Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Поисковое конструирование инструментов

Поисковое конструирование инструментов

Проектирование инструментальной наладки для обработки детали. Маршрутная технология обработки детали и выбор станка. Расчет точности позиционирования режущих инструментов и оценка ее достаточности. Восстановление работоспособности режущих инструментов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 15.12.2013
Размер файла 252,1 K
рефераты на заказ со скидкой

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/

Оглавление

  • Введение
  • 1. Проектирование инструментальной наладки
    • 1.1 Проектирование инструментальной наладки для обработки детали
    • 1.2 Маршрутная технология обработки детали и выбор станка
    • 1.3 Описание компоновки инструментальных блоков
    • 1.4 Расчет точности позиционирования режущих инструментов и оценка ее достаточности
    • 1.5 Разработка рекомендаций по эксплуатации
      • 1.5.1 Выбор технологической среды
      • 1.5.2 Восстановление работоспособности режущих инструментов
      • 1.5.3 Выбор режимов заточки
  • 2 Проектирование фасонного резца
    • 2.1 Постановка задачи
    • 2.2 Общие сведения
    • 2.3 Выбор материала фасонного резца
    • 2.4 Рассчитаем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам
    • 2.5 Выбор геометрических параметров
  • 3. Проектирование квадратной протяжки
    • 3.1 Постановка задачи
    • 3.2 Описание и области применения протяжек
    • 3.3 Последовательность расчета квадратной протяжки
  • 4. Проектирование машинной развертки
    • 4.1 Постановка задачи
    • 4.2 Общие положения
    • 4.3 Определение исполнительных размеров инструмента (чистовой развертки) для обработки отверстия 27Н7
    • 4.4 Выбор и расчет параметров конструкции и геометрии
      • 4.4.1 Проектирование рабочей части инструмента
      • 4.4.2 Проектирование присоединительной части инструмента
    • 4.5 Разработка технических требований
  • Заключение
  • Литература

Введение

В современном машиностроении обработка резанием является главным технологическим методом, обеспечивающим высокое качество и точность обрабатываемых поверхностей деталей.

Одним и наиболее важным показателем эксплуатации режущего инструмента является его работоспособность, определяющая состояние, при котором режущий инструмент выполняет свою работу, имея износ рабочих поверхностей, меньший критического значения. Обеспечить максимизацию стойкости - значит повысить рост производительности труда, сэкономить дорогостоящий материал, энергию и трудовые ресурсы.

Стойкость режущего инструмента может быть повышена благодаря такому изменению поверхностных свойств инструментального материала, при котором контактная поверхность инструмента будет наиболее эффективно сопротивляться абразивному, адгезионному, коррозийно-окислительному и др. видам износа как при комнатной, так и при повышенной температурах. Так же инструментальный материал должен обладать достаточным запасом прочности при сжатии, изгибе, приложении ударных нагрузок.

Большинство инструментальных материалов обладают лишь несколькими из указанных выше свойств, что резко снижает их область применения. Например, инструменты из быстрорежущей стали обладают относительно невысокой теплостойкостью, средней твердостью, небольшими прочностью при изгибе и ударной вязкостью; керамические режущие инструменты имеют повышенную твердость, износостойкость и высокую теплопроводность, но им присущи низкая ударная вязкость и повышенная хрупкость.

1. Проектирование инструментальной наладки

1.1 Проектирование инструментальной наладки для обработки детали

Для удобства и простоты проектирования выбор режущих и вспомогательных инструментов можно произвести, ссылаясь на стандарты инструментов.

Для повышения эффективности режущих инструментов и всей обработки данной детали в качестве материала режущей части режущего инструмента используем твердый сплав.

Инструмент не должен иметь заусенцев, забоин, зазубрин, выкрошенных мест и следов коррозии. Должна быть соблюдено качество термической обработки инструмента. Передние и задние поверхности должны быть чисто и гладко отшлифованы.

Для повышения экономичности режущий инструмент должен по возможности быть сборным, так как при этом увеличивается срок службы инструмента [3].

1.2 Маршрутная технология обработки детали и выбор станка

Обработка заданных поверхностей детали ведется на многооперационном станке.

