Проектирование фасонного резца, шлицевой протяжки и сборной торцовой фрезы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Расчетно-пояснительная записка: 23с., 4 рис., 1 табл., 6 источников.

Объект проектирования - фасонный резец, шлицевая протяжка, сборная торцовая фреза.

Цель работы - для заданных условий обработки спроектировать фасонный резец, шлицевую протяжку и сборную торцовую фрезу.

В первом разделе проекта приводятся: исходные данные для проектирования фасонного резца; аналитическое и графическое проектирование круглого фасонного резца; расчет полей допусков резца, шаблона контр - шаблона, расчет державки резца на прочность и жесткость.

Во втором разделе приводятся исходные данные для расчета шлицевой протяжки, расчет и выбор конструктивных и геометрических параметров протяжки, выбор оптимального варианта протяжки.

В третьем разделе приводятся исходные данные для проектирования сборной торцовой фрезы, описание конструкции, расчет основных параметров.

В расчетно-пояснительной записке приводятся также перечень использованной литературы.

ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ, ПРОТЯЖКА ШЛИЦЕВАЯ, СБОРНАЯ ТОРЦОВАЯ ФРЕЗА, АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ГРАФИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

1. Графическое и аналитическое проектирование фасонных резцов

1.1 Исходные данные

Рисунок 1 - Эскиз детали Вариант 16: d₁f9 = 20 f9 мм; d₂d9 = 15d9 мм; d₃ = 29h9 мм; l₁ = 6 мм; l₂ = 12 мм; l₃ = 13 мм; l₄ = 20 мм; l₅ = 20 мм; Обрабатываемый материал - Сталь 30.

Цель работы: для заданной детали выбрать тип и геометрические параметры фасонного резца в базовой точке. Выполнить графическое и аналитическое проектирование выбранного типа фасонного резца, шаблона и контр - шаблона. Рассчитать передние и задние углы в расчетных точках заданной детали и построить графики их изменения. [ 1,2 ].

1. Определяем глубину профиля обрабатываемой детали:

2. Определяем тип фасонного резца

Так как t>8 мм и длина детали меньше 80 мм выбираем круглый фасонный резец.

3. Выбор значений переднего и заднего углов в базовой точке.

Для стали 30 г₀ =15^?

Для круглого резца б₀ = 10^?

1.2 Аналитическое проектирование фасонного резца

1. Радиус резца в базовой точке

2 Сумма переднего и заднего углов в точке О

?₀=г₀ + б₀=15 + 10=25⁰

3. Расстояние от оси детали до продолжения передней поверхности

h_u = r₀ ? sin г₀ = 7,5 ? sin15=1,94 мм

4. Расстояние от оси детали до оси резца

h_p = R₀ ? sin б₀ =20,46 ? sin 10 = 3,55 мм

5. Расстояние от оси резца до передней поверхности

H = R₀ ? sin ?₀ = 20,46 ? sin 25 =8,64 мм

6. Расстояние от оси резца до базовой точки по передней поверхности

B₀ = R₀ ? cos ?₀ = 20,46 ? cos 25 = 18,54 мм

7 Значение переднего угла в i-й точке

г₁ = arcsin (h_u/r₁) = arcsin 0,1943 = 11⁰;

г₂ = arcsin (h_u/r₂) = arcsin 0,1337 = 8⁰.

8. Расстояние от рассматриваемой точки относительно детали по передней поверхности

A₁ = r₁ ? cos г₁ = 10 ? cos 11⁰ = 0,9816 ? 10 = 9,81 мм;

A₂ = r₂ ? cos г₂ = 14,5 ? cos 8⁰ = 0,9903 ? 14,5 = 14,35 мм.

9. Расстояние от нулевой точки относительно детали по передней поверхности

A₀ = r₀ ? cos г₀ = 7,5 ? cos 15⁰ = 7,24 мм

10. Расстояние от рассматриваемой до нулевой точки относительно детали по передней поверхности

C₁ = A₁ - A₀ = 9,81 - 7,24 = 2,57 мм;

C₂ = A₂ - A₀ = 14,35 - 7,24 = 7,11 мм.

11. Расстояние от рассматриваемой точки относительно оси резца по передней поверхности

B₁ = B₀ - C₁ = 18,54 - 2,57 = 15,97 мм;

B₂ = B₀ - C₁ = 18,54 - 7,11 = 11,43 мм.

