Разработка комплекта инструментальной оснастки для обработки детали "Ротор"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1 Выбор комплекта инструментов для механической обработки детали «Ротор»

1.1 Описание детали

1.2 Описание маршрута обработки

1.3 Черновое точение поверхностей А,Б,И

1.4 Черновое точение поверхности Г

1.5 Торцевание поверхности К

1.6 Сверление отверстия З

1.7 Сверление отверстия Е

1.8 Чистовое фрезерование поверхности Д

1.9 Фрезерование поверхности В

1.10 Сверление отверстия Ж

1.11 Шлифование поверхностей А, Б, И

2 Проектирование патрона для крепления концевой фрезы по результатам патентного поиска

2.1 Описание конструкции №1

2.2 Описание конструкции №2

2.3 Предложение собственного варианта

2.4 Расчет сил резания

2.5 Расчет прочности рёбер на растяжение

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Большинство деталей машин из различных материалов приобретает окончательную форму и размеры в результате механической обработки. Важная роль в этом принадлежит обработке материалов резанием, особенно в случаях, когда требуется получить детали с высокой точностью и малой шероховатостью обработанных поверхностей. Для того чтобы такая обработка была производительной, экономичной и обеспечивала высокое качество изготовленных деталей, необходимо знать основные закономерности процесса резания, протекающими в его зоне. Поскольку обработка может выполняться различными режущими инструментами из разнообразных материалов и с различными геометрическими параметрами, изучение закономерностей процесса резания следует проводить неотрывно от установления основных путей совершенствования режущего инструмента.

Развитие науки о резании материалов немыслимо без разработки новых видов режущих инструментов, совершенствование и улучшения их конструктивных и геометрических параметров, без исследования обрабатываемости жаропрочных и других труднообрабатываемых материалов, а также явлений, связанных с процессом резания и другими особенностями материалобработки. Это означает, что только комплексное изучение вопросов обрабатываемости материалов резанием и совершенствование конструктивных элементов и геометрических параметров режущих инструментов позволит решать как научные, так и практические задачи развития металлообрабатывающей и других отраслей народного хозяйства нашей страны.

1 Выбор комплекта инструментов для механической обработки детали «Ротор»

1.1 Описание детали

Данная деталь «Ротор» является одной из основных частей аксиально-поршневого пневмомотора ДАР 14М, предназначенного для привода шахтных погрузочных и погрузочно-транспортных машин, бурильных установок, лебёдок и других агрегатов и механизмов. Пневмомоторы типа ДАР не имеют аналогов и по сравнению с широко распространёнными радиально-поршневыми моторами имеют меньшие габариты и массу.

На роторе имеются трехволновая двусторонняя косинусоидальная дорожка для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение ротора и воздухораспределительные шейки, на концах которых установлены конические роликоподшипники. На воздухораспределительных шейках ротора имеются радиальные пазы, через которые сжатый воздух поступает в поршневые полости. Воздух к пазам поступает по каналам соответственно для правого и левого вращения. Наличие такой системы воздухораспределения и трехволновой дорожки у ротора дает возможность поршням совершать по три двойных хода за один оборот ротора. Передача крутящего момента производится при помощи шлицев с размерами D-6-26Н11?32Н8?6D9, выполненных в роторе.

Материалом для изготовления детали является конструкционная легированная сталь 20Х, применяемая в машиностроении для изготовления втулок, шестерн, обойм, гильз, плунжеров, и других цементируемых деталей, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Заготовка для детали «Ротор» получается методом горячей объёмной штамповки. Чертеж детали-заготовки выполнен на первом листе формата А1 графической части курсового проекта.