Разработка маршрутной технологии заключается в назначении следующих переходов:

1. Точение поверхности;

2. Сверление отверстия;

3. Развертывание отверстия.

Таблица 1.1-Компоновка инструментальных блоков

Переход

Режущий инструмент

Вспомогательный инструмент

Название, характеристика

Название, характеристика

1

Проходной отогнутый резец 2102-1102 (ГОСТ 18877-73)

Резцедержатель 191.711.002

ТУ 2-024-5539-81

2

Сверло 2301 -3061

ГОСТ 10903-77

Задняя бабка станка 16К20

3

Развертка машинная 2363-3484

ГОСТ 1672-71

Втулка 191.831.201

ОСТ 2 П10-2-84

1.3 Описание компоновки инструментальных блоков

Блок 1 (позиция 1): для обработки цилиндрической поверхности и нарезания фасок применяем проходной отогнутый резец 2102-1102. Геометрические параметры по ГОСТ 18877-73. Резец крепится в резцедержатель.

Блок 2 (позиция 2): для обработки отверстия в материале применяем сверло с коническим хвостовиком 2301 -3061 диаметром Ш29 мм из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 10903-77. Сверло устанавливается в заднюю бабку станка 16К20..

Блок 3 (позиция 3): для обработки отверстия в материале применяем развертку с коническим хвостовиком 2363-3484 диаметром Ш30 мм из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 1672-71. Развертка устанавливается в втулку 191.831.201 ОСТ 2 П10-2-84.

1.4 Расчет точности позиционирования режущих инструментов и оценка ее достаточности

После сборки комплекта вспомогательного инструмента величина первичного отклонения вершины инструмента от номинального положения:

, ( 1.1 )

где n - число элементов инструментального блока, влияющих на точность позиционирования, включая погрешности шпинделя;

- Размещено на http://www.allbest.ru/

коэффициент относительного рассеивания i-ого звена;

(1.2)

- коэффициент относительного рассеивания величины замыкающего звена; - передаточное отношение i-ого звена; - вылет i-ого компонента компоновки; - вылет, на котором нормируется величина перекоса в i-ом соединении [2].

Произведем расчет для инструментального блока № 2.

Биение отверстия 7:24 у торца 0,008 мм, при вылете 100 мм - 0,01 мм. Погрешность изготовления конических поверхностей с конусностью 7:24 принимаем по АТ7 (ГОСТ 19880-74). Значение перекоса в коническом соединении 0,0025 мм на вылете 100 мм (см. табл. 75 [2]).

Определяем

мм;

2е=0,013 мм

Допустимое значение отклонения равно 0,056 мм, что больше полученного. Из этого следует, что точности позиционирования режущего инструмента достаточно.

1.5 Разработка рекомендаций по эксплуатации

В настоящее время выбор правильных условий эксплуатации инструмента не менее важен, чем разработка высокопроизводительной и надежной его конструкции. В понятие условий эксплуатации можно включить расчет технологически обоснованных норм его расхода, выбор технологической среды, восстановление работоспособности после отказа, контроль качества инструмента после его восстановления и его подготовка к последующему использованию.

Необходимо соблюдать назначенные режимы резания для каждой позиции.

1.5.1 Выбор технологической среды

Рациональное использование технологических сред, в первую очередь жидкостей, является одним из резервов повышения эффективности эксплуатации режущих инструментов. Выбор оптимальных составов СОЖ осуществляется по справочникам.

Таблица 1.2 - Выбор СОЖ [4]

Вид обработки

Точение

Сверление

Развертывание

Конструкционная сталь

Укринол-1 (5-8)

Аквол--б (5-10)

Укринол-1 (5-8)

Аквол-11 (5)

Укринол--1 (5-8)

Аквол--б (5-10)

Наиболее подходит Укринол-1 (5-8).

1.5.2 Восстановление работоспособности режущих инструментов

В зависимости от конструктивных особенностей и требований производства восстановление работоспособности инструментов может осуществляться путем замены режущих элементов (многогранных пластин); заточкой; наплавкой инструментального материала на изношенные участки с последующей заточкой; перешлифовкой на меньшие размеры.

