Применение и принцип работы круглых и призматических фасонных резцов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Проектирование круглой протяжки

1.1 Протягивание. Виды протяжек и их назначение

1.2 Расчет круглой протяжки

2. Проектирование круглого фасонного резца

2.1 Применение и принцип работы круглых и призматических фасонных резцов

2.2 Расчет профиля фасонного резца

3. Конструкция и расчет зуборезного долбяка

3.1 Применение и принцип работы долбяка

3.2 Расчет долбяка

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Большинство деталей машин получает окончательную форму и размеры в результате обработки резанием на металлорежущих станках различными инструментами.

Металлорежущий инструмент - это часть металлорежущего станка, воздействующая в процессе резания непосредственно на заготовку, из которой должна быть получена готовая деталь.

Для развития науки о резании металлов и режущем инструменте необходимо: дальнейшее исследование физических основ процесса резания; изыскание новых дешевых, износостойких и прочных материалов для изготовления режущей части инструмента; совершенствование существующих конструкций и создание новых видов высокопроизводительного режущего инструмента; широкое внедрение поточных методов производства инструмента и улучшение его качества; повышение производительности и экономичности процесса резания вследствие уменьшения не только машинного, но и вспомогательного времени, затрачиваемого на обработку; изучение, обобщение, дальнейшее развитие и широкое внедрение высокопроизводительных методов труда новаторов производства; разработка передовых нормативов по режимам резания.

1. Проектирование круглой протяжки

Исходные данные

1. Протягиваемая заготовка: материал - Сталь 30; твердость при протягивании HB 179; отверстие под протягивание обработано сверлом, диаметр отверстия до протягивания -; диаметр отверстия после протягивания -; параметр шероховатости поверхности Ra 0,8; длина протягивания.

2. Станок: горизонтально-протяжной, модель 7Б520; тяговая сила станка , максимальная длина хода штока ; протяжка закрепляется в автоматическом сменном патроне.

3. Характер производства - массовый.

4. Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального цеха и заточного отделения, не более 1500мм.

5. Конструктивные особенности протяжки: наличие заднего хвостовика и выглаживающих зубьев.

1.1 Протягивание. Виды протяжек и их назначение

Протягивание -- один из наиболее эффективных методов механической обработки, позволяющий получать изделия высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0,32 мкм. При применении твердосплавных выглаживателей 0.08. Протягивание в основном применяют в крупносерийном и массовом производстве, однако этот метод успешно используют и в мелкосерийном и даже единичном производстве, когда протягивание является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

В качестве режущего инструмента при протягивании используются различные типы протяжек. Протяжка--многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвиями в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи. Протяжки имеют значительные преимущества перед инструментами других видов. Они являются самыми высокопроизводительными инструментами, примерно в сто и более раз производительнее зенкеров и разверток. При протягивании совмещаются операции черновой, получистовой и чистовой обработки. Это повышает производительность, сокращает номенклатуру применяемых режущих и мерительных инструментов, уменьшает число станков и технологической оснастки.

Экономическая целесообразность применения протяжек оправдывается при обеспечении оптимальных элементов конструкций и режимов резания, качественном изготовлении протяжек и правильной эксплуатации.

Протягивание применяют для обработки внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей. Соответственно различают внутренние и наружные протяжки. Разновидностью протяжек являются прошивки, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции протяжек, однако в процессе резания прошивки подвергаются в основном сжимающим усилиям, в то время как протяжки работают на растяжение. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных, многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др.

Протягивание поверхностей вращения может производиться призматическими или спиральными протяжками. В процессе обработки осуществляется быстрое вращение детали и относительно медленное движение протяжки. Спиральная протяжка представляет собой диск, на который как бы навернута призматическая протяжка. Режущие кромки зубьев такой протяжки располагаются на разных расстояниях от оси. Разность радиусов соседних зубьев определяет подачу на зуб.

1.2 Расчет круглой протяжки

Расчёт протяжки начинают с установление группы обрабатываемости материала заготовки и группы качества, к которой относится протянутая поверхность, так как определение многих элементов протяжки в дальнейшем зависит от этих факторов.

1. Устанавливается группа обрабатываемости - Сталь 30; НВ=179 относится к 1-ой группе обрабатываемости.

2. Группу качества протянутой поверхности устанавливают по табл.2.2 по квалитету и параметру шероховатости поверхности отверстия, заданного чертежом на деталь: Ra=0,8 1-ая группа качества.

3. Материал режущей части протяжки выбирают в зависимости от группы обрабатываемости и типа производства: 1-ая группа обрабатываемости; массовое производство: Р6АМ5 - быстрорежущая сталь.