Основные механические свойства стали 20Х: твёрдость НВ 179-207, предел кратковременной прочности у_в = 390МПа, предел текучести у_т = 195Мпа. Химический состав стали 20Х приведён в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав в % стали 20Х

C	Si	Mn	Cr	S	P
0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1	до 0,035	до 0,035

1.2 Описание маршрута обработки

Маршрут обработки приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Маршрут технологической обработки

№операции	Название операции	Эскиз обработки	Оборудование, инструмент
005	Черновое точение поверхностей А, Б, И. 1.Установить деталь, закрепить, снять после обработки; 2.Точить поверхность А до 70. 3. Точить поверхность Б до 42. 4. Точить поверхность И до 185.		Токарно-винторезный 1М63МФ101 Резец токарный проходной упорный
015	Чистовое точение поверхности Г. 1.Установить деталь, закрепить, снять после обработки. 2. Расточить до нужного размера. 3. Проверить размер.		Токарно-винторезный 1М63МФ101 Резец расточной.
020	1. Установить деталь, закрепить, снять после обработки. 2. Торцевать поверхность К. 3. Центровать торец К 4. Сверлить отверстие З 33мм.		Токарно-винторезный 1М63МФ101. Резец токарный отогнутый, сверло центровочное, сверло спиральное.
025	Сверление отверстий. 1.Установить деталь, закрепить, снять после обработки 2.Сверлить 6 отверстий Е 20мм.		Радиально-сверлильный 2М55. Сверло спиральное с коническим хвостовиком.
035	Фрезерование поверхности Д . 1. Установить деталь, закрепить, снять после обработки. 2.Фрезеровать поверхность Д до нужного размера.		Специальный фрезерный станок. Фреза торцово-цилиндрическая.
040	Сверление отверстий. 1. Установить деталь, закрепить, снять после обработки. 2.Сверлить 6 отверстий Ж 11.		Радиально-сверлильный 2М55. Сверло для глубокого сверления.
050	Фрезерование пазов 1. Установить деталь, закрепить, снять после обработки. 2.Фрезеровать пазы В шириной 10мм.		Вертикально-фрезерный 6З13. Фреза концевая.

Составив технологический маршрут, переходим к выбору инструментов по операциям.

1.3 Черновое точение поверхностей А, Б, И

Характеристика поверхностей А, Б, И. Поверхность А предназначена для присоединения к ней рабочих камер насоса, точность - по восьмому квалитету, шероховатость Ra 1,25. Поверхность Б предназначена для установки на неё подшипников качения (7208 по ГОСТ 2736-87), точность изготовления - по шестому квалитету, шероховатость Ra 1,25.

Учитывая, что проводится черновая обработка поверхностей, характер обработки, а также материал заготовки выбираем резец токарный проходной и марку инструментального материала.

При обработке стали 20Х рекомендуется двухкарбидный твердый сплав Т5К10 ([1], стр.116, табл. 3). Оптимальные геометрические параметры режущей части инструмента назначаем в зависимости от свойств обрабатываемого и инструментального материала: =6, =10, =0, =90, ц=10([2], стр. 14, табл. 11). Такой выбор обусловлен сложными условиями резания: переменной глубиной и трудностью обработки данного материала. Незначительные передний и задний углы обеспечат необходимую стойкость инструмента и теплоотвод.

Для чернового точения выбираем резец с МНП из твёрдого сплава (ГОСТ 26613-85), геометрические параметры которого в наибольшей степени совпадают с рекомендуемыми для данного вида обработки: =5, =7, =0, =95, ц=5 ([7], стр.72). Отличие составляет: =1, =3, =0, =5, ц=5, что вполне допустимо.

Основные конструктивные и габаритные размеры резца: НхВ=20х20, L=125 мм. ([2], стр.73, табл. 2.21). Данный резец представлен на рисунке 1.



Рисунок 1 - Резец Т5К10 SCLNR20 20K12Q ГОСТ 26613-85.

1.4 Черновое точение поверхности Г

Характеристика поверхности. Поверхность плоская, свободная. Особых требований к точности изготовления не предъявляются.

Учитывая вид и характер обработки, выбираем резец токарный расточной и марку инструментального материала.

Для обработки стали 20Х применяем двухкарбидный твердый сплав Т5К10 ([1], стр.116, табл. 3). Оптимальные геометрические параметры режущей части инструмента назначаем в зависимости от свойств обрабатываемого и инструментального материала: =5, =7, =0, =95, ц=5([1], стр. 123, табл. 14).

Для чернового точения выбираем резец с МНП из твёрдого сплава (ГОСТ 26613-85), геометрические параметры которого наиболее схожи с рекомендуемыми: =5, =7, =0, =92, ц=2 ([1], стр.128, табл.23). Разница составляет: =0, =0, =0, =3, ц=3, поэтому он вполне применим для обработки.

