Проектирование специального инструмента

Проектирование и расчет призматического фасонного резца. Высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля. Проектирование и расчет геометрии червячной фрезы. Величина затылования. Профиль обрабатываемого отверстия протяжки.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.10.2013
Размер файла 448,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проектирование специального инструмента

1. Проектирование и расчет призматического фасонного резца

Исходные данные: Рисунок 23, вариант 2

Рисунок 1.1. Эскиз изготовляемой детали

Марка материала прутка Сталь А30: ув = 600 МПа;

Тип резца - призматический.

Рассчитываем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам:

; (1.1)

; (1.2)

; (1.3)

; (1.4)

;

где d1, d2, d3, d4, d5 - диаметры обработанных поверхностей на детали.

;

;

;

;

.

Выберем габаритные и конструктивные размеры резца по таблице 2 [1], величины переднего г и заднего б углов резца по таблице 3 [1].

Таблица 1.1. Габаритные и конструктивные размеры

Высота профиля tmax, мм

M

A

F

E

d

H

6

29,46

20

10

6

6

75

Таблица 1.2. Величины переднего и заднего углов

Марка

ув, МПа

г0

б0

Сталь А30

600

20

12

Размер B определяем конструктивно.

1.3 Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца, измеренные вдоль передней поверхности.

; (1.5)

где ri - радиусы узловых точек на профиле детали;

г - величина переднего угла в базовой точке 1;

гi - величины передних углов для расчетных точек на профиле режущей кромки резца.

; (1.6)

;

;

;

;

;

;

;

.

Рассчитаем высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля.

Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаем в радиальном сечении.

; (1.7)

;

;

;

Проверим результаты аналитического расчета величин Т2, Т3 графическим построением профиля резца.

1) 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.

2) Обозначим на проекциях детали узловые точки профиля цифрами 1,2,3,4.

3) 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 г к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности призматического резца - прямые параллельные линии, проведённые под углом б к вертикальной осевой линии детали через точки пересечения линии 1`Р с контурами окружности профиля детали.

4) 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, перпендикулярную задней поверхности;

в) перенесем с помощью циркуля высотные размеры профиля резца из плоскости V на плоскость H.

5) Замерим на чертеже высотные размеры каждой узловой точки профиля резца Т2, Т3 и разделим полученные величины на принятый масштаб графического профилирования резца, результаты занесем в таблицу и сопоставим с результатами аналитического расчета.

Таблица 1.3

Номер узловой точки

Высотные размеры профиля, измеренные от базовой точки 1, мм

на детали

на резце

аналитический

графический

2

t2 = 1 мм

T2 = 0,8987 мм

T2 = 0,96 мм

3

t3 = 2 мм

T3 = 1,7909 мм

T3 = 1,792 мм

4

t4 = 3 мм

T4 = 2,6783 мм

T4 = 2,684 мм

2

t5 = 6 мм

T5 = 5,3158 мм

T5 = 5,316 мм

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.

b = tmax + (5…12) = 6 + 12 = 18 мм

Lр = lд + b + c1 + c2 + f = 55 + 4,5 + 1,5 + 2 + 2 = 65 мм

размеры: b1?3 мм, с1 = 1,5 мм, с2 = 2 мм, f = 2 мм.

Принимаем b = 4,5 мм, b1 = 3 мм, с1 = 2 мм, с2 = 2 мм, f = 2 мм.

2. Проектирование и расчет червячной фрезы

Исходные данные: Вариант 18

Таблица 2.1 - Размеры шлицевого вала

zdD

b, мм

d1min, мм

аmin, мм

fном, мм

fоткл, мм

rmax, мм

6х21х25

5

19,5

1,95

0,3

+0,2

0,2

Исполнение шлицевого вала - A.

Вид инструмента - окончательный.

Базирование происходит по внутреннему диаметру.

Обозначение вала - d - 6x21 H7/e8x25H12/a11x5D9/f8

Рисунок 2.1. Профиль торцового сечения шлицевого вала при центрировании по внутреннему диаметру

Расчетные размеры вала.