4. Протяжки из Р6АМ5 диаметром более 15мм. изготавливают сварными. Чтобы хвостовик свободно проходил через отверстие в заготовке и в то же время был достаточно прочным, диаметр его выбирают по табл. 2.4, ближайшим меньшим к диаметру отверстия до протягивания. Сила допустимая прочностью хвостовика рассчитывается по формуле: ; где - допустимое напряжение при растяжении, МПа; - площадь опасного сечения хвостовика, мм2., [у]=300 мПа; ,Pхв=490,9Ч300=142,2кН.

5. Передний и задний углы выбирают по табл.2.5, передний угол выбирают в зависимости от группы обрабатываемости и вида зубьев. 5-ая группа заточки зубьев; черновые и переходные зубья - форма А =200, чистовые и калибрующие - =200. Задний угол: черновые и переходные зубья - =30, чистовые - =20, калибрующие - =10.

6. Скорость резания выбирают по табл.2.6 в зависимости от типа производства, группы качества и группы обрабатываемости и проверяют по характеристике станка.

7. Подъём черновых зубьев SZC определяется из условия равной стойкости черновой и чистовой частей по табл.2.7 для 6-ой группы обрабатываемости. В начале для скорости резания и подачи чистовых зубьев SZЧ=0,3 мм устанавливается наработка чистовой части: Т=77м. По той же скорости резания и стойкости черновых зубьев Т=82м находится подъём черновых зубьев SZС=0,12мм на зуб на сторону. Для 1-ой группы обрабатываемости и 1-ой группы качества при скорости резания по табл.2.14 ограничиваем подъём черновых зубьев до SZO=0,1 мм/зуб на сторону. Поправочные коэффициенты на наработку принимаются по табл.2.15: КТВ=0,7; КТР=1,0; КТЗ=1,0; КТm=1,0; КТd=1,0; КТo=1,0. Смазывающе-охлаждающая жидкость - Укринол- 1. Наработка с поправочными коэффициентами: .

8. Глубину стружечной канавки h, необходимой для размещения стружки при подъёме SZС=0,12мм определяют по формуле: , приняв коэффициент помещаемости k=3; . В табл. 2.16 ближайшая большая глубина стружечной канавки h=4мм. Далее необходимо выполнить проверку на жесткость протяжки: мм/зуб на сторону. Принимаем . hж>h следовательно, Sz0=Szc=0.12

9. Шаг черновых зубьев принимаем по табл. 2.16. Принимаем меньшее значение t0=10мм - профиль №7. Остальные элементы стружечной канавки: b0=3,5мм; r=2мм, R=6мм. Число одновременно участвующих в работе зубьев находят по формуле: , .

10. Максимально допустимую силу резания берем минимальной из трёх РСТ, РХВ, РОП. - тяговая сила станка; Рхв=142200H- сила, допустимая прочностью хвостовика; - прочность протяжки в опасном сечении по впадине перед первым зубом, - площадь этого сечения, для Р6АМ5.

11. Число зубьев в группе ZC определяем по формуле: , где =232Н для SZС=01,2 мм/зуб и =20 из табл. 2.17; =4; =1,3; =1,0; =1,0; =1,0 из табл. 2.18. , .

12. Определяем расчетную силу протягивания по формуле: .

13. Определяем полный припуск по формуле: мм. Припуск на черновые зубья находим по формуле: мм. Где мм - припуск на переходные зубья (табл. 2.19); мм - припуск на чистовые зубья.

14. Число групп черновых зубьев определяем по формуле: , следовательно, i=5. Остаточную часть припуска находим по формуле:. Так как то прибавляем к припуску на переходную часть.

15. Число черновых зубьев определяем по формуле:, число переходных зубьев -zп=4 из табл. 2.19, число чистовых зубьев -zч=12 из табл. 2.20, число калибрующих зубьев -zk=7 из табл. 2.20. Общее число всех зубьев находим по формуле:.

16. Длину режущей части протяжки определяем по формуле: , где и - суммы переменных шагов чистовых и калибрующих зубьев соответственно (табл. 2.21): t1=7мм; t2=8; t3=9мм; t0=10мм: мм. Размеры профиля одинаковы для всех трёх шагов, их берем из табл. 2.16 по меньшему шагу. Для t1=10мм: h=4мм, r=2мм, b=3,5мм, R=6мм.

17. Диаметр калибрующих зубьев и диаметр последнего чистового зуба можно принимать равными максимальному в пределах допуска диаметру отверстия:мм.