Первый способ наиболее характерен для инструментов, работающих в условиях автоматизированного производства -- станков с ЧПУ, ГПМ, автоматических линий. Наплавкой новых твердосплавных пластин обычно осуществляется восстановление напайных инструментов после окончательной потери ими работоспособности.

Перешлифовке на меньшие размеры подвергаются сменные многогранные пластины и точный мерный инструмент. Пластины обычно перешлифовываются на меньшую длину и ширину с сохранением толщины, при этом полностью удаляются изношенные и выкрошенные участки. Эти участки можно удалить, уменьшая толщину пластины. В этом случае на ней формируется стружколомающий порожек. Поскольку прочность таких пластин ниже, их лучше в дальнейшем использовать на чистовых операциях.

Перешлифовку мерного инструмента на меньший размер производят в случае катастрофического износа его калибрующей части. Например, развертки перешлифовываются на другое поле допуска или на меньший нестандартный диаметр; метчики перешлифовывают на меньший диаметр с тем же шагом.

Наиболее широко практикуется восстановление работоспособности путем переточки инструмента. Она производится для всех инструментов, кроме оснащенных сменными твердосплавными пластинами [5].

1.5.3 Выбор режимов заточки

Повышение скорости шлифовального круга увеличивает его стойкость,

производительность обработки, снижает шероховатость шлифованных поверхностей, но вместе с тем увеличивает температуру шлифования. Поэтому повышение скорости шлифовального круга ограничивается появлением дефектов на обработанной поверхности.

Повышение скорости изделия увеличивает производительность обработки, при этом возрастает мгновенная температура шлифования, но одновременно уменьшается время контакта круга с затачиваемой поверхностью, что благоприятно сказывается на снижении температуры нагрева затачиваемой поверхности. Поэтому следует работать с максимально возможной скоростью изделия. Ограничениями являются технические возможности оборудования, повышенный размерный износ круга, появление дефектов на затачиваемой поверхности.

Увеличение глубины шлифования повышает производительность обработки, поэтому следует работать с максимально допустимой глубиной шлифования.

Ограничительными факторами являются появление дефектов на затачиваемой поверхности, повышенный размерный износ круга, недопустимое увеличение шероховатости поверхности.

Определение оптимальных режимов заточки следует производить из условия получения заданных технических требований на затачиваемый инструмент при минимальных затратах на операцию.

Для быстрорежущих сталей

* на предварительных операциях: скорость круга 20-25 м/с, скорость изделия 3-5 м/мин, глубина шлифования 0,04-0,06 мм/дв.ход;

* на чистовых операциях: скорость круга 20-30 м/с, скорость изделия 1-3 м/мин, глубина шлифования 0,02-0,04 мм/дв.ход;

* скорость изделия 0,7-1 м/мин, глубина шлифования 0,005-0,01 мм/дв.ход. Для твердых сплавов

* на предварительных операциях кругами КЗ: скорость круга 9--12 м/с, скорость изделия 5-6 м/мин, глубина шлифования 0,04-0,05 мм/дв.ход;

* на предварительных операциях алмазными кругами на металлических связках: скорость круга 20-25 м/с, скорость изделия 2-3 м/мин, глубина шлифования 0,02-0,03 мм/дв.ход;

* на чистовых операциях: скорость круга 20-25 м/с, скорость изделия 1-1,5 м/мин, глубина шлифования 0,02-0,03 мм/дв.ход;

* на доводочных операциях: скорость круга 20-25 м/с, скорость изделия 0,5-- м/мин, глубина шлифования 0,005-0,01 мм/дв.ход.

2. Проектирование фасонного резца

2.1 Постановка задачи

Рассчитать и сконструировать призматический фасонный резец для наружного обтачивания фасонной заготовки. Материал заготовки - сталь 5 с пределом прочности = 550 МН/м2. Заготовку обрабатывают с подготовкой под последующую отрезку.

