Проектирование режущих инструментов
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.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.07.2011 |
| Размер файла | 375,4 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/
1. Проектирование фасонного резца
1.1 Исходные данные
Чертёж детали с указанием размеров и допусков на них, материал заготовки сталь 45.
Таблица 1 - Численные значения диаметров детали с допускаемыми отклонениями
|
Параметры |
Номера точек на поверхности детали |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
|
d, мм |
22 |
35 |
35 |
28 |
28 |
|
|
Поле допуска |
js9 |
js9 |
js9 |
h14 |
h14 |
|
|
es, мкм |
+26 |
+31 |
+31 |
0 |
+51 |
|
|
ei, мкм |
-26 |
-31 |
-31 |
-520 |
-520 |
1.2 Выбор геометрии
Задний угол б для круглых резцов выбирается в пределах 10 - 12?. У призматических он может быть несколько больше, 12 -15? (в данном случае принимаем б = 12?). Эти значения заднего угла выбираются по отношению к характерной точке. В других точках режущей кромки, по мере удаления от центра детали, задний угол непрерывно возрастает.
Передний угол выбирается в зависимости от обрабатываемого материала. При обработке стали г = 5 - 20? (в данном случае принимаем г = 5?). Значение переднего угла задаётся в характерной точке. При удалении от центра детали он уменьшается. Поэтому в характерной точке назначают его максимальное рекомендуемое значение.
1.3 Графическое построение профиля
Построение профиля производим в следующей последовательности:
Производим построение видов спереди и сверху обрабатываемой детали.
продлеваем образующую конической поверхности вверх, поводим прямую, проходящую через точки 1 и 2.
на эту образующую проецируем образующие других поверхностей. Таким образом получаем точки 3', 4', 5'.
спроецированые точки переносим на горизонтальный диаметр.
Соединяем точки 11 и 21.
Из точки 3' проводим луч под углом г к горизонтальному диаметру до пересечения с окружностью, на которой лежит точка 3. Получаем точку 31
Соединяем точки 21 и 31.
Из точки 4' проводим луч под углом г к горизонтальному диаметру до пересечения с окружностью, на которой лежит точка 4. Получаем точку 41
Соединяем точки 31 и 41
Аналогичным методом строим точку 51.
- Из характерной точки под углом б к горизонтальному диаметру проводим луч. От этой точки на луче откладываем радиус резца. Наружный радиус резца выбираем по таблице в зависимости от глубины профиля детали. Для данной детали глубина профиля t = 13мм. Определяем D=80мм, d=22мм, d2=40мм, l2=4мм. Определяем центр круглого фасонного резца. Проводим из точек на режущей кромке резца окружности радиусами, равными расстояниям от этих точек до центра резца.
- Проводим плоскость нормальную к задней поверхности.
- Разворачиваем сечение нормальной плоскостью в горизонтальное положение.
- Строим профиль фасонного резца: для этого сносим точки, находящиеся на режущей кромке, до пересечения с соответствующими точками, располагающимися на образующих детали. Получаем точки 1”, 2”, 3”, 4”, 5”. Соединяя эти точки в соответствующей последовательности получаем профиль режущей кромки резца в нормальной плоскости к задней поверхности.
1.4 Аналитический расчёт профиля
Графическое построение профиля наглядно показывает, на каких участках режущей кромки резца образуются кривые линии. При разработке рабочего чертежа эти участки заменяются дугами окружностей или прямыми линиями. Для этого необходимо рассчитать параметры заменяющих окружностей. Поэтому в процессе аналитического расчёта определяются координаты не только узловых точек, а и дополнительных промежуточных точек на криволинейных участках.
Осевые размеры детали и резца не изменяются. У резца (по сравнению с деталью) изменяются форма и глубина профиля. Поэтому, фактически, необходимо рассчитать одну координату каждой точки профиля резца.
Определяются расчётные диаметры поверхности dд детали с таким расчётом, чтобы поле допуска на размер профиля инструмента располагалось посредине поля допуска на соответствующий размер детали, а отклонения на профиль инструмента отсчитывались «в металл». Тогда:
dд = dи + es(0,5 + 0,5k) + ei(0,5 + 0,5k), (1)
где: k = 0,25…0,33, коэффициент, учитывающий соотношение поля допуска размера инструмента и образованного рассматриваемым участком кромки размера детали.
Определяются расчётные радиусы:
ri = dдi / 2. (2)
Находят угол между образующей участка профиля с характерной точкой и осью детали:
tgи = (rmax - rmin) / ?и, (3)
где: rmax, rmin - предельные радиусы на рассматриваемом участке профиля детали;
?и - длина этого участка.