Основные конструктивные и габаритные размеры требуемого резца резца: НхВ=32х32, L=200 мм. ([1], стр.128, табл.23).

Выбранный резец представлен на рисунке 2.



Рисунок 2 - Резец Т5К10 SWJCR32 32R12Q ГОСТ 26613-85

1.5 Торцевание поверхности К

Характеристика поверхности. Поверхность К - свободная поверхность, плоская, требований к точности не предъявляется.

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем резец токарный проходной отогнутый и марку инструментального материала. При обработке стали 20Х выбираем твердый сплав Т5К10. ([1], стр.116, табл. 3).

Оптимальные геометрические параметры режущей части резца выбираются исходя из марки обрабатываемого и инструментального материала. При точении резцами с пластинками из твердого сплава рекомендуются следующие геометрические параметры: =10, =12, =0, =45, ц=35 ([2], стр.190, табл.32).

Для обработки выбираем резец проходной 2102-0315 с напайной пластинкой из твёрдого сплава с заточкой по задней поверхности (ГОСТ 18868-73), геометрические параметры которого наиболее совпадают с рекомендуемыми: =10, =0, =0, =45, =45 ([1], стр.119, табл.4). Различие между рекомендуемыми и выбранными значениями углов: =0, =12, =0, =0, =10. Использование МНП невозможно, т.к. в этом случае геометрия режущей части не будет удовлетворять заданным требованиям.

Основные конструктивные и габаритные размеры резца: НхВ=20х12, L=120 мм. Данный резец представлен на рисунке 3.



Рисунок 3 - Резец Т5К10 2102-0315 ГОСТ 18868-73.

1.6 Сверление отверстия З

Поверхность З - свободная поверхность, цилиндрическая, требований к точности не предъявляется.

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем сверло и марку инструментального материала.

При сверлении стали 20Х выбираем твердый сплав Т5К10. ([1], стр.117, табл.3). Оптимальные геометрические параметры сверла при обработке данного материала: 2=120, =45-55, =12-15, =24-32 ([3], стр.429, табл.6).

Для обработки применяем сверло спиральное 31мм с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77), геометрические параметры которого в наибольшей степени совпадают с рекомендуемыми для данного вида обработки: 2=127, =50, =12, =27. ([1], стр.137, табл.40). Отличие от рекомендуемых значений составляет: 2=7, =0, =0, =0, что вполне приемлемо.

Основные конструктивные и габаритные параметры сверла: длина сверла L=301 мм, длина рабочей части сверла l=180мм, конус Морзе№3 ([4], стр.272, табл.27). Выбранное сверло представлено на рисунке 4:



Рисунок 4- Сверло Т5К10 2301-0076 ГОСТ 10903-77

1.7 Сверление отверстия Е

Поверхность Е - свободная поверхность, цилиндрическая, требований к точности не предъявляется.

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем сверло и марку инструментального материала.

При сверлении стали 20Х выбираем твердый сплав Т5К10 ([1], стр.117, табл.3). Оптимальные геометрические параметры сверла при обработке данного материала: 2=120, =45-55, =12-15, =24-32.([3], стр.429, табл.6).

Для обработки применяем сверло спиральное 20мм с коническим хвостовиком (ГОСТ 10903-77), геометрические параметры режущей части которого наиболее совпадают с рекомендуемыми: 2=120, =50, =12, =27. Отличие от рекомендуемых значений составляет: 2=0, =0, =0, =0.

Основные конструктивные и габаритные параметры сверла: длина сверла L=238 мм, длина рабочей части сверла l=140мм, конус Морзе № 2 ([4], стр.272, табл.27). Выбранное сверло представлено на рисунке 5:



Рисунок 5 - Сверло Т5К10 2301-0069 ГОСТ 10903-77

1.8 Чистовое фрезерование поверхности Д

Поверхность Д имеет сложную синусоидальную форму и предназначена для установки подшипников качения. К ней предъявляются высокие требования точности и шероховатости.

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем фрезу и марку инструментального материала.