Наружный диаметр:

Dр = Dmax - 2·fmin, (2.1)

Dmax= D + ES = 25 + (-0,3) = 24,7 мм;

где Dmax - максимальная величина наружного диаметра вала, мм

fmin - номинальная величина фаски, мм

D р= 24,7 -2·0,3=24,1 мм;

Внутренний диаметр (без учета припуска под шлифование вала):

dр = dmin + 0,25·d, (2.2)

где dmin - номинальный внутренний диаметр, dmin = 21+(- 0,041) = 20,959 мм;

dр = 20,959 + 0,25·0,021 = 20,964 мм

Ширина шлица без учета припуска:

bр = bmin + 0,25·b, (2.3)

где bмин - ширина шлица минимальная, мм

bр =4,972+0,25·0,018 = 4,977 мм.

Диаметр начальной окружности с фаской на сторонах шлица:

(2.4)

где Dн - диаметр начальной окружности, мм

Принимаем мм

Конструктивные элементы фрезы

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.

; (2.5)

следовательно, теоретическую кривую заменяем одной дугой окружности.

Для нахождения радиуса одной заменяющей окружности R0 и координат х0,

у0 центра этой окружности необходимо иметь координаты трех узловых точек профиля фрезы.

Точка О с координатами х=0, у=0 расположена на начальной прямой в точке пересечения ее с кривой профиля:

точка 1-по середине профиля;

точка 2-у вершины профиля зуба;

Зная координаты точки 1 и точки 2 найдем х0, у0, R0. Координаты центра заменяющей окружности.

; (2.6)

; (2.7)

Радиус заменяющей окружности:

(2.8)

Ординаты точки 1и точки 2 принимаем:

y1 = (0,4…0,5)·h; (2.9)

y2 = 0,9·h; (2.10)

y1 = (0,4…0,5)· 1,418 = (0,567…0,709) мм;

принимаем y1 = 0,65 мм

y2 = 0,9·1,418 = 1,276 мм;

Абсциссы точек 1 и 2 из формул:

; (2.11)

, (2.12)

где Rн - радиус начальной окружности вала.

б1, б2 - углы обката точки 1 и точки 2 соответственно.

; (2.13)

; (2.14)

где гн - угол шлица в точке на Dн;

; (2.15)

Зная значения углов в радианах:

;

.

Определяем:

;

Тогда радиус заменяющей окружности:

;

Чтобы проверить точность замены кривой бокового профиля зуба фрезы дугой окружности, определяем величину отклонений дуги от теоретической кривой в двух точках а и b в расположенных между точками 0; 1; 2.

Максимальная погрешность замены в точках а и b:

Дa = Fa - R0; (2.16)

Дb = Fb - R0, (2.17)

где Fa, Fb - радиусы точек а и b, мм

; (2.18)

; (2.19)

где xa, xb, ya, yb - координаты точек а и b;

; (2.20)

, (2.21)

; (2.22)

; (2.23)

Углы обката точек а и b в радианах:

; (2.24)

; (2.25)

; (2.26)

; (2.27)

Рассчитываем предварительные параметры:

Координаты точек:

,

,

Определяем радиуса точек:

Дa = 5,796 - 5,792 = 0,004 мм,

Дb = 5,791 - 5,792 = -0,001 мм,

Погрешность допустимая т. к. выполняется условие:

(Дa+Дb) ? 2/3* Дb мм, (0,005?0,012)

где (Дa+Дb) - погрешность замены (по модулю);

Дb - допуск на ширину шлица (0,038 мм).

Толщина зуба фрезы по начальной прямой:

(2.28)

где n - число шлицев вала, n = 6;

гн - в радианах;

Шаг зуба в нормальном сечении:

(2.29)

Смещение уступа от начальной прямой:

(2.30)

Угол уступа (фаски): при n = 6,

ш = 35?;

ширина фаски: с = 2·f = 2·0, = 0,6 мм;

высота фаски: h2 = с·tg ш = 0,6·tg35? = 0,42 мм;

Размеры канавки для выхода шлифовального круга при затыловании канавки:

радиус: r = 1…2, принимаем r = 1 мм,

ширина:

l = tн - (Sн + 2·c);

l = 12,462 - (7,448+2·0,6)=3,814 мм;

глубина: h3 = 1,5…3 мм, конструктивно принимаем h3 = 2 мм;

Высота усика:

, (2.31)

где - максимальная высота профиля зуба.

(2.32)

где - радиус начальной окружности вала;

- угол обката высшей точки профиля.

(2.33)

где - расчётный внутренний диаметр вала;

- диаметр начальной окружности вала;

- угол профиля шлица.

(2.34)

где - расчётная ширина шлица.