12. Сумма переднего и заднего углов в i - й точке

?₁ = arctg (H/B₁) = arctg 0,5317 = 28⁰;

?₂ = arctg (H/B₂) = arctg 0,7581 = 35⁰

Во всех характерных точках выполняется условие г + б ? 35⁰.

13. Радиус резца в i - й точке

R₁ = H/sin ?₁ = 18,35 мм;

R₂ = H/sin е₂ = 15,02 мм.

14 Значение заднего угла в i - й точке

б₁ = е₁ - г₁ = 28 - 11 = 17⁰;

б₂ = е₂ - г₂ = 35 - 8 = 27⁰.

Рисунок 2 - Расположение координатных размеров профиля круглого фасонного резца

1.3 Графический способ определения профиля резца

1. По исходным данным в левом нижнем углу листа строим полный профиль детали, на котором отмечаем характерные точки 0, 1,2.

2. Проектируем полученные точки 0, 1,2 профиля детали на ось 00, проведенную перпендикулярно оси детали, получаем точки 0^/, 1^/, 2^/.

3. Из центра 0₁ через точки 0^/, 1^/, 2^/ проводим окружности соответствующие радиусам r₀, r₁, r₂, в результате чего получаем проекцию детали на плоскость, перпендикулярную оси детали.

4. Определяем наружный диаметр резца. Для этого через точку 0^/ под углом ? к оси 00 проводим линию - след передней поверхности резца. Таким же образом из точки 0^/ проводим линию под углом б. На расстоянии К=10 мм от точки 0^/ проводим линию ВВ₁, перпендикулярную к оси 00. Расстояние К представляет собой минимальное расстояние, необходимое для отвода стружки от передней поверхности резца, и выбирается на 3….10 мм больше максимальной глубины профиля заготовки из точки В, в которой линия ВВ₁ пересекается с передней поверхностью резца, проводим линию, делящую угол щ пополам. Точка пересечения этой линии и линии, проведенной под углом б, будет искомой точкой 0₂ - центром круглого фасонного резца, что позволит определить его диаметр.

5. На линии 0^/В (след передней поверхности резца) отмечаем точки 1^//, 2^//, полученные в результате пересечения её соответствующими окружностями радиусов детали r₁ r₂.

6. Соединяя точки 1^//, 2^// с центром 0₂ резца, получаем соответствующие радиусы резца R₁, R₂.

7. Строим профиль фасонного резца в радиальном сечении: через точки 0, 1, 2 проводим горизонтальные линии; проектируя точки пересечения окружностей радиусов R₀, R₁, R₂ 0^/0^/, проходящей через центр резца 0₂, на горизонтальные линии, получим профиль фасонного резца в радиальном сечении (точки 0^///, 1^///, 2^///).

Вывод: профили резца, полученные аналитическим и графическим методами, идентичные.

1.4 Расчет полей допусков резца, шаблона и контршаблона

Допуск на глубину профиля

д_t = ,

Рисунок 3 - Схема полей допусков

t_max = r_max - BO - r_min - HO = 14,5 - 0 - 7,5- 0,093 = - 7,043 мм

t_min = r_max - HO - r_min - BO = 14,5 - 0,052 - 7,5 - 0,050 = 6,898 мм

д_t =

Допуск на неточность на неточность изготовления резца

?P =

Допуск на неточность изготовления шаблона

?Ш =

Допуск на неточность изготовления контршаблона

?КШ =

1.5 Проектирование державки фасонного резца

Описание конструкции державки.

Державка консольного типа предназначенная для работы на токарном станке, состоит из корпуса 1 стопорного винта 2, зажимной гайки 3, стопорной шайбы 4, оправки 5, шпоночного штифта 6, эксцентриковой втулки 7, зубчатого сектора 8, зубчатой шайбы 9, регулировочного винта 10 и болта 11. Державка имеет два механизма регулировки положения вершины резца по высоте: один механизм грубой регулировки за счет переустановки рифлений зубчатого сектора 8 и зубчатой шайбы 9, другой механизм тонкой регулировки за счет поворота регулировочного винта 10 и эксцентриковой втулки 7. При помощи эксцентриковой втулки можно также регулировать передний угол.

Закрепление резца осуществляется следующим образом: резец устанавливается на оправку 5, которая вставляется в эксцентриковую втулку таким образом, чтобы шпоночный штифт 6 попал в шпоночный паз на цилиндрической поверхности оправки. При этом штифт 9 должен попасть в соответствующее отверстие на торце резца. Производится грубая регулировка положения вершины резца и предварительное закрепление резца при помощи гайки 3. После тонкой регулировки положения вершины резца и переднего угла производится окончательное закрепление резца при помощи гайки 3 и стопорного винта 2.