Рисунок 2.1 - Обрабатываемая деталь

2.2 Общие сведения

Фасонные резцы применяются для обработки поверхностей сложного профиля на станках токарной группы и реже на строгальных или долбежных станках в условиях серийного и массового производства. Как правило, они являются специальными инструментами, предназначенными для обработки одной детали. Фасонные резцы обеспечивают строгую идентичность обработанных деталей, большое количество переточек, высокие общую и размерную стойкость, совмещение предварительной и окончательной обработки, простоту установки и наладки на станке, что делает их незаменимыми в автоматизированном производстве, особенно на токарных автоматах.

2.3 Выбор материала фасонного резца

В качестве материала для изготовления фасонного резца следует применять быстрорежущую сталь или твердый сплав. Выбираем быстрорежущую сталь Р6М5.

2.4 Рассчитаем высотные размеры профиля в узловых точках на детали по формулам:

(1.1)

где d1, d2, d3, d4 - диаметры обрабатываемых поверхностей на детали.

2.5 Выбор геометрических параметров

Выберем габаритные и конструктивные размеры резца по таблице 2 [1], величины переднего г и заднего б углов резца по таблице 3 [1].

Рисунок 2.2 - Габаритные и присоединительные размеры призматического фасонного резца

Таблица 2.1 Габаритные и конструктивные размеры призматического резца.

Высота профиля на детали tmax

М

A

F

E

d

H

7…10

34,46

25

15

6

75

Конструктивно определим В.

Таблица 2.2 Величины переднего и заднего углов.

Марка

ув, МПа

г0

б0

Сталь 5

550

25

15

Длину резца Lр определим далее, по длине детали и ширине дополнительных режущих кромок резца (см. п.1.6).

Рассчитаем для каждой узловой точки высотные размеры профиля резца, измеренные вдоль передней поверхности.

xi = (ri·cos(г - гi) - r1)/cos г; (2.2)

где ri - радиусы узловых точек на профиле детали;

г - величина переднего угла в базовой точке 1;

гi - величины передних углов для расчетных точек на профиле режущей кромки резца.

sin гi = (r1/ri) · sin г; (2.3)

sin г2 = (r1/r2) · sin г = (20/27,5) · sin25? = 0, 3124;

г2 = 17,90? = 17?54ґ;

sin г3 = (r1/r3) · sin г = (20/25) · sin25? = 0, 3074;

г3 = 19,76? = 19?46ґ;

sin г4 = (r1/r4) · sin г = (20/29) · sin25? = 0,2915;

г4 = 16,95? = 16?57ґ;

х2 = (r2·cos(г-г2)-r1)/cosг = (25·cos(25-17,54)- 20)/cos25? = 8,0427 мм;

х3 = (r3·cos(г-г3)-r1)/cosг = (27,5·cos(25-19,76)- 20)/cos25?=5,4016 мм;

х4 = (r4·cos(г-г4)-r1)/cosг =(29·cos(25-16,57)- 20)/cos25?=9,6147 мм;

Рассчитаем высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля. Высотные размеры профиля задаются в сечении перпендикулярном задней поверхности резца. Рассчитаем высотные размеры профиля резца, необходимые для его изготовления и контроля.

Высотные размеры профиля для каждой узловой точки задаем в радиальном сечении.

Тi = xi·cos(б + г); (2.4)

Т2 = 8,0427 ·cos(15? + 25?) = 6,1610 мм;

Т3 = 5,4016 ·cos(15? + 25?) =4,1379 мм;

Т4 = 9,6147 ·cos(15? + 25?) = 7,3653 мм;

Проверим результаты аналитического расчета величин Т2, Т3 графическим построением профиля резца.

1) Вычертим деталь в двух проекциях на координатных плоскостях V и H. Плоскость V-вертикальная, проходит перпендикулярно оси детали, плоскость H-горизонтальная, совпадает с направлением подачи резца.

2) Обозначим на проекциях детали узловые точки профиля цифрами 1,2,3,4.

3) Вычертим на плоскости V контуры проекций передней и задней поверхностей резца. Проекция передней поверхности круглого резца - прямая линия 1`Р, проведенная из точки 1` под углом г к горизонтальной осевой линии детали. Проекция задней поверхности призматического резца - прямые параллельные линии, проведённые под углом б к вертикальной осевой линии детали через точки пересечения линии 1`Р с контурами окружности профиля детали.