Высота шлифованной части зуба фрезы:

(2.35)

мм

Не допускается: <0,3 мм

Общая высота профиля зуба:

h0 = hш+ h3; (2.36)

h0 = 2,449 + 2 = 4,449 мм;

Геометрия фрезы.

Передний угол: г=0?.

Задний угол на вершине зуба:

бb = 8…14? = 13?.

Шаг между выбираемыми углами 30ґ.

На боковых сторонах профиля задний угол:

, (2.37)

где , а значение угла должно быть бд ?1? 30ґ.

;

;

Условие выполняется.

Расчет конструктивных и габаритных размеров фрезы.

Число заходов - однозаходные.

Угол подъема витков по среднему диаметру ф = 6?.

При увеличении ф увеличивается погрешность профиля боковой стороны шлица.

Направление витков правое.

Направление передней поверхности зубьев левое.

Ориентировочный наружный диаметр:

(2.38)

Принимаем

Число зубьев фрезы:

D=50…85 > Zmin = 12

Величина затылования:

(2.39)

Принимаем K = 2,5 мм;

K1 = (1,2…1,7)·2,5 = (3…4,3) мм;

Принимаем K1 = 3,5 мм;

Размеры канавки для выхода стружки:

r2 = 1,25…2,5 мм;

принимаем r2 = 1,25 мм;

(2.40)

Угол канавки и = 25?.

Длина шлифованной части задней поверхности зубьев фрезы:

(2.41)

принимаем lш =5 мм.

Шаг витков фрезы в осевом сечении:

(2.42)

Длина наружной части фрезы:

, мм (2.43)

принимаем lр= 40 мм.

Общая длина фрезы:

L = lр+ 2·lд, (2.44)

где lд - длина буртика фрезы, мм

lд = 2…5 мм;

принимаем lд = 5 мм;

L = 40 + 2·5 = 50 мм,

Диаметр цилиндрической части буртиков:

(2.45)

принимаем dд = 31 мм.

Средний расчетный диаметр:

(2.46)

Угол наклона стружечной канавки:

(2.47)

Принимаем щ = 4?95?.

Шаг стружечной канавки:

(2.48)

Диаметр отверстия фрезы:

(2.49)

Принимаем .

Рисунок 2.2 Фреза червячная

3. Проектирование и расчет фасонной протяжки

Исходные данные:

Минимальный диаметр отверстия под протягивание: d=40 мм; диаметр отверстия, получаемое после протягивания: D=52 мм. Предельное отклонение диаметра D по чертежу детали: ?=0,05 мм, длина протягиваемого отверстия: lд =60 мм; д =0,07 мм. Материал заготовки: Сталь 45: у = 589 МПа; HB=207.

Рисунок 3.1. Профиль обрабатываемого отверстия

Хвостовик и шейка.

Диаметр хвостовика:

D1=d - 0,5=40-0,5=39,5 мм. (3.1)

где d - минимальный диаметр отверстия под протягивание, мм.

Расчетную величину D1 округляем до ближайшей меньшей величины, соответствующей ГОСТ 4044-70. Принимаем D1=36 мм. Остальные размеры хвостовика и размеры шейки принимаем соответственно с ГОСТ 4044-70:

D1' =28 мм; D2=35,5 мм; l=160 мм; lx=140 мм; l1=20 мм; l2=32 мм; R1=0,4 мм; R2=1,6 мм; C=1,5 мм; б =30?.

Переходный конус

Для диаметра отверстия под протягивание d=40 мм принимаем длину конуса 20 мм.

Передняя направляющая часть

Диаметр передней направляющей части, мм

Dпн=d=40 мм, (3.2)

Предельное отклонение Dпн по e8.

Длина передней направляющей Lпн равна расстоянию от конца переходного конуса до первого зуба режущей части, то есть, включая длину первой стружечной канавки.

Lпн= lд=60 мм; т. к.lд/D=60/52=1,15?1,5 (3.3)

где lд - длина протягиваемого отверстия, мм;

D - диаметр отверстия, получаемого после протягивания, мм.

Форма и размеры зубьев.

Главные режущие кромки зубьев имеют форму дуг концентрической окружностей, диаметр которых Di постепенно увеличивается от первого зуба к последнему. Вспомогательные режущие кромки зубьев имеют прямолинейную форму в зависимости от профиля обрабатываемой детали.

Рисунок 3.2. Хвостовик протяжки.