Для обработки фрезерованием стали 20Х выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 ([1], стр.117, табл.3). Рекомендуемые геометрические параметры фрезы: =10, =16, =90, ₁=0-10, =30-45, ([4], стр.268, табл.20).

Выбираем фрезу торцово-цилиндрическую 2200-0189 60мм (ГОСТ 3752-71), геометрические параметры данного инструмента наиболее приближены к рекомендуемым: =10, =10, =90, ₁=10, =30 ([6], стр. , табл. ), что совпадает с рекомендуемыми значениями для данного вида обработки.

Основные конструктивные и габаритные размеры фрезы: L=300, l=80, z=4. ([6], стр. , табл. ).

На рисунке 6 представлена выбранная фреза:

Рисунок 6 - Фреза Р6М5 2200-0189 ГОСТ 3752-71

1.9 Фрезерование поверхности В

Поверхность В свободная, образует собой паз для подачи воздуха под давлением. Особых требований к точности не предъявляется.

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем фрезу и марку инструментального материала.

Для обработки фрезерованием стали 20Х выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 ([1], стр.117, табл.3. Рекомендуемые геометрические параметры фрезы: =10, =16, =90, ₁=0-10, =30-45, ([4], стр.268, табл.20).

Выбираем фрезу концевую 2234-0037 10мм (ГОСТ 9140-78), геометрические параметры которой максимально схожи с рекомендуемыми: =10, =15, =90, ₁=10, =45. ([6], стр. , табл. ). Различие составляет: =0, =1, =0, ₁=0, =0, что незначительно и вполне приемлемо для данной обработки.

Основные конструктивные и габаритные размеры фрезы: L=60, l=16, z=4.

На рисунке 7 представлена выбранная фреза:

Рисунок 7 - Фреза Р6М5 2234-0037 ГОСТ 9140-78

1.10 Сверление отверстия Ж

Учитывая вид и характер обработки, а также материал заготовки выбираем ружейное сверло и марку инструментального материала.

Для обработки сверлением стали 20Х выбираем твёрдый сплав ВК6-М ([7], стр. 151, табл.3.9). Рекомендуемые геометрические параметры сверла: ₁=7, =45, ₁=20 ([7], стр. 159, табл.3.10).

Для сверления выбираем ружейное сверло 11 (ТУ 2-035-722-80), геометрические которого: ₁=7, =45, ₁=20 , т.е. полностью совпадают с рекомендуемыми. ([6], стр. 215, табл.12).

Основные конструктивные и габаритные размеры сверла: L=250, l=150, диаметр хвостовика d=10. Выбранное сверло представлено на рисунке 8:

Рисунок 8 - сверло ружейное ВК6-М ТУ 2-035-722-80

1.11 Шлифование поверхностей А, Б, И

Для обработки чугуна стали 20Х-б выбираем кольцевой шлифовальный круг К 200х80х76 62С 40 П М2 8 К5 30м/с 1кл А ГОСТ2424-83. Материал круга 62С зеленый карбид кремния (карборунд) ([1], стр. 242-252).

Эскиз и размеры круга приведены на рисунке 9.

Рисунок 9 - круг К 200х80х76 62С 40 П М2 8 К5 ГОСТ2424-83

2 Проектирование патрона для крепления концевой фрезы по результатам патентного поиска

2.1 Описание конструкции №1

деталь ротор инструмент обработка

В результате патентных исследований была выбрана конструкция патрона по авторскому свидетельству №3632952/25-08, эскиз которого изображен на рисунке 10.