Угол л определяют по формуле:
tgл = tgи · Sinг. (4)
Далее находят промежуточные параметры:
Аi = ri + ?i · tgи, (5)
и координаты точек режущей кромки резца в системе координат с началом в характерной точке
(6)
(7)
По координатам xi yi рассчитывается профиль призматического резца по формуле:
XN = xki · Cosб + yki · Sinб (8)
Аналитический расчёт профиля производим на ЭВМ с помощью программы Re.exe (составитель С.В. Швец, Сумы 1993 г. «Расчёт профиля фасонных резцов»).
Исходными данными для пользования программой являются:
1. Количество узловых точек - 5
2. Геометрия в характерной точке: б = 12?, г = 5?
3. Радиус детали в 1 точке = 11
4. Расстояние от базы точки 1 = 0
5. Радиус детали в 2 точке = 17,5
6. Расстояние от базы точки 2 = 30
7. Радиус детали в 3 точке = 17,5
8. Расстояние от базы точки 3 = 72
9. Радиус детали в 4 точке = 14
10. Расстояние от базы точки 4 = 72
11. Радиус детали в 5 точке = 14
12. Расстояние от базы точки 5 = 95
13. Тип резца - круглый
14. Лямбда не равна нулю
15. Номер характерной точки - 1
16. Номер точки, расположенной на торце конического участка, противоположном торцу с характерной точкой резца - 2
Полученные результаты показаны на рисунке 1. Далее с помощью этой же программы производим уточнение профиля резца на участках: 2-3, 4-5 (при этом формы образующих рассматриваемых участков поверхностей являются прямолинейными). Полученные результаты показываем для всех участков профиля на рисунке 2, соответственно а, б.
Рисунок 1 - Аналитический расчёт профиля режущей кромки на ЭВМ
а) б)
Рисунок 2 - Уточнение профиля резца с помощью программы, для участков режущей кромки: а) 2 - 3; б) 4 - 5
Таблица 2 - Сравнение результатов графического и аналитического методов профилирования
|
№ точек профиля |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Графический |
0 |
6,3308 |
6,5012 |
3,1186 |
3,1610 |
|
|
Аналитический |
0 |
6,3308 |
6,5012 |
3,1186 |
3,1609 |
|
|
Погрешность, % |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,03 |
1.5 Конструкторская доработка инструмента
При удалении от центра детали, на некоторых участках режущей кромки передний угол может несколько уменьшиться, что его значение будет меньше нижнего придела. В этом случае рекомендуется на передней поверхности делать лунку радиусом 5 - 6 мм с ленточкой, шириной 0,2 - 0,3 мм у режущей кромки.
Величина переднего угла в любой точке режущей кромки определяется по формуле:
(9)
Для устранения трения по задней поверхности на участках перпендикулярных к оси детали, на этих участках делают небольшое поднутрение (? 2?) или оставляют ленточку 0,2…0,3 мм.
Общая длина резца устанавливается следующим образом. Со стороны открытого конца заготовки расчётный профиль резца увеличивают с учётом допуска на заготовку и погрешности её установки. Для избежания острых углов эта сторона резца может снабжаться цилиндрическим пояском длиной 2 - 3 мм. С противоположной стороны делают выступающий поясок, шириной 3 - 6 мм, для подготовки поверхности под отрезной резец. Боковые стороны выступа срезают под углом 15?.
Участки режущей кромки между некоторыми точками m и n, которые должны соответствовать части эллипса, параболы или гиперболы, заменяют дугой окружности.
Заменяющая окружность проходит через точки n(0;0), а(xа; yа), m(xm; ym).
Координаты центра заменяющей окружности и ёе радиус определяются по формулам:
(10)
(11)
(12)
Координаты точек a и m:
(13)
(14)
(15)
(16)
Радиус заменяющей окружности может оказаться настолько большим, что погрешность формы детали от замены криволинейного участка режущей кромки на прямолинейный будет в пределах допуска. Максимальное отклонение криволинейной кромки от прямолинейной определяется по формуле:
(17)
где: ?n,m - длина участка детали между точками n и m.
Если максимальное отклонение окажется меньшим одной трети допуска, то соответствующую режущую кромку можно делать прямолинейной.
Производим расчёт необходимости замены прямолинейных участков режущей кромки - дугами окружностей.
Рассматриваем участок 2 - 3 (см. рисунок 3). Допуск на соответствующий размер обрабатываемой поверхности ш30js9 составляет: Td = 52 мкм. Согласно формул (13) - (16), определяем координаты точек, принадлежащие заменяющей окружности, т.е.:
xm = 42; xa = 21; ym = 6.5012 - 6.3308 = 0,1704 (см. таблицу 2); ya = 0.0918.
Подставляя полученные данные в формулы (10) - (12), получаем координаты центра заменяющей окружности и её радиус:
x0 = 156.547 мм, y0 = 33409,552 мм, мм.