Расчет державки резца на прочность и жесткость

Конструктивно принимаем сечение державки

H?B = 32?32 мм.

Проверяем державку на прочность по формуле

P_z ? l = W ? [?_u], (1)

где P_z - главная составляющая силы резания, Н; l - вылет резца, мм (l = 75 мм); w - момент сопротивления державки, мм³; [?_u] - допускаемое напряжение на изгиб, МПа (для стали 45 [?_u] = 240 МПа).

Сила резания P_z при точении рассчитывается по эмпирической формуле

P_z = C_pz ? t^xp ? S^yp ? V^zp ? K_p,

где C_pz - постоянный коэффициент, зависящий от материала резца и обрабатываемой детали; t - глубина резания, мм (при фасонном точении равна периметру профиля резца, t = 30 мм); S - подача, мм/об (при фасонном точении рекомендуется S = 0,02…0,08 мм/об, принимаем S = 0,05 мм/об); V - скорость резания, м/мин (принимаем V = 30 м/мин); x_p, y_p, z_p - показатели степени; К_р - поправочный коэффициент, зависящий от конкретных условий работы

Из справочной литературы [1] определяем C_pz = 212; xp = 1; yp = 0,75; zp = 0.

Значение поправочного коэффициента определяем по формуле

К_р = К_м ? К_ц ? К_л ? К_г ? К_r.

По справочной литературе определяем К_ц = 0,89, К_л = 1, К_г = 1, К_r = 0,87, а коэффициент К_м определяем по формуле

К_м = ()ⁿ = ()^0,35 = 0,86.

К_р = 0,86 ? 0,89 ? 1? 1 ? 0,87 = 0,69.

P_z = 212 ? 30¹ ? 0,05^0,75 ? 30⁰ ? 0,69 = 464 H.

Из формулы (1) определяем

Н = = = 5,2 мм

Исходя из полученных результатов делаем вывод, что принятые размеры державки удовлетворяют условию прочности.

Проверяем державку на жесткость, необходимо обеспечить следующее условие:

P_z ? P_zж,

где P_zж - сила резания, допускаемая жесткостью державки, Е - модуль упругости материала державки (для стали Е = 2 ? 10⁵ Н/мм²); J - момент инерции сечения державки, мм⁴ (для квадратного сечения J = )

J = = 9362,2 мм⁴

P_zж = = 665,75 Н

Так как P_z < P_zж, то державка удовлетворяет условию жесткости.

2. Расчет протяжки для обработки прямоточных шлицевых отверстий

2.1 Исходные данные для расчета

1. Протягиваемая заготовка: материал - чугун АЧК - 1; Твердость на операции протягивания НВ 240; отверстие под протягивание получено растачиванием, диаметр его до протягивания d₀ = 42Н9 (^+0,062); наружный диаметр шлицев D = 48Н7 (^+0,025); ширина шлицевых впадин b = 10D9 (); число шлицев n = 6; размер фаски 0,5 x 45⁰; параметр шероховатости поверхностей - Ra ? 2,5 по D, Rz ? 20 по d и b; длина протягиваемого отверстия l = 55 мм.

2. Станок горизонтально - протяжной модели 7Б56; тяговая сила Q = 196000 H; максимальная длина хода штока L_max = 1600 мм; диапазон рабочих скоростей 1,5 … 11,5 м/мин; состояние - удовлетворительное.

3. Производство - крупносерийное.

4. Длина протяжки, допускаемая возможностями инструментального производства и заточного отделения, L_max = 1500 мм.

2.2 Порядок расчета протяжки

1. Так как диаметр отверстия до протягивания равен внутреннему диаметру шлицев, принимаем схему расположения зубьев протяжки ФШ (фасочные - шлицевые).

2. Чугун антифрикционный ковкий с НВ = 250 относится к VI -й группе обрабатываемости.

3. Группу качества устанавливаем для каждой поверхности шлицевого отверстия. Так как центрирование производится по наружному диаметру с D = 48Н7 и параметром шероховатости поверхности Ra ? 2,5 мкм, то группа качества поверхности впадин - 2 - я, боковых сторон и поверхностей выступов - 3 - я.