Рисунок 10 - Патрон для крепления концевой фрезы

Изобретение относится к области металлообработки. Патрон работает следующим образом. После того, как болт 7 завернут в резьбовое отверстие в хвостовике фрезы 5 до упора торца шейки 8 в торец хвостовика, фрезу 5 вместе с болтом 7, а при малых размерах конического хвостовика фрезу 5 с переходной втулкой 6, вставляют в упругую втулку 2, расположенную в корпусе 1. Вращая фрезу рукой, совмещают головку G болта 7 с отверстием Q в корпусе и перемещают фрезу внутрь корпуса 1 до упора торца головки G болта 1 в корпусе. Затем фрезу поворачивают вокруг своей оси в направлении, противоположном направлению главного движения фрезерования на угол около 90° до тех пор, пока поверхность (например, прямолинейная) шейки S болта 7 не упрется в поверхность отверстия Q. При этом головка G болта 7 опорной поверхностью садится на плоскую поверхность W_O кольцевой выточки W, происходит стопорение фрезы от поворота вокруг своей оси и от смещения фрезы вдоль оси 0-0 из корпуса патрона. При этом обеспечивается оптимальная площадь F_S контакта шейки S болта 1 с поверхностью отверстия Q, через которую передается крутящий момент от шпинделя фрезы, и оптимальная площадь F_G контакта опорной поверхности головки G болта 7 с поверхностью W_O кольцевой выточки W. Для этого необходимо, чтобы наибольший диаметр d_G головки G болта 7, которая удерживает фрезу 5 от смещения в осевом направлении из патрона был бы равен наибольшему диаметру D_S шейки S. При этом ее наименьший диаметр d_S для обеспечения максимальной прочности при условии обеспечения ограниченного поворота шейки S болта 7 в отверстии Q должен быть равен d_s = 1/v2D_s.

2.2 Описание конструкции №2

В результате патентных исследований была выбрана конструкция патрона по авторскому свидетельству №2783105/25-08, эскиз которого изображен на рисунке 11.



Рисунок 11- Патрон для крепления режущего инструмента

Втулка 2 выполнена упругой с разрезами и в ней устанавливается хвостовик режущего инструмента 6. Передача крутящего момента может передаваться на инструмент также лысками 7, входящими в паз 8, выполненный в корпусе патрона. Гайка 3 связана с переходной конической втулкой 2 посредством резьбы 9.

Патрон работает следующим образом. Режущий инструмент 6 вставляется в сменную упругую переходную коническую втулку 2, расположенную в корпусе 1. При вращении гайки 3 упругая переходная коническая втулка 2 с режущим инструментом 6 перемешается в коническом отверстии корпуса 1 до посадки на конус. При дальнейшем вращении гайки 3 происходит деформация упругого элемента и зажим втулки в корпусе осевой силой, величина которой зависит от силовой характеристики и величины деформации упругого элемента. При резании, вследствие вибраций, вызывающих падание коэффициента трения на сопрягаемых конических поверхностях, происходит дальнейшее закрепление режущего инструмента в патроне. В результате уменьшения силы трения на сопрягаемых конических поверхностях, за счет потенциальной энергии упругого элемента 4, осуществляется дальнейшее поступательное движение упругой переходной конической втулки 2 с режущим инструментом 6 в коническое отверстие корпуса 1 по более плотной посадки ее на конус. При этим происходит дополнительное обжатие режущего инструмента 6, и как следствие, увеличение осевого усилия закрепления режущего инструмента в патроне при работе.

Раскрепление инструмента производится вращением гайки в противоположную сторону, чем обеспечивается поступательное движение упругой переходной конической втулки 2 из корпуса патрона.

Технический эффект, получаемый при промышленном использовании предлагаемого патрона, заключается в повышении надежности крепления режущего инструмента и универсальности применения режущих инструментов.

2.3 Предложение собственного варианта

Патроны для крепления концевой фрезы, выбранные в результате патентного поиска обеспечивает радиальную жесткость инструмента и, следовательно, точность обработки. Но его конструкцией не предусмотрено устранение возможного появления регенеративных автоколебаний.

С целью гашения возникающих автоколебаний разработана конструкция патрона, эскиз которого представлен на рисунке 12.

Рисунок 12 - Патрон для крепления концевой фрезы

Патрон работает следующим образом. В оправку 2 вставляется фреза 9 и затягивается винтом 3. Затем оправка вставляется в корпус 1, после чего фиксируется крышкой 4. Через пазы, выполненные в корпусе 1, на оправку 2 устанавливаются пружины 5. На них устанавливаются зажимы 7.