Определяем максимальное отклонение криволинейной кромки от прямолинейной по формуле (17):
мм,
где: =42/sin(0.23245) = =0,17039 мм (при и = 0,23245?).
Получаем Д ? 0 < 17 (где 17 = 52/3) мкм. Следовательно, можно сделать вывод, что для получения необходимой точности выполняемого размера не обязательно заменять прямолинейный участок режущей кромки дугой окружности (см. рисунок 1).
Рисунок 3 - Эскиз к расчёту необходимости замены прямолинейного участка режущей кромки - дугой окружности
Аналогично определяем необходимость замены прямолинейного участка режущей кромки - дугой окружности для участка 3 - 4 режущей кромки. Допуск на соответствующий размер обрабатываемой поверхности ш50h14 составляет: Td = 620 мкм. Определяем координаты точек, принадлежащие заменяющей окружности, т.е.:
xm = 23; xa = 11,5; ym = 0,0423 (см. таблицу 2); ya = 0,0235.
Подставляя полученные данные в формулы (10) - (12), получаем координаты центра заменяющей окружности и её радиус:
x0 = 63,25 мм, y0 = 28138,37 мм,
мм.
Определяем максимальное отклонение криволинейной кромки от прямолинейной:
мм, где:
=23/sin(0.10537) = 0,042298 мм (при и = 0.10537?).
Получаем Д ? 0 < 17 (где 17 = 52/3) мкм. Следовательно, можно сделать вывод, что для получения необходимой точности выполняемого размера нет необходимости заменять прямолинейный участок режущей кромки дугой окружности.
Допуски на размеры инструмента составляют 0,33…0,25 допуска на соответствующий размер детали (т.е. Txi = k · Tdi). Принимаем k = 0,25. Результаты расчётов записываем в таблицу 3.
Таблица 3 - Допуски на размеры профиля резца
|
Размер детали |
Допуск на размер детали |
Допуск на размер профиля резца (или на параметры заменяющей окружности), Txi |
||
|
обозначение |
численное значение, мкм |
|||
|
22 |
js9 |
52 |
17 |
|
|
35 |
js9 |
62 |
21 |
|
|
28 |
h14 |
520 |
173 |
|
|
30 |
h14 |
520 |
173 |
|
|
72 |
h14 |
740 |
247 |
|
|
95 |
h14 |
870 |
290 |
|
2. Проектирование шпоночной протяжки
Задание: Требуется обработать шпоночной протяжкой шпоночный паз 45х25 в отверстии диаметром 200мм, и длиной 60мм, соединение свободное.
Материал обрабатываемой детали - Сталь 45 с твердостью НВ260.
Материал протяжки - Р6М5, протяжка с приваренным хвостовиком.
Принимаю протяжку с утолщенным телом и хвостовиком по ГОСТ 4043-*
Рисунок 4 - Геометрические параметры шпоночной протяжки в поперечном сечении
Суммарный подъем протяжки:
Где УДh- расстояние от края отверстия до дна канавки, D - диаметр отверстия, f0 - величина стрелки [1, стр 241]
где b - ширина шпоночного паза
Ширина тела B:
Ширина зубчатой части:
Где bв - наибольшая допустимая ширина шпоночного паза на изделии,
дв - наибольшее разбивание по ширине шпоночного паза.
Подача на зуб [1 стр 65]: Sz=0,13 мм/зуб
Шаг зубцов [1 стр.75]: t=12
Число одновременно работающих зубцов: zi=5
Размер стружечной канавки [12 стр.68]:
h0=4,5; g=5; r=2,5; Fa=15,9 мм2
Коэффициент заполнения впадины:
Передние и задние углы: [12 стр.83]
г=15°, б=4 - 7°
Высота режущего выступа:
Где h0 - глубина стружечных канавок
Сила протягивания [12 стр. 127]
Cp=250, Szx=0,130,85=0,176, kг=0,93; kc=1; ku=1.
kг, kc, ku - поправочные коэффициенты, характеризующие влияние переднего угла, состав смазочно-охлаждающей жидкости и степени износа зубъев протяжки
Cp - постоянная, зависящая от обрабатываемого материала и формы протяжки
Высота сечения по первому зубцу при [у]=20 кг/мм2 для протяжек из стали Р6М5
;
Из конструктивних соображений принимаю h1=100 мм
Высота сечения по последнему режущему зубцу
Количество режущих зубцов
;
Принимаю zр=102 зубъев
Длина режущей части
Lp=t*zp; Lp=12*102=1224 мм.
Угол бокового поднутрения ц=1°30', переходные кромки высотой 0,6 мм и углом 45°
Хвостовик плоский по ГОСТ 4043-*.
Рисунок 5 - Хвостовик шпоночной протяжки.
а = 22, lx = 25, F = 10, b1 = 18, l1 = 80.
