Реферат: Проектирование режущего инструмента

Реферат: Проектирование режущего инструмента

Оглавление.

1. Задание - 3.

2. Расчет фасонного резца - 4.

2.1 Расчет диаметра заготовки.

2.2 Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля резца - 6.

3. Технология изготовления детали на шести шпиндельном токарном автомате модели 1265-6 - 8.

4. Установка фасонного резца на станке - 10.

4.1 Спецификация - 11.

5. Проектирование спирального сверла - 12.

6. Проектирования зенкера - 14.

7. Проектирование зенковки - 16.

8. Проектирования развёртки - 16.

9. Проектирование резца - 18.

10. Проектирование фрез - 18.

10.1. Проектирование  торцевой насадной фрезы - 19.

10.2. Проектирование концевой фрезы - 19.

10.3. Проектирование дисковой трёхсторонней фрезы - 20.

11. Литературные источники - 21.

Рассчитать размер фасонного профиля и конструктивные размеры резца для обработки детали №79168 в условиях массового производства. Сталь А12, HB 207, проектирование режущего инструмента.

2. Расчет фасонного резца.

Деталь изготавливаем из сортового проката круглого поперечного сечения по ГОСТ 2590-71.

2.1 Расчет диаметра заготовки.

dзаг = dдет max+2zmin ,

где dзаг – диаметр заготовки; dдет max – максимальный диаметр обрабатываемой детали; zmin - минимальный припуск на обработку.

Расчет минимального припуска на обработку.

2Zmin=2[(Rz+h)i-1+Ö D2åi-1+e2i],

где Rzi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе; Hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; Dåi-1 - суммарные отклонения расположения поверхностей на предшествующем переходе; ei -погрешность установки заготовки на выполненном переходе.

Расчет слагаемых входящих в формулу минимального припуска.

Качество поверхности сортового проката.

Rz = 160 мкм

h = 250 мкм

Суммарное отклонение расположения поверхности:

Då=Ö D2åк+D2ц,

где Dåк – общее отклонение оси от прямолинейности; Dц – смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования (стр.41 таб.12)

 Dåк=  l Dк  ,

              D2к+0.25

где Dк –кривизна профиля сортового проката (1, стр.180, таб.4) Dк= 0.5 мкм;

Dåк = 60(0.5/0.5) = 60 мкм

Dц = 20 мкм,

 Då = 63,2 мкм.

Погрешность установки заготовки (1, стр.42, таб.13):

e=280 мкм;

тогда min припуск на обработку равен:

2zmin = 2[(Rz+h)i-1+ÖD2åi-1+e2i] = 2[(160+250)+287.1]= =1394мкм=1.39 мм;

тогда диаметр заготовки равен:

dзаг=40+1.39=41.39 мм.

В качестве заготовки выбираем сортовой прокат диаметром 42мм по (1, стр.69 таб.62) ГОСТ 2590-71.

Обоснование типа фасонного резца.

Выбираю призматический резец с базовой точкой на высоте линии центров, так как на обрабатываемой детали есть протяженная сферическая поверхность.

Призматический радиальный резец с базовой точкой на линии центров имеет меньшую погрешность по сравнению с круглыми резцами.

Обоснование выбора материала режущей части и корпуса фасонного резца (2, стр.115 таб.2).

При обработке сталей экономически выгодно использовать резцы из следующих марок быстрорежущих сталей Р18, Р6М5Ф3, Р6М5, Р9К10, Р10К5Ф5 и т.д. Выбираем марку быстрорежущей стали, Р6М5. Для экономии быстрорежущей стали, резец делаем составным неразъемным, сваренным, с помощью контактной сварки оплавлением. Крепежную часть призматического резца изготавливают из стали - 40Х.

Обоснование выбора геометрических параметров фасонного резца.

Принимаем по таблице для стали - А12 твердостью НВ=207 (4, стр.112,113) a=10°, g=23° т.к. a=8…12о, g=20…25о.

Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля детали.

Определим координаты точки 3. Для этого запишем уравнения окружности   (l-28)2+r2=202 и уравнения прямой r=18. Совместное решение этих уравнений даёт координаты точки l3= 9.2822; r3=18.

Определим координаты точки 4. Они получаются из уравнений окружности  (l-28)2+r2=202 и уравнения наклонной прямой (r=kl+b) r=-tg165o+27, где b=27 из уравнения для точки 5: 11=60tg165о+b. Совместное решение этих уравнений даёт координаты точки l4= 16.415; r4=39.191.