Группа отверстий, выполненных в оправке, образуют рёбра жёсткости, обеспечивающие радиальную жёсткость и крутильную податливость. Пружины 5 фиксируются в пазах корпуса 1 зажимами 7 и обеспечивают дополнительную крутильную жёсткость. Передвигая зажимы 7, тем самым изменяя жёсткость пружин 5, можно настраивать патрон под разную частоту колебаний. Эта частота должна отличаться на 1,5 периода от частоты собственных колебаний используемого инструмента. В этом случае удастся избежать возникновения регенеративных автоколебаний.

2.4 Расчет сил резания

Данный расчёт проводится с целью использования полученных результатов при последующих расчётах оправки на прочность и жёсткость.

Глубина резания равняется ширине обрабатываемого паза: t = 10мм.

Подачу на зуб фрезы определим по формуле [4]:

S_z = S_zт?K_s1?K_s2?K_s3?K_s4?K_s5; (1)

Где S_zт - рекомендуемая подача на зуб; S_zт = 0,02

K_s1, K_s2, K_s3, K_s4, K_s5 - поправочные коэффициенты на обработку;

K_s1 = 1,1; K_s2 = 1,25; K_s3 = 0,7; K_s4 = 1,1; K_s5 = 0,8. ([4], стр. 275, карта 1).

Тогда:

S_z = 0,02?1,1?1,25?0,7?1,1?0,8 = 0,018 (мм/зуб).

Скорость резания определим по формуле:

V = (C_vD^q) / (T^m?t^x?S_z^y?B_z^u?z^p); (2)

Где C_v = 46,7;

q= 0,45;

х=0,5;

y=0,5;

u=0,1;

p=0,1;

m=0,33 . ([1], стр. 287, табл. 39).

Т = 60 мин. ([1], стр. 290, табл. 40).

Тогда:

V = (46,7?10^q) / (60^0,33?10^0,5?0,018^0,5?17^0,1?4^0,1) = 52,8 (м/мин)

Умножив полученный результат на поправочный коэффициент K_v = K_mv= 0,5 ([1], стр. 261, табл. 1) получим:

V = 52,8?0,5 = 29,04 (м/мин)

Частоту вращения шпинделя определим по формуле:

n = (1000?V) / (р?В); (3)

n = (1000?20,04) / (3,14?10) = 927,55 (об/мин)

Ближайшее к данному значению значение n по паспорту станка:

n = 1000 об/мин.

Тогда действительную скорость резания определим по формуле:

V_д = рDn / 1000; (4)

V_д = 3,14?10?1000 / 1000 = 31,4 (м/мин)

Главную составляющую силы резания при фрезеровании - силу P_z найдём по формуле [1]:

P_z = (10?Ср?t^x?S_z^y?B_n^u?z) / D^q?n^щ ; (5)

Где: Ср = 68

x = 0,86

y = 0,72

u = 1

q = 0,86

щ = 0 ([1], стр. 291, табл. 41).

Тогда:

P_z = (10?68?10^0,86?0,018^0,72?17¹) / 10^0,85?1000⁰ = 635 (Н)

Значения остальных составляющих силы резания примем согласно ([1], стр. 291, табл. 41) как:

P_х = 0,5? P_z = 0,5?635 = 317,5 (Н)

P_y = 0,35? P_z = 0,35?635 = 222,25 (Н)

Крутящий момент на шпинделе станка определим по формуле:

М_кр = P_z?D / 2?100; (6)

М_кр = 635?10 / 200 = 31,75 (Н)

Эффективную мощность резания найдём по формуле:

N = (P_z ?М_кр) / (1020?60); (7)

N = (635?31,75) / (1020?60) = 0,325 (кВт)

2.5 Расчет прочности рёбер на растяжение

В процессе резания рёбра жёсткости на оправке, образованные группой отверстий, принимают на себя нагрузку, вызванную силой резания. Одна из составляющих силы резания - P_y, нагружает рёбра на растяжение и сжатие. Ребро имеет сложное сечение, поэтому для упрощения расчёта рассмотрим отдельно наиболее опасную его часть, эскиз которой представлен на рисунке 13.

Рисунок 13 - Ребро жёсткости

Для расчёта так же необходимо:

[у] = 195 МПа; Е = 2?10⁵ Мпа; А₁ = 0,17см², А₂ = 0,13см².

