

4

Родин П.Р. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов, 3-е изд., перераб. и доп. К.: Высшая школа. Головное изд-во, 1986.

5

Металлорежущие инструменты: Учеб. для вузов по спец. “Технология машиностроения” и “Металлорежущие станки и инструменты” / Г.Н.Сахаров, О.В.Арбузов, Ю.Л.Боровой и др. – М.: Машиностроение, 1989.

6

Исследование и проектирование цельных и составных фрез: Метод. указания и задания к курсовой работе по дисциплине «Режущий инструмент» для студентов специальностей 151001 и 151002 всех форм обучения / НГТУ; Ю.Ю.Немцов, И.Л.Лаптев. Н.Новгород, 2012. 16 с.

PAGE  2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7001. Философия. Предмет философии и ее функции в обществе 93.72 KB
  Предмет философии и ее функции в обществе. Философия - общая теория мира и человека в нем. Философия зародилась около 2500 лет назад в странах востока: Индии, Греции, Рима. Наиболее развитые формы она приобрела в Др. Греции. Философия - любовь...
7002. Эффективность управления 298 KB
  Эффективность управления Настоящая тема раскроет осваивающим менеджмент и интересующимся проблемами управления следующие вопросы: сущность эффективности управления ресурсы и потенциал управления результат управления фактор...
7003. Типология управления и выбор альтернатив 223.5 KB
  Типология управления и выбор альтернатив Настоящая тема даст ответы на следующие вопросы и поможет осваивающим менеджмент изучить типологию управления: роль типологии управления в освоении менеджмента типологический анализ менеджмента ...
7004. Стратегия в менеджменте 269 KB
  Стратегия в менеджменте В этой теме осваивающие менеджмент и интересующиеся проблемами развития фирмы могут получить ответы на следующие вопросы: понятие стратегии понятие тактики основные признаки стратегического менеджмента...
7005. Документация и делопроизводство в системе управления 224.5 KB
  Документация и делопроизводство в системе управления В настоящей теме осваивающие профессию менеджера и заинтересованные читатели получат ответы на следующие вопросы: понятийный аппарат документа обозначение реквизитов в документах требования к бл...
7006. Управление персоналом. Персонал организации и его характеристика 417.5 KB
  Управление персоналом В этой теме осваивающие менеджмент и интересующиеся проблемами управления получат ответы на следующие вопросы: характеристика персонала организации основные параметры персонала оценка эффективности использов...
7007. Результативность управления 85.5 KB
  Результативность управления Результативность управления. Качество управления. Эффективность управления. I. Для того, чтобы быть успешной организацией в течении долгого времени, чтобы выжить и достичь своих целей, организация должна быть как эффектив...
7008. Тесты по экологии с ответами 134 KB
  1. Когда был принят закон Республики Узбекистан об охране природы? а) 10 декабря 1991 г б) 8 декабря 1994 г в) 9 ноября 1993 г г) 9 декабря 1992 г. д) 12 декабря 1993 г. 2. Когда отмечается Международный день охраны окружающей среды? а) ...
7009. Исследование электрического поля между двумя электродами в полупроводящей среде 962.5 KB
  Цель: Исследовать влияние формы электродов на картину поля, при изменении характеристик среды. Расчет электрических полей с помощью ЭВМ Для расчета электрических полей используем программу ElectField. В данной программе можно использовать электроды...