Fx=18x100=500 мм2;
Напряжение в материале хвостовика
;
Калибрующая часть
Высота зубцов hp=112,97 мм
Количество зубцов [12 стр.94] zk=4
Шаг tk=0,6*t=0,6*12 мм= 7,2 мм
Длина
Стружечная канавка такая же как и у режущих зубцов, фаска fk=0,2 мм
Длина гладкой части с учетом, что протяжка будет работать с отключением от станка:
Ln=L+Lp+Lk
Для станка 7Б510 L=280+60=340мм
Ln=340+1224+32,4=1596,4
Длинна протягивания меньше максимального хода поршня для станка 7Б520
Высота сечения по последнему режущему зубцу
Калибрующая часть
Высота зубцов hp=115,83 мм
Количество зубцов [12 стр.94] zk=4
Шаг tk=0,6*t=0,6*12 мм= 7,2 мм
Глубина паза в направляющей оправке
H=h1+f0;
H=2,57+100=102,57 мм.
3. Проектирование машинного метчика
Задание: Рассчитать и сконструировать машинный метчик для нарезания сквозных отверстий с метрической резьбой М16-6G
1. Основные конструктивные и габаритные размеры машинных метчиков выбираем по ГОСТ 17933-72: длина метчика L=102мм, длина режущей части l=32 мм, диаметр хвостовика d1=12.5 количество перьев z=3; размеры квадрата хвостовика: a=10h12, l2=20.
2. Исполнительные размеры резьбы и допуски размеров метчика определяем по формулам:
Наружный диаметр:
Наибольший
Наименьший
Средний диаметр:
Наибольший
Наименьший
3. Допускаемое отклонение для половины угла профиля резьбы 20' (ГОСТ 16925-71).
4. Допустимое отклонение шага на длине до 10 мм - 30 мкм, на длине до 25 мм - 50 мкм.
5. Определяем угол ц режущей части по формуле:
(33)
Подставляя значения, получаем: tgц = (16 -13,835) / 2 ?12 ? 0,090.
Arctg (0.09) =5010'
6. Коэффициент затылования определяется формулой:
(34)
Следовательно: К = 3,14 ? 16 ? tg(4) / 3 = 1,74 мм.
7. Профиль и размеры канавки метчика выбираем по приложению 1 к ГОСТ 17933 - 72. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.
8. Технические требования даны в ГОСТ 14034 - 74.
9. Выполняем рабочий чертёж метчика (КР РИ 00.00.44.02) с указанием основных технических требований.
Рисунок 6 - Схема расположения допусков на элементы резьбы гайки и метчика
4. Проектирование червячной фрезы
Задание: Спроектировать червячную фрезу для фрезерования шлицев:
d - 6x23g5x26x6d8.
Расчет профиля червячной фрезы производим на ЭВМ с помощью программы: «Расчет червячной фрезы для обработки шлицевого вала», составил Швец С.В.
По ГОСТ 1139-80, ГОСТ 25346-82 выбираем исходные данные для программы.
а).
б).
в).
г).
д).
е).
ж).
з).
Рисунок 7 - Работа программы FR.exe
конструирование резец шпоночный метчик фреза
Согласно [5, табл.2] выбираем конструктивные параметры фрезы.
Таблица 4 - Конструктивные параметры червячной фрезы
|
tn |
De |
D1 |
d |
d1 |
f1 |
f2 |
c1min |
|
|
12.86 |
75 |
40 |
27 |
29 |
1 |
1.5 |
3.0 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
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 23.05.2012Конструирование 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 08.06.2011Расчет 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 12.04.2015Проектирование 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.
курсовая работа [448,4 K], добавлен 12.10.2013Аналитическое 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 22.03.2013Расчет профиля круглого фасонного резца. Расчет долбяков для нарезания прямозубых колес внешнего зацепления; определение величины смещения выходного перереза и конструктивных размеров элементов долбяка. Проектирование протяжки для обработки отверстий.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 04.12.2013Технические требования к проектированию фасонного резца. Выбор габаритных размеров и конструктивное оформление фасонного резца. Расчет и конструирование шлицевой протяжки и червячной шлицевой фрезы. Конструктивные параметры зубьев червячной фрезы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.11.2013Расчет 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 07.11.2013Проектирование фасонного резца. Подготовка исходных данных для расчета профиля резца. Определение конструкции калибрующей части протяжки. Выбор конструкции метчика. Назначение степени точности метчика. Определение размеров профиля резьбы метчика.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 15.06.2012Подготовка чертежа детали к расчету фасонного резца, выбор его типа, определение углов режущей части, габаритных и присоединительных размеров резца. Характеристика коррекционного расчета профиля круглого фасонного резца. Выбор типа шпоночной протяжки.
курсовая работа [440,9 K], добавлен 21.02.2010