4. Рабочая часть протяжки (переходной конус, передняя направляющая, режущая часть, задняя направляющая) изготавливается из быстрорежущей стали марки Р6АМ5.

5. Конструкцию протяжки принимаем с приваренными хвостовиками, материал хвостовиков - сталь 40Х. Диаметр переднего хвостовика D_хв = 32 мм, диаметр заднего хвостовика D_з.хв = мм.

Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчитываем по формуле

Р_хв = [ G_p ] x F_on,

где [G_p] - допустимое напряжение при растяжении, МПа;

F_on - площадь опасного сечения хвостовика, мм. Для принятого хвостовика [ G_p ] = 300 МПа, F_on = 490,9 мм².

P_хв = 300 x 490,9 = 147270 Н.

6. Передние и задние углы зубьев протяжки выбираем по табл. П5 приложения. Передний угол черновых, переходных, чистовых и калибрующих зубьев - 10⁰. Задний угол черновых и переходных зубьев б₀ = 3⁰, чистовых б_r = 2⁰, калибрующих б_к = 1⁰.

7. При обработке чугуна для второй группы качества Скорость резания V = 7 м/мин.

8. Определяем подачу черновых зубьев по средней наработке между двумя отказами.

Т_м.и = l T_м.и l K_тв x К_тр x К_тз x К_тм x К_тд = 96 x 0,8 x 1,0 x 1,0 x 1,0 x 1,0 = =77 мин.

Для Т_м.и = 77 мин S_zф = 0,12 мм/зуб на сторону, S_zш = 0,2 мм/зуб на сторону.

9. Определяем глубину стружечной канавки по формуле для стружки надлома

h = 0,8917 ,

где l_s - суммарная длина протягивания, мм (l_s = 55 мм); K - коэффициент заполняемости (для чугуна К = 3)

h = 0,8917 = 5,74 мм По табл. П14 для черновых и переходных зубьев принимаем профиль №10: h = 6 мм, t = 15 мм, r = 3 мм, b₁ = 5,5 мм, R = 10 мм, Fa = 28,3 мм²; для чистовых и калибрующих зубьев принимаем профиль №9: h = 5 мм, t = 13 мм, r = 2,5 мм, b₁ = 5 мм, R = 8 мм, Fa = 19,6 мм².

10. Число одновременно работающих зубьев определяем по формуле

Z_p = + 1 = +1 = 4,66

11. Определяем максимально допустимую силу резания Р_max. Принимаем Р_max наименьшей из трех сил Р_ст, Р_хв и Р_оп:

Р_ст = 0,8 x Q = 0,8 x 196000 = 156800 H;

Р_хв = 147270 Н (см. п.5);

Р_оп = F_оп x [G_p] = 0,785 (42 - 2,6)² x 400 = 282600 H.

следовательно, принимаем P_max = P_хв = 147270 Н.

12. Определяем число зубьев в группе по формуле:

z_c =

Bшmax = b + 2c = 10,076 + 2 x 0,5 = 11,076 мм.

Bш max = bmax = 10,076 мм.

q_оф = 277 Н; q_ош = 437 Н.

Kpm = Kpo = Kpk = Kpp = 1,0

Zсф = = 0,58

Zcм = = 0,83

Принимаем Zсф = 1, Zсш = 2.

13. Распределяем припуск между разными частями и зубьями протяжки. Припуск на фасочную часть определяем по формуле

Аф = Dф - d_0min.

Максимальный диаметр фасочных зубьев определяем по формуле

Dф = D_Е + 0,4.

Диаметр окружности D_E, проходящей через точку пересечения исходных профилей фаски и прямоточного паза, определяем по формуле

D_E = ;

sin = .

ctgл_E== = 4,1334;

л_E = 13⁰36.

sin л = = 0,2633; л = 15⁰15.

D_E = = = 42,85 мм.

D_ф = 42,85 + 0,4 = 43,25 мм.

А_ф = 43,25 - 42 = 1,25 мм.

Припуск на шлицевую часть находим по формуле

А_ш = Dmax - Dш1,

где Dш1 - диаметр первого шлицевого зуба.

Dш1 = D_E + 25 Z_o = 42,85 + 2 x 0,2 = 43,25 мм.

Первый шлицевый зуб в группу не объединяют, выкружки на нем не делают.