Сначала разобьем рассчитываемую часть ребра на 4 участка и для каждого определим продольные силы. Так как к ребру приложена одна сила F, то продольные силы на каждом участке будут равны между собой:

N₁=N₂=N₃=N₄=F=222H.

Нормальные напряжения в каждой точке сечения найдём по формуле:

у_i= N/А; (8)

Тогда: у₁ = у₄= 222/0,17 = 1305,8 (Н/см²);

у₂ = у₃ = 222/0,13 = 1669,1 (Н/см²).

Условие прочности

у_max ? [у] ? 195 Мпа.

у_max = 1669,1 (Н/см²) = 16,69 (Мпа).

Условие прочности выполняется.

Эпюры N и у представлены на рисунке 14:



Рисунок 14 - Эпюры N и у.

Как показывает практика, допустимые нормальные напряжения при расчёте на усталостную прочность приблизительно в два раза меньше, чем при растяжении. Следовательно, условие прочности при усталостном напряжении так же выполняется.

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был выбран комплект инструментальной оснастки для обработки данной детали, разработана на основе патентных исследований конструкция патрона для крепления концевой фрезы.

При выполнении патентного поиска была разработана конструкция патрона, ставшая основой для конструирования патрона для крепления фрезы с возможностью гашения регенеративных автоколебаний.

Таким образом, были освоены требуемые знания и методы проектирования различных по назначению конструкций режущих инструментов.

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т./ Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова .- 4-е изд. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с. - Т.2.

2. Справочник металлиста в 5 т./ Под ред. А.Н.Малова. - М.: Машиностроение, 1977. - 748 с. - Т.3.

3. Краткий справочник металлиста./ Под ред. П.Н.Орлова, Е.А.Скороходова. - 3-е изд. - М.: Машиностроение, 1987. - 960 с.

4. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Часть 1. - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1991. - 633 с.

5. Свинин В.М. Патентный поиск при выполнении НИРС, курсового и дипломного проектирования. - Чита: ЧитПИ, 1987. - 31 с.

6. Справочник инструментальщика/ И.А.Ординарцев, Г.В.Филиппов, А.Н.Шевченко и др./ Под общ.ред. И.А.Ординарцева. - Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.

7. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков И72 и ГПС/И. Л. Фадюшин, Я. А. Музыкант, А. И. Мещеряков и др. - М.: Машиностроение, 1990. --272 с.: ил.-(Б-ка инструментальщика)

8. Сопротивление материалов / Под ред. Акад. АН УССР Г.С. Писаренко. - 4-е изд., перераб. и доп. - Киев: Вища шк., 1979. - 696 с.

Приложение А

УТВЕРЖДАЮ

Заведующей кафедрой

_____________ Н.Н. Грушева

«____»___________ 2008 г.

ЗАДАНИЕ

на проведение патентных исследований

Наименование темы: Разработка конструкции патрона для крепления концевой фрезы

Задача патентных исследований: исследование технического уровня конструкций патронов для осевого инструмента с целью использования результатов исследования при конструировании для создания технологических решений, направленных на повышение точности обработки.

Исполнитель работы Кулыгин А.Н., ст.гр. ТМ-05.

Таблица А.1 - Краткое содержание работ

Краткое содержание работ	Ответственный исполнитель	Срок исполнения	Отчетный документ
Исследование технического уровня осевого инструмента	Кулыгин А.Н.	20.11.2008-01.12.2008	Справка и отчет о поиске

Руководитель курсового проекта ___________ Свинин В.М.

Патентовед ___________ Свинин В.М.

Приложение Б

РЕГЛАМЕНТ ПОИСКА

Наименование темы: Разработка конструкции патрона для крепления концевой фрезы.

Дата задания на проведение патентных исследований 7.10.2008.

Начало поиска 20.11.2008. Окончание поиска 03.12.2008.

Таблица Б.1 - Регламент поиска

Предмет поиска	Цель поиска информации	Страна поиска	Классификационные индексы	Ретроспективность поиска	Наименование источников информации, по которым проводится поиск
			УДК	МКИ
патрон для крепления концевой фрезы	Повышение точности обработки	Россия, Германия, Великобритания, США, Япония, Франция		В 23 В31/004	1980 -2007	Полные описания изобретений к авторским свидетельствам и патентам СССР. Реферативный сборник «Изобретения за рубежом», «Изобретения в СССР и за рубежом», «Изобретения стран мира». Реферативный журнал «Резание металлов. Станки и инструмент». Научно-техническая литература по фонду Читинской областной библиотеки им. А.П. Чехова

Руководитель курсового проекта ___________ Свинин В.М.