Режущая часть

Величины углов в нормальном сечении по главной режущей кромке для стали 20 принимаем:

г =15?; б =3?;

Предельные отклонения углов по ГОСТ16492-70

? г =; ? б =30ґ;

Для уменьшения трения на вспомогательных режущих кромках делают угол равный 1?, располагающийся позади ленточки шириной 0,8…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:

Принимаем t=10 мм

Принимаем h=6 мм

Принимаем с=3 мм

Принимаем R=3 мм

Принимаем R1=8 мм

резец призматический протяжка инструмент

Рисунок 3.3. Размеры стружечных канавок на режущей части протяжки.

Диаметр первого зуба протяжки, мм

Dz1= Dпн=40 мм; (3.4)

Диаметр последнего зуба режущей части протяжки, мм;

Dп= Dк, (3.5)

где Dк - диаметр калибрующих зубьев протяжки, мм;

Dк=(D+?) - p = (52+0,05) - 0,01=52,04 мм;

где ? - предельное отклонение диаметра D, мм;

Литература

1. Методические указания по дисциплине «Режущий инструмент». Раздел «Резцы фасонные».

2. Методические указания по дисциплине «Режущий инструмент». Раздел «Протяжки фасонные».

3. Методические указания по дисциплине «Режущий инструмент». Раздел «Расчёт червячных зуборезных фрез».

4. Г.Н. Кирсанов. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов М.: Машиностроение, 1986 г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Проектирование фасонного тангенциального резца, расчет высотных размеров его профиля. Проектирование и расчёт червячной фрезы с прямоугольным шлицем. Разработка проекта фасонной протяжки работающей по генераторной схеме, расчет длин дуговых участков.

    курсовая работа [718,7 K], добавлен 16.09.2010

  • Расчет размеров профиля призматического фасонного резца и его дополнительных режущих кромок. Проектирование элементов и вычисление параметров фасонной протяжки. Расчет конструктивных и габаритных размеров червячной фрезы для обработки прямобочных шлицев.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.11.2013

  • Расчет и проектирование фасонного резца. Проектирование шаблона и контршаблона. Проектирование протяжки и патрона для крепления ее на станке. Расчет фасочной части протяжки. Аналитический расчет профиля фасонного резца. Углы режущих зубьев протяжки.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 12.04.2015

  • Расчеты геометрических параметров и углов фасонного резца, червячной модульной фрезы, шлицевой протяжки переменного резания. Выбор типа и построение профиля. Расчёт полей допусков на изготовление резца, шаблона и контршаблона. Определение размеров фрезы.

    курсовая работа [433,7 K], добавлен 23.05.2012

  • Аналитическое проектирование фасонного резца. Графический способ определения его профиля. Расчет полей допусков резца, шаблона, контршаблона; державки, фрезы торцовой сборной на прочность и жесткость; протяжки для обработки прямоточных шлицевых отверстий.

    курсовая работа [598,0 K], добавлен 22.03.2013

  • Расчёт переднего и заднего углов режущей части. Расчёт общей длины профиля резца, наибольшей глубины профиля детали. Определение высоты заточки и высоты установки резца. Коррекционный расчет профиля: диаметр отверстия и длина фрезы, величина затылования.

    контрольная работа [63,4 K], добавлен 04.11.2014

  • Графический способ определения профиля резца. Расчет и конструирование червячной фрезы. Расчет режима резания при фрезеровании. Расчет и конструирование спирального сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостиком. Проектирование круглой протяжки.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 31.10.2011

  • Проектирование призматического фасонного резца. Определение размеров дополнительных режущих кромок. Чертёж шаблона и контршаблона для проверки профиля резца на просвет. Проектирование и расчёт фасонной протяжки. Определение толщины срезаемого слоя.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2013

  • Порядок конструирования фасонного резца, выбор геометрии, графическое построение профиля и его аналитический расчёт. Проектирование шпоночной протяжки, расчет машинного метчика для нарезания сквозных отверстий и конструкция профиля червячной фрезы.

    курсовая работа [375,4 K], добавлен 28.07.2011

  • Конструирование шлицевой протяжки. Эксплуатационные показатели шлицевой протяжки. Расчёт призматического фасонного резца. Конструктивные параметры зубьев фрезы. Расчёт профиля зуба червячной шлицевой фрезы. Технические требования к червячной фрезе.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 08.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.