А_ш = 48,025 - 43,25 = 4,775 мм

Припуск на черновые шлицевые зубья определяем по формуле

А_ш0 = А_ш - (А_шп + А_{ш r}),

где А_шп - припуск на переходные шлицевые зубья; А_{ш r} - припуск на чистовые шлицевые зубья.

А_шп = 0,275 мм;.

А_{ш r} = 0,1 мм;

А_ш0 =4,775 - (0,275 + 0,1) = 4,4 мм.

14 Находим число групп черновых шлицевых зубьев i_ш0 по формуле

i_ш0 = = = 11

15. Общее число зубьев определяем по формуле

Уz = z_ф + z_ш0 + z_шп + z_шr + z_шк.

z_ф = = = 5,2.

Принимаем z_ф = 6.

z_ш0 = i_ш0 х z_сш + 1 = 11 х 2 +1 = 23.

z_шп = 3, z_шr = 5, z_шк = 5.

Уz = 6 + 23 + 3 + 5 + 5 = 42.

16. Подъёмы переходных шлицевых зубьев принимаем:

S_n1 = 0,135мм; S_n2 = 0,095 мм; S_n3 = 0,045 мм. Подъёмы чистовых шлицевых зубьев принимаем по табл. П22: S_zr = 0,02 мм.

17. Определяем длину режущей части протяжки L_p по формуле

L_p = l_ф + t₀ (z_ш0 + z_шп + 1) + t_r (z_шr + z_шк - 1) = 15,6 + 15 (23 + 3 + 1) +

+ 13 (5 + 5 - 1) = 90 + 405 +117 = 612 мм

18. Силу протягивания для каждой части протяжки рассчитываем по формулам

Р_ф = ;

P_ш = ,

где К_р - произведение поправочных коэффициентов из табл. П21.

Р_ф = = 85782,7 Н.

Р_ш = = 61556,9 H.

19 Рассчитываем дополнительные варианты, увеличивая число одновременно работающих зубьев Z_p: 2 вариант Z_p = 6, 3 вариант Z_p = 7. Для дополнительных вариантов рассчитываем шаги черновых зубьев, глубины стружечных канавок, рассчитываем подачи для каждого варианта, находим все необходимые параметры протяжек. Результаты расчетов сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Результаты расчета вариантов

Искомый параметр	Варианты	Искомый параметр	Варианты
	1	2	3		1	2	3
Zp	4,66	6	7	Zф	6	8	7
t0, мм	15	14	13	Zш0	23	25	28
h0, мм	6,0	5,0	4,5	Zшп	3	4	5
b0, мм	5,5	5,0	4,5	Zшr	5	6	7
Sz0, мм	0,2	0,16	0,2	Zшк	5	6	7
Zсф, мм	1;2	2;2	1;2	Zш	36	41	44
Аф, мм	1,25	1,25	1,25	У Z	42	49	51
Dш1, мм	43,25	43,25	43,25	lф, мм	90	112	84
Аш, мм	4,775	4,875	4,975	tr, мм	13	12	12
Ашп, мм	0,275	0,275	0,25	hr, мм	5,0	4,5	4,0
Ашr, мм	0,1	0,08	0,08	br, мм	5,0	4,5	4,0
Аш0, мм	4,4	4,5	4,6	lш, мм	522	552	598
iшп	1	1	1
iф	1	2	2
iш0	2	2	2

По результатам расчета принимаем первый вариант протяжки, которая имеет минимальное число шлицевых зубьев и минимальную длину.

20. Диаметр шлицевых калибрующих зубьев

D_шк = 48,025 - 0,008 мм

21. Для схемы ФШ согласно рекомендациям принимаем диаметр впадин фасочных зубьев равным

D_вф = 42d11 () мм,

диаметр впадин шлицевых зубьев

D_вш = 42f9 () мм.

22. Число выкружек шлицевых зубьев N_ш = 6

Ширину режущих кромок на прорезных зубьях определяем по формуле

Б_ф = Б_ш = b - 2f,

Приняв предварительно размер криволинейной фаски из табл.П32 f = 2,0 мм

Б_ш = 10 - 2 х 2 = 6 мм

Для определения радиуса выкружки R_в и радиуса шлифовального круга R_k вычислим ширину выкружек шлицевых зубьев по формуле

а_ш = - Б_ш = - 6 = 19,12 мм

для а_ш = 19,12 мм и D = 48 мм R_b = 36 мм, R_k = 30 мм.

23. Диаметр передней направляющей

D_пн=42e8() мм, длина передней направляющей l_пн=0,75х55=40 мм.