Патентовед ___________ Свинин В.М.

Приложение В

СПРАВКА О ПОИСКЕ

Дата задания на проведение патентных исследований 7.10.2008

Наименование темы: Разработка конструкции патрона для крепления концевой фрезы

Этап: Патрон для фрез с коническим хвостовиком

Начало поиска 20.11.2008. Окончание поиска 01.12.2008.

Таблица В.1 -Материалы, по которым проводился поиск

Предмет поиска	Страна поиска	Классификационные индексы	По фонду какой организации произведен поиск	Источники информации
				Научно-техническая документация, наименования, дата публикации, выходные данные с указанием пределов просмотра (от и до)	Патентная документация, наименование патентного бюллетеня, журналов, охранных документов, номер и дата их публикации с указанием пределов просмотра (от и до)
патрона для крепления концевой фрезы	Россия, Германия, Великобритания, США, Япония, Франция	МКИ В 23 В 31/04	Читинская областная библиотека им. Чехова, Читинский государственный университет	Журнал «Станки и инструмент» 1996-1999 . Журнал «Изобретения стран мира», 2000-2002 гг.	Полные описания изобретений к авторским свидетельствам и патентам России с №416173 по №1865180 В23В 29/034.

Таблица В.2 - Патентная документация, отобранная для последующего анализа

Предмет поиска	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационный индекс	Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации	Сущность заявляемого технического решения и цели его создания (по описанию изобретения или опубликованной заявке)
патрона для крепления концевой фрезы	Авторское свидетельство СССР № 2198072 МКИ В23В 31/04 УДК 621.914.-229-2(088.8)	В.И. Петров Заявлено 24.05.83 Номер заявки 3411833/25-08 Опубликовано 7.11.84.	Изобретение относится к области металлообработки. Патрон для фрез с коническим хвостовиком, содержащий корпус с цилиндрическим гнездом, в котором выполнены отверстия и кольцевая выточка, переходная упругая втулку с коническим гнездом под хвостовик фрезы, установленную в цилиндрическом гнезде корпуса с возможностью осевого перемещения, упругую гайку, связанную посредством резьбы с переходной упругой втулкой и посредством подшипника качения - с корпусом.
патрона для крепления концевой фрезы	Авторское свидетельство СССР № 2783105/25-08 МКИ В23В 31/04 УДК 621.9.06-229.29(088.8)	В.Б. Мездрогин, В.И. Петров, С.С. Спецаков. Заявлено 20.06.79 Номер заявки 3411833/25-08 Опубликовано 25.07.81	Изобретение относится к области металлообработки. Патрон содержит корпус 1, в котором расположена переходная коническая втулка 2. На корпусе патрона установлена гайка 3, средняя часть которой выполнена в виде упругого элемента 4, например гофра. С корпусом гайка связана посредством шариков 5, расположенных в радиусных кольцевых канавках корпуса и гайки.

ОТЧЁТ

о проведении патентных исследований

1 Анализ применимости в разработке известных прогрессивных решений

Номера охранных документов (страна выдачи, дата подачи заявки, выдачи документа)	Наименование объекта или его составных частей для использования технических решений	Возможность использования технического решения или причина отказа от его использования	Ожидаемый эффект
Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №2198072 МКИ В23B 31/04	Патрон для крепления концевой фрезы	По своей конструкции и технологическим возможностям возможно применение её в данном техническом решении.	Техническое решение неприменимо.

Выводы и рекомендации: В результате проведения патентных исследований найдены конструкции патронов для крепления концевой фрезы, принятые в качестве аналогов при разработке собственной конструкции.

Руководитель курсового проектирования _____________ Свинин В.М.

Патентовед _____________ Свинин В.М.

Исполнитель работы ______________ Кулыгин А.Н.

Размещено на Allbest.ru