18. Число выкружек и ширину черновых зубьев определяем по табл. 2.22: N=10, a0=6о. Радиус выкружек Rв назначаем в зависимости от ширины выкружки и диаметра протяжки; значение Rв определяем по табл. 2.23. Там же дан наибольший допустимый радиус щлифовального круга: .

19. Число выкружек на переходных и чистовых зубьях вычисляем по формуле и округляем до ближайшего целого числа:

.

Ширину выкружек на переходных и чистовых зубьях для обеспечения перекрытия выкружек режущими секторами последующих зубьев принимают на 2-3мм меньше, чем на черновых: мм.

20. Диаметр передней направляющей принимаем равным наименьшему диаметру отверсти до пртягивания с полем допуска е8 -мм. Длину передней направляющей выбирают в зависимости от отношения длины протягивания к диаметру протяжки: т.к. L/D=25/36=0,7<1,5.

21. Длину переходного конуса выбирают по табл. 2.25: .

22. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяют по формуле:мм. Размер принимают в зависимости от диаметра хвостовика - ; для протяжного станка 77208: и .

23. Диаметр задней направляющей принимают равным наименьшему предельному диаметру протянутого отверстия с полем допуска по f7: Рекомендуемая длина задней направляющей приведена в табл. 2.26: lзн=35,С=1,6. Протяжку выполняем с задним хвостовиком. Диаметр заднего хвостовика принимаем меньшим, чем диаметр переднего хвостовика:. Длину заднего хвостовика берем по табл. 2.27: . Общая длина протяжки равна сумме длин передней части (от переднего торца до первого зуба), режущей части, задней направляющей и заднего хвостовика:. Принимаем L=780мм.

24. Таблица 2. Диаметры зубьев протяжки

№ зуба	Диаметр	№ зуба	Диаметр
Черновые зубья
1	33,52	17	35,88
2	33,64	18	35,9
3	33,76	19	35,92
4	33,88	20	35,94
5	33,0	21	35,95
6	34,12	22	35,96
7	34,24	23	35,97
8	34,36	24	35,98
9	34,48	25	35,985
10	34,6	26	35,99
11	34,72	27	35,995
12	34,84	28	36,0
13	34,842	29	36,0
14 переходные 33,844	30	36,0
15	34,884	31	36,0
16	34,924	32	36,0
	33	36,0
	34	36,0
	35	36,0

25. Расчет основного времени:

где q -- число одновременно обрабатываемых заготовок; K1 -- коэффициент, учитывающий обратный ускоренный ход; i -- число рабочих ходов.

Длина рабочего хода протяжки

Lp. х = lп + l + lдоп.

Длина рабочей части протяжки По условию , , l = 35мм. Тогда .

Перебег lдоп = 30 ... 50 мм; принимаем lдоп = 50 мм.

Таким образом, Lp. х = 400+35+50=585.

Коэффициент .

У станка 77208 скорость обратного хода хо. х = 20 м/мин;

.

По условию обрабатывается одна заготовка, т. е. q = 1;

число проходов i = l,

мин.

2. Проектирование круглого фасонного резца

2.1 Применение и принцип работы круглых и призматических фасонных резцов

В современном машиностроении для точения сложных поверхностей применяют преимущественно радиальные призматические и круглые фасонные резцы; менее распространены тангенциальные и обкаточные фасонные резцы.

Призматические резцы применяются для обработки наружных поверхностей, обладают повышенной жесткостью и надежностью крепления, повышенной точностью обработки, лучше отводят теплоту, проще в установке на станках по сравнению с круглыми.

Круглые (дисковые) резцы применяются для обработки наружных и внутренних поверхностей, они более технологичны при изготовлении, но сложнее в установке, имеют большее количество переточек и повышенный срок службы по сравнению с призматическими. Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт, или пазы на торце [9].

Радиальные фасонные резцы имеют подачу, направленную по радиусу, а тангенциальные -- подачу, направленную по касательной к внутренней поверхности детали. В производстве наибольшее распространение получили фасонные резцы с радиальной подачей, так как они проще в эксплуатации и настройке.

2.2 Расчет профиля фасонного резца

Профиль детали необходимо разбить на отдельные участки с образующими в виде отрезка прямой или дуги окружности. Каждый участок определяется следующей совокупностью параметров: координатами начальной точки 1 образующей, - конечной точки 2 в системе координат, ось Х которой совпадает с осью детали, а начало лежит в правой торцевой плоскости детали.

Исходная информация на проектирование резца:

N=5 - количество участков

KR=-1 - код типа резца

MD=1 - код материала детали.