Возьмём вспомогательную точку на коническом участке детали для этого запишем 2 уравнения прямой: r7= -tg165ol7 +27 и r4=16.415; откуда получим координаты точки 7: r7=16.415, l7=49.879.

2.2 Расчет координат узловых и промежуточных точек фасонного профиля резца.

 g=23°, a=10°.

M5=r5*Sing5=11sin23°=4.298;

A5=r5*Cosg5=11cos23°=10.126;              

Singi=M5/ri;

Ei=ri*Cosgi;

Ci=Ei-A5;

sing1=M5/r1=4.298/15.0=0.287 Þ g1=16.651°;

E1=r1*Cosg1=15.0cos16.651°=14.371;

C1=E1-A5=14.371-10.126=4.245.

Значения Hi находим из треугольников

e=90o-(a6+g6)=90o-(10°+23°)=57°;

H1=C1Sine=4.245Sin57°=3.560;

Расчет, назначение конструктивных размеров фасонного резца.

j =10°¼ 15° принимаем j=15°

h »2¼3 мм  принимаем h=3 мм

Размер фасонного резца вдоль оси:

L=L1+L2+L3+L4+L5, где;

L1=3 мм;

L2- ширина отрезного резца;

L2=3¼6 мм принимаем L2= 4 мм;

L3- выход инструмента;

L3=1¼2 мм принимаем L3=1,5 мм;

L4- длина обрабатываемой поверхности;

L4= 60 мм;

L5- выход инструмента;

L5= 1¼2 мм принимаем L5=1,5 мм;

L= 3+4+1,5+60+1,5=70 мм.

Расчёт количества переточек фасонного резца.

h3 = 0,3…0,5 – допустимая величина износа;

a = 0,1…0,3 – величина дефектного слоя после износа;

l = h3+a = 0,4…0,8 – сошлифованная часть.

N - число переточек.

N = (L - l)/l = (80 - 50)/0,8 = 37;

l – величина необходимая для закрепления резца в державке.

10. Расчёт количества фасонных резцов на годовую программу.

Годовая программа 1млн. штук деталей 79168.

Величина допустимого стачивания резца l = 30 мм.

Стачивание за одну переточку: Dl = 0,8 мм. (Типовые нормы износа и стойкости фасонных резцов. НИИТ Автопром 1981г.)

Стойкость между двумя переточками – 4 часа. Т = 240 мин.

Суммарная стойкость: ТΕ = Т(n + 1) = 68 часов = 4080 мин.

Режимы резания:

            Подача: S0=0.03 мм/об (Режимы резания металлов. Справочник под ред. Ю.В. Барановского изд-во “Машиностроение” 1972 г.)

            Скорость резания :    V=VтаблК1К2К3

            К1–коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

            К2–коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

            К3–коэффициент, зависящий от диаметра обрабатываемого прутка для фасонных резцов;

            Vтабл = 73

            К1 = 0.75

            К2 = 0.75

            К3 = 1.0

            V = 73*0.75*0.75*1.0=41.1 м/мин.

            Частота вращения:

            n = 1000V/πd = 278 об/мин, по паспорту станка 270 об/мин.

Основное технологическое время tо:

                                                tо = L/nS = 19,44/270·0.03 = 2,4 мин.

                                                l–максимальная глубина профиля, l = 19,44мм.

Количество деталей на один резец:

                                                К1 = ТЕ/to = 4080/2,4 = 1700 детали.

Количество деталей на программу:

                                                Кп = П*Ка/К1 = 1000000 * 1.15/1700 = 676 резца

                                                Ка–коэффициент аварийного запаса, Ка=1,15

2. Технология изготовления детали на шести шпиндельном токарном автомате модели 1265-6.

1. Подрезка торца и зацентровка.

рис. 1

2. Сверлить отверстие 12, обработка черновым фасонным резцом профиля.

рис. 2

3. Зенкеровать отверстие .

рис. 3

4. Развёртывание Н7.

рис. 4

5. Обработка зенковкой фаски, изготовление чистовым фасонным резцом профиля детали.

рис. 5

6. отрезка детали.

рис. 6

4. Установка фасонного резца на станок.