24. Длину переходного конуса принимаем по табл. П28: l_п = 20 мм.

25. Расстояние от переднего торца до первого зуба

L₁ = 160 + 20 + 40 + 15 = 235 мм

26. Диаметр задней направляющей D_зн = 42f9мм, длину задней направляющей принимаем по табл. П29: l_зн = 40 мм

27. Общую длину протяжки определяем по формуле

L = L₁ + L_p + L_зн + L_зх. L = 235 + 612 + 40 + 93 = 980 мм.

фасонный резец протяжка торцовый

3. Проектирование сборной торцовой фрезы диаметром 315 мм

3.1 Описание конструкции

Фреза торцовая сборная предназначена для фрезерования опорной и боковых поверхностей державок резцов на вертикально фрезерном станке. Особенностью данной фрезы является модульный принцип построения конструкции - возможность в одном и том же корпусе устанавливать унифицированные элементы (модули), на которых закрепляются сменные многогранные твердосплавные пластины, различающиеся по габаритным размерам и геометрическим параметрам. [4]

Фреза состоит из корпуса 1 в сквозных продольных пазах которого установлены державки резцовых модулей 2 с режущими пластинами. Державки закрепляются цилиндрическими втулками 3 с наклонной лыской на боковой поверхности, расположенными в цилиндрических гнездах на корпусе фрезы. Втулка 3 поджимается дифференциальным винтом 4, ввернутым в резьбовые отверстия соответственно втулки и корпуса. Наклонная лыска на боковой поверхности втулки контактирует со скосом на боковой поверхности державки модуля. При завинчивании винта 4, последний оттягивает втулку 3 и корпус фрезы 1, прижимая державку модуля по упорной и опорной поверхностям. При отвинчивании дифференциального винта обеспечивается подъем втулки 3 и раскрепление державок модулей. Наличие дифференциального винта обеспечивает также сокращение времени закрепления с раскрепления модулей, так как за один оборот винта втулка 3 перемещается на 2 шага резьбы. Державки модулей своим торцом упираются в кольцо 5, закрепленное на корпусе фрезы при помощи болтов 6. Такой способ базирования и крепления державок модулей обеспечивает гарантированную жесткость стыков в нагруженном состоянии, что исключает появление вибраций.

Резцовый модуль (рисунок 3.1) состоит из державки 1, режущей пластины 2 с центральным цилиндрической головкой, шайбы 4 и гайки 5. Режущая пластина базируется в закрытом гнезде державки и прижимается к опорным и упорным поверхностям гнезда державки сферической головкой крепежного винта. Эффективность этого крепления режущей пластины обусловлена действием сил, их направлением и местом приложения.

Рисунок 3.1 - Конструкция резцового модуля

Осевая сила Р (см.рис. 3.1) создает радиальную силу R, прижимающую пластину к упорным поверхностям гнезда державки, и осевую силу трения F, прижимающую пластину к опорной поверхности гнезда державки.

При осевом перемещении винта его конический участок контактирует с коническим участком отверстия державки. Так как ось конического участка отверстия державки смещена в сторону упорных поверхностей гнезда под пластину, то при осевом перемещении винта происходит смещение головки винта в радиальном направлении и режущая надежно прижимается к упорным поверхностям гнезда под пластину. Осевое перемещение головки винта вызывает дополнительную силу крепления, направленную в сторону опорной поверхности. При закреплении пластины с цилиндрическим отверстием эта сила возникает за счет трения между головкой винта и цилиндрической поверхностью отверстия в пластине.

Достоинством данного узла крепления является то, что он позволяет получить открытые передние поверхности пластины, что важно для обеспечения хорошего отвода стружки. Другими достоинствами является его высокая технологичность, малое число комплектующих деталей, простота обслуживания.

В конструкции фрезы предусмотрен комплекс конструктивных решений, обеспечивающих минимизацию радиального и торцового биения режущих кромок: базирование боковой и опорной поверхностей державки модуля по соответствующим упорным и опорным поверхностям корпуса фрезы; базирование торцовой поверхности державок всех модулей по торцовой поверхности державок всех модулей по торцовой поверхности одного и того же кольца; базирование режущей пластины в закрытом гнезде державки. Следует отметить также, что в данной конструкции фрезы при использовании режущих пластин с различными конструктивными и геометрическими параметрами, изменяются только параметры гнезда под пластину на державках модулей, принципиальная схема конструкции не изменяется.