Определение значений диаметров, взятых по середине поля допуска:



Двумерный массив W , содержащий описание профиля детали по его участкам:

Параметр	Участок детали
	1	2	3	4	5
	0	8	20	35	45
	32,773	36,9885	35	37,99885	37,99885
	8	20	35	45	60
	36,9885	36,9885	35	37,99885	34

Значение ординат узловых точек равны соответствующим радиальным размерам детали, взятым по середине поля допуска.

Далее необходимо ввести значения максимального и минимального радиального размера детали, определить максимальную глубину профиля детали , радиус окружности , на которой лежит точка b, являющаяся базой при коррекционном расчете и максимально допустимое значение переднего угла в базовой точке по условию отсутствия вибраций.



Выбирается угол, выбираемый по таблице . После этого необходимо выполнить начало общей части коррекционного расчета: определяются вспомогательные величины и ; принимается значение заднего угла в базовой точке; и рассчитывается значение угла в базовой точке:

Далее производится расчет значений заднего угла и глубины профиля для каждого участка:

1 участок, 1-ая точка

протяжка фасонный резец

1 участок, 2-ая точка

3 участок, 1-ая точка

4 участок, 1-ая точка

5 участок, 2-ая точка

Размеры рабочей части круглого фасонного резца

Расчет длины рабочей части резца:

Где - длина детали; - длина дополнительной режущей кромки; -величина перекрытия подготавливающая соответствующий участок прутка под отрезку; - упрочняющий участок.

Расчет допусков на изготовление фасонных резцов

Необходимо ввести понятие внутренней технологической базы. Под внутренней технологической базой понимается цилиндрический участок, на который назначен самый жёсткий допуск, и имеется возможность для контроля в производственных условиях.

дрк' = (дк - двтб) /2 ,

где дк - допуск на радиальный размер детали для текущей условной точки,

двтб - допуск на внутреннюю технологическую базу.

д1 = (0 - 0,046) /2=0,023мм;

д2 = (0 - 0,046) /2=0,023мм;

д3 = (0,046 - 0,046) /2=0мм;

д4 = (0,046 - 0,046) /2=0мм;

д5 = (0 - 0,046) /2=0,023мм;

д6 = (0,586 - 0,046) /2=0,27мм;

3. Конструкция и расчет зуборезного долбяка

Исходные данные:

Модуль, мм	m	3
Угол профиля исходного контура, град	б	20°
Число зубьев шестерни	Z1	15
Число зубьев колеса	Z2	29
Коэф. смещения исходного контура шестерни	X1	+0,52
Коэф. смещения исходного контура колеса	X2	0
Коэф. высоты головки зуба	haо*	1
Изменение толщины зуба долбяка	ДSo	0,12
Номинальный диаметр долбяка, мм	dn	80
Задний угол долбяка, град	бв	6°
Передний угол долбяка, град	гв	5°

Станок - 5А150, Материал колеса - Сталь 30Х, НВ 187, технологическое назначение - получистовой под шевингование.

3.1 Применение и принцип работы долбяка

Долбяки применяются для нарезания зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления. В процессе работы долбяку сообщается возвратно-поступательное движение вдоль оси (прямолинейное или винтовое в соответствии с продольной формой зубьев нарезаемого колеса) и, кроме этого, долбяк и колесо имею согласованное вращение вокруг своих oceй.

Долбяки являются наиболее универсальным зуборезным инструментом для нарезания цилиндрических колес. Ими можно нарезать любое цилиндрическое колесо с наружным и внутренним зацеплением, но преимущественное применение долбяки находят в следующих случаях:

1) при нарезании зубьев блочных колес и колес с буртиками,

2) для обработки колес с внутренним зацеплением,

3) для нарезания шевронных колес без канавки для выхода инструмента,

4) для нарезания точных зубчатых реек методом деления.

5) для нарезания мелкомодульных колес с модулем m<1,5.

Долбяки изготавливаются трех классов точности: АА - для нарезания колес 6-й степени точности, А - для нарезания колес 7-й степени точности и В - для нарезания колес 8-й степени точности.

В металлообработке применяют следующие типы долбяков:

дисковые -- для нарезания обычных цилиндрических колес

чашечные -- для нарезания прямозубых колес в упор

втулочные и хвостовые для колес внутреннегозацепления и мелкомодульных колес

косозубые - для косозубых колес

косозубые парные - для шевронных колес.