Фасонные резцы для обработки наружных поверхностей с радиальным направлением подачи устанавливают в специальных державках на поперечных суппортах станков.

Конструкция державки должна обеспечивать возможность смены и регулеровки резца и минимально допустимый вылет прутка из зажимной цанги.

На листе 1 данного курсового проекта показана державка призматического резца для позиций 2 и 5 шести шпиндельного автомата 1265 - 6.

Регулировка размера 65+/-0.02 осуществляется  при помощи ослабления винтов 15 и регулировки вылета резца винтом 16, а затем затягиванием винтами 15.

Осевая регулировка резца осуществляется следующим образом: отпускаются крепёжные винты 12 и 13, винтом 7 регулируется осевой размер, и затем затягиваются крепёжные винты.

При регулировки резца в радиальном направлении отпускаются крепёжные винты 12, а положение опоры фиксируется винтом 13. Для более точной регулировки предусмотрен винт 6 (см. спецификацию).

Фасонные резцы для обработки наружных поверхностей с радиальным направлением подачи устанавливают в специальных державках на поперечных суппортах станков.

Конструкция державки должна обеспечивать возможность смены и регулировки резца и минимально допустимый вылет прутка из зажимной цанги.

5. Проектирование спирального сверла.

Обоснование использования инструмента.

Спиральное сверло 12 предназначено       для сверления глухого отверстия диаметра 12 мм на глубину 65мм в заготовке детали №79168.

Обоснование выбора материала режущей и хвостовой части сверла.

Для экономии быстрорежущей стали все сверла с цилиндрическим хвостовиком диаметром более 8 мм и сверла с коническим хвостовиком более 6 мм изготовляются сварными.

В основном, сверла делают из быстрорежущих сталей. Твердосплавные сверла делают для обработке конструкционных сталей высокой твердости (45...56HRC), обработке чугуна и пластмасс. Исходя из твердости обрабатываемого материала – 207 НВ, принимаем решение об изготовлении сверла из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-73. Крепежную часть сверла изготовим из стали 40Х (ГОСТ 454-74).

Обоснование выбора геометрических параметров сверла.

Задний угол . Величина заднего угла на сверле зависит от положения рассматриваемой точки режущего лезвия. Задний угол имеет наибольшую величину у сердцевины сверла и наименьшую величину - на наружном диаметре. Рекомендуемые величины заднего угла на наружном диаметре приведены в (2, стр.151, табл.44). По этим рекомендациям выбираем: .= 8°.

Передний угол. Также является величиной переменной вдоль режущего лезвия и зависит, кроме того, от угла наклона винтовых канавок  и угла при вершине 2. Передняя поверхность на сверле не затачивается и величина переднего угла на чертеже не проставляется.

Угол при вершине сверла. Значение углов 2для свёрл, используемых для различных обрабатываемых материалов приведены в (2, стр.152, табл.46). По этим рекомендациям принимаем: 2118°.

Угол наклона винтовых канавок. Угол наклона винтовых канавок определяет жесткость сверла, величину переднего угла, свободу выхода стружки и др. Он выбирается в зависимости от обрабатываемого материала и диаметра сверла. По (6,табл.5) назначаем  = 30°.

Угол наклона поперечной кромки. При одном и том же угле  определенному положению задних поверхностей соответствует вполне определенная величина угла  и длина поперечной кромки и поэтому угол служит до известной степени критерием правильности заточки сверла. По рекомендациям (2, стр152, табл.46) назначаем:  = 45°.

Расчет, назначение конструктивных размеров сверла.

Спиральные сверла одного и того же диаметра в зависимости от серии бывают различной длины. Длина сверла характеризуется его серией. В связи с тем, что длина рабочей части сверла определяет его стойкость, жесткость, прочность и виброустойчивость, желательно во всех случаях выбирать сверло минимальной длины. Серия сверла должна быть выбрана таким образом, чтобы

lо ГОСТ ≥ lо расч.