3.2 Расчет державки резцового модуля на прочность

Исходные данные: Материал заготовки - сталь 40х (?в=700 МПа, прокат); Шероховатость обработанной поверхности - Rz=40 мкм; Величина снимаемого припуска - 2,5 мм; Ширина фрезерования - 250 мм.

Необходимо обеспечить справедливость неравенства

Pz?Pzp, (3.1)

где Pz - окружная сила резания при фрезеровании, Н;

Pzp - сила резания, допускаемая прочностью державки, Н.

Величину окружной силы при фрезеровании рассчитывают по формуле

Pz= (3.2)

Значения Ср и показателей степени находим по [1, табл 41, с.291]. Поправочный коэффициент Кр определяют по [1, табл 9, с. 264]: Ср= 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2; Kp = = = 0,93.

Для определения частоты вращения шпинделя n необходимо знать скорость резания.

Последняя рассчитывается по формуле

V = (3.3)

Значения постоянного коэффициента Сv и показателей степени определяют по [1, табл 39, с. 286…290] Значение периода стойкости Т определяют по [1, табл 40, с 290] в зависимости от типа фрезы и ее диаметра: Cv = 332; q = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0; m = 0,2; T = 300 мин. Величину поправочного коэффициента на скорость резания, учитывающего отличные от табличных условия резания, определяют по формуле

Kv = Kmv x Knv x Kuv

Значения коэффициентов Kmv, Knv, Kuv выбирают по [1, табл 1…6, с 261..263]:

Kmv = = = 1,07;

Knv = 0,9; Kuv = 0,65. Kv = 1,07 x 0,9 x 0,65 = 0,63.

V = = 165 м/мин.

Частоту вращения шпинделя определяют по формуле

n = = = 166,8 об/мин.

Принимаем ближайшее меньшее значение по паспорту станка: nст=160 об/мин Pz = = 285 H.

Силу, допускаемую прочностью державки резца, определяют по формуле

Pzp = , (3,4)

где [?u] - допускаемое напряжение на изгиб державки модуля ([?u] = 400 МПа для закаленной стали 40Х); w - момент сопротивления сечения державки, м³. Для державки квадратного сечения

w = = = 2604 м³;

l - вылет резца (l = 20 мм).

Pzp = 52080 H.

Pzp = 52080 H.

3.3 Расчет державки модуля на жесткость

Необходимо обеспечить следующее условие:

Pz ? Pzж,

где Pzж - сила резания, допускаемая жесткостью державки.

Pzж = , (3,5)

где E - модуль упругости материала державки ( для стали Е = 2 х 105 Н/мм2);

I - момент инерции сечения державки, мм⁴ (для квадратного сечения I = = = 390625 мм⁴);

[ f ] - допускаемая величина прогиба вершины резцового модуля ([ f ] - 0,1 мм при черновом фрезеровании );

l - вылет резцового модуля ( l = 20 мм ).

Pzж = = 2929687 Н

Неравенство ( 3.5 ) выполняется : 285 < 2929687.

3.4 Расчет режущей пластины на прочность

Необходимо обеспечить следующее условие

Pz ? Pzп, (3,6)

где Pzп - сила резания, допускаемая прочностью пластины твердого сплава.

Pzп = 333,2 x t^0,71 x C^1,35 ( )^0,8 , ( 3,7 )

где С - толщина пластины (С = 6,35 мм);

ц - главный угол в плане (ц = 75⁰).

Pzп = 333,2 x 0,10,75 x 6,351,35 ( )0,8 = 624 Н.

Неравенство (3,6) выполняется: 285< 624.

Перечень ссылок

1. Грановский Г.И., Панченко К.П. фасонные резцы. - М.: Машиностроение, 1975 - 300с.

2. Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. - М.: Машиностроение, 1977 - 288с.

3. Протяжки для обработки отверстий / Д.К. Моргулис и др. - М.: Машиностроение, 1986 - 230с.

4. Сборный твердосплавный инструмент / Г.Л. Хаст и др. - М.: Машиностроение, 1989 - 256с.

5. Справочник технолога машиностроителя / Под ред. Н.Г. Косиловой. - М.: Машиностроение, 1986 - Т.2. - 496с.

6. Руководство к курсовому проектированию металлорежущих инструментов/ Г.Н. Кирсанов и др. - м.: Машиностроение, 1986 - 288с.

Размещено на Allbest.ru