Профиль зубьев колеса образуется как огибающая последовательных положений режущих кромок долбяка в процессе их сложного относительного движения. Для обработки колес с эвольвентной формой зубьев долбяк должен иметь также эвольвентную форму режущих кромок. Таким образом, при зубодолблении воспроизводится процесс зацепления двух сопряженных цилиндрических колес.

3.2 Расчет долбяка

1. Число зубьев зуборезного долбяка:

округляем до ближайшего четного ;

2. ;

3. Угол профиля задних винтовых поверхностей долбяка:

;

4. Толщина зуба по дуге делительной окружности в исходном состоянии:

;

5. Делительная толщина зуба:

6. Диаметр делительной окружности:

;

7. Диаметр основной окружности:

;

8. Диаметр основного цилиндра, от которого образуются боковые задние поверхности зубьев долбяка:

;

9. Допустимая величина толщины зуба на вершине:

;

10. Определение коэффициента смещения исходного контура X:

где R=2; Q=-2.

11. Наружный диаметр:

;

12. Толщина зуба по дуге делительной окружности:

;0,908>0,8606;

13. ;

;

;

;

Условие выполняется;

14. Радиус основной окружности колеса по Z2:

;

;

;

Угол давления эвольвенты в точке, лежащей на окружности выступов колеса 2, град:

(по таблице инвалют);

;

15.

(по таблице инвалют);

16. ;

17.

П>П1 ;

6,61>3,71 следовательно:

18. ;

19. i=0

20.

21. Так как и i =0 => 2< m 4, то

Расстояние от исходного сечения до плоскости переднего торца долбяка (смещение исходного сечения). От величины А зависят конструктивные размеры долбяка:

Высота долбяка определяется по формуле:

22. Так как 2< m ?3, то [H]=14мм, Н=[H]=14, то:

Высота головки зубьев долбяка:

Высота ножки зубьев долбяка:

Диаметр окружности выступов:

Диаметр окружности впадин:

23.

Расстояние до исходного контура	а	8,5
Коэффициент смещения исходного контура долбяка	X	0,3
Угол профиля рейки долбяка	бо	20°17'07"
Число зубьев долбяка	Zo	28
литейный диаметр	do	84
Основной диаметр	dno	78,85
Наружный диаметр	dao	90
Внутренний диаметр	dio	78,85
Толщина зуба долбяка по делительной окружности в исходном сечении	So	4,71
Толщина зуба долбяка по хорде на передней перпендикулярную к оси долбяка	Sx	0,093
Толщина зуба долбяка на окружности выступов	Sao	0,8576
Боковой задний угол на делительном цилиндре	б1б	2°21'11"
Боковой задний угол в нормальном сечении	б1бп	2°7'56"
Высота головки зуба долбяка в исходном сечении	hао	4,648
Высота долбяка	H	14

Заключение

В данной курсовой работе были произведены расчеты следующих инструментов: круглой протяжки, призматического радиального фасонного резца и дискового долбяка.

В процессе выполнения данной курсовой работы была использована техническая справочная литература, проведены аналитический и графический методы расчета и построения.

В настоящее время доля обработки металлов резанием в машиностроении составляет около 35% и, следовательно, оказывает решающее влияние на темпы развития машиностроения в целом.

Список использованной литературы

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3х томах. Издание 8-е переработанное и дополненное. Под редакцией Жестковой И.Е.- М.: Машиностроение, 2001

2. Баранчиков В.П., Боровский Г.В. и др. "Справочник конструктора-инструментальщика". 1994 .

3. Гречишников В.А., Чемборисов Н.А., Сморкалов Н.В. и др. Проектирование режущих инструментов: Издание второе, дополненное и переработанное. Учебное пособие для выполнения курсового проекта (работы) по дисциплине «Режущий инструмент» студентами специальностей 151001, 151002 и 151003 дневного, вечернего и заочного форм обучений (под общей редакцией д.т.н., проф. Чемборисова Н.А.) - Набережные Челны: Изд-во КамПИ - 2006. - 200 с.

4. Кирсанов Г.Н. и др. "Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов". - М.: Машиностроение, 1986.

5. Косилова А.Г., Р.К. Мещерякова. "Справочник технолога машиностроителя", том 1, 2. -М.: Машиностроение, 1985.

6. Ординарцев И.А. и др. "Справочник инструментальщика". -Л.: Машиностроение, 1987.

7. Нефедов Н.А., Осипов К.А.. "Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту". - М.: Машиностроение, 1990.

8. Маргулис Д.К. и др. "Протяжки для обработки отверстий". - М.: Машиностроение. 1986.

9. Вардашкин В. А. Справочник “Станочные приспособления”- М.: Машиностроение, 1984.

Размещено на Allbest.ru