Расчетная длина рабочей части сверла lо , равна расстоянию от вершины сверла до конца стружечной канавки, может быть определена по формуле:

lо = lр + lвых + lд + lв + lп + lк + lф,

 где

lр - длина режущей части сверла lр = 0.3*dсв = 0.3*12 = 3.6 мм;

lвых - величина выхода сверла из отверстия lвых = 0 (т.к. отверстие глухое);

lд - толщина детали или глубина сверления, если отверстие глухое lд = 65 мм;

lв - толщина кондукторной втулки lв = 0 ;

lп - запас на переточку lп =  l * (i +1), где

 l - величина, срезаемая за одну переточку, измеренная в направлении оси,  l = 1 мм.;

i - число переточек i = 40;

lп = 1*(40+1) = 41 мм;

lк - величина, характеризующая увеличение длины сверла для возможности свободного выхода стружки при полностью сточенном сверле;

lф - величина, характеризующая уменьшение глубины канавки, полученной при работе канавочной фрезы

lк + lф = 1.5*dсв = 1.5*12 = 18 мм,

тогда

l0 = 3.6 + 0 +65 + 0 + 41 + 18 = 127.6 мм.

В соответствии с ГОСТ 12121-77 (" Сверла спиральные из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком ") уточняем значения l0 и общей длины L :

l0 ГОСТ = 140 мм; L = 220 мм.

Положение сварного шва на сверле : lс = l0 + (2...3) = 143 мм.

Диаметр сердцевины сверла dс выбирается в зависимости от диаметра сверла и инструментального материала (6, стр.12):

dс = 0.15*dсв = 0.15 * 12 = 1.8 мм.

Ширина ленточки fл = (0.45...0.32)*sqrt(dс) = 0.7 мм.

Высота ленточки hл = (0.05...0.025)*dс = 0.4 мм.

Хвостовик сверла выполняется коническим - конус Морзе №1 АТ8 ГОСТ 2848 - 75 (6, табл.2 и 3).

Центровые отверстия на сверлах изготовляются в соответствии с ГОСТ 14034-74 (6, рис.5).

Определение количества переточек.

Общая длина стачивания:

lо = lk - lвых - Δ - lр, где

lвsх – величина, характеризующая увеличение длины сверла для возможности свободного выхода стружки при полностью сточенном сверле;

lр – длина режущей части сверла lр = 0.3·dсв = 0.3·12 = 3,6 мм;

lк – длина стружечной канавки;

D = 10 мм;

lо = 130-30-10-3,6=86,4 мм.

Число переточек: n = lo/Dl = 86,4/0,8 = 108 переточка.

Dl – величина стачивания за одну переточку.

6. Проектирования зенкера.

Обоснование использования инструмента.

Зенкер предназначен для обработки отверстия в литых деталях или штампованных деталей, а также предварительно просверленных отверстий с целью повышения точности и увеличения шероховатости поверхности отверстия. В техническом процессе зенкер, как правило, выполняет промежуточную операцию между сверлением и развёртыванием.

Зенкерованием получают отверстие точностью Н11 с шероховатостью до Rz=2,5мкм. Зенкерованием можно исправить искривление оси отверстия.

Обоснование выбора материала режущей части резца.

В металлообработке используется большое количество различных типов зенкеров. Рассмотри зенкер из быстрорежущей стали, с коническим хвостовиком, диаметр D=17.9мм, ГОСТ12489-71, тип зенкера №1 (7, Табл.2).

Выбора материала режущей части и хвостовика зенкера (2, стр.115 таб.2), при обработке сталей, экономически выгодно использовать зенкер из следующих марок быстрорежущих сталей Р18, Р6М5Ф3, Р6М5, Р9К10, Р10К5Ф5 и т.д. Выбираем марку быстрорежущей стали Р6М5, ГОСТ 19256-73. Для экономии быстрорежущей стали, зенкер делаем составным неразъемным, сваренным, с помощью контактной сварки оплавлением. Хвостовик изготавливают из стали 40Х ГОСТ 454-74.

Геометрические параметры режущей части.

Задний угол  переменный, увеличивается с уменьшением радиуса. Вспомогательный задний угол = 8o, что обуславливает неблагоприятные условия резанья для вспомогательной режущей кромки.

Передний угол . Передний угол на рабочих чертежах зенкеров обычно не указывается, поскольку он определяется конструктивной формой режущей части (

Главный угол в плане 60o.

Угол наклона канавок . Рекомендуемый угол наклона стружечной канавки у цельного хвостового быстрорежущего зенкера 20o

Угол наклона главной режущей кромки  обычно задается на рабочих чертежах на торцевом виде. Для быстрорежущих хвостовых зенкеров угол  =10...12°. Назначаем угол  =10°.

Расчет, назначение конструктивных размеров зенкера.

Страницы: 1, 2