4) Вычертим на координатной плоскости H профиль резца в нормальном сечении, для чего:

а) выберем произвольно центр О1 пересечения следов плоскостей N и H;

б) из центра О1 проведем прямую NN, перпендикулярную задней поверхности;

в) перенесем с помощью циркуля высотные размеры профиля резца из плоскости V на плоскость H.

5) Замерим на чертеже высотные размеры каждой узловой точки профиля резца Т2, Т3 и разделим полученные величины на принятый масштаб графического профилирования резца, результаты занесем в таблицу и сопоставим с результатами аналитического расчета.

Таблица 2.3 Высотные размеры профиля

Номер узловой точки

Высотные размеры профиля, измеренные от базовой точки 1, мм

на детали

на резце

аналитический

графический

2

t2 =7,5 мм

T2 = 6,1610 мм

T2 = 6,34 мм

3

t3 = 5 мм

T3 =4,1379 мм

T3 = 4,32мм

4

t4 =9 мм

T4 = 7,3653 мм

T4 =7,51ё мм

Определим размеры дополнительных режущих кромок.

Дополнительные режущие кромки подготавливают отрезку детали от прутка. Высота кромок не должна быть больше рабочего профиля резца (необходимо предусмотреть размер с), ширина равна ширине режущей кромки отрезного резца:

Lр = lд + b + c1 + c2 + f = 50 + 8 + 1,5 + 2 + 3 = 65,5 мм (2.5)

размеры: b ?4…8; b1 ?2; с1=1,5…2; с2=1…2; f=2…5.

Принимаем b = 8 мм, b1 = 3 мм, с1 = 1,5 мм, с2 = 2 мм, f = 3 мм.

Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3?.

Разрабатываем чертёж шаблона и контршаблона для проверки профиля резца на просвет.

Профиль шаблона представляет собою негативный профиль резца. Высотные размеры профиля шаблона равны соответствующим высотным размерам профиля резца. Осевые размеры между узловыми точками профиля шаблона равны соответствующим осевым размерам профиля резца. Для построения профиля шаблона необходимо через узловую базовую точку 1 провести координатную горизонтальную линию, от которой в направлениях, перпендикулярных к ней, отложить высотные размеры профиля резца. Допуск на изготовление высотных размеров профиля шаблона ±0,01, линейных +0,02…0,03.

Ширина шаблона

Lш = LР + 2· f =65,5+2·3=71,5 мм; (2.6)

где: LР - ширина резца; f = 3 мм.

3. Проектирование квадратной протяжки

3.1 Постановка задачи

Спроектировать протяжку для обработки квадратного отверстия 28Н8Ч28Н8 из материала сталь 45Х, с длинной отверстия lотв. = 40 мм.

3.2 Описание и области применения протяжек

Протяжка -- многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи.

Что касается протяжки для обработки квадратных отверстий, то она имеет ряд особенностей. Одной из таких особенностей является тот факт, что у них 3…4 ступеней по длине с различными подъемами на зуб, что связано с изменением ширины срезаемого слоя.

Зубья квадратных протяжек чаще всего изготавливают по генераторной схеме резания. Главные режущие кромки имеют форму концентрических окружностей, диаметр которых постепенно увеличивается от первого режущего зуба к последнему [3].

Глубина стружечной канавки в различных местах поперечного профиля зуба имеет переменное значение: на главных кромках она полной глубины, а на вспомогательных - уменьшенное. Возможны случаи, когда на плоских сторонах зубьев канавка совершенно исчезает. Чтобы облегчить движение протяжки в отверстии, такие зубья снабжают продольным пазом глубиной до 0,5 мм. Стружечные канавки выполняются дуговыми, что облегчает изготовление и заточку протяжек [3].

Чтобы обеспечить постоянство поперечного сечения среза, что способствует улучшению плавности работы протяжки, приходится увеличивать подъем на зуб, так как ширина среза при переходе от предыдущего зуба к последующему уменьшается. С этой целью все зубья квадратных протяжек разбивают на несколько групп - ступеней, с постоянной подачей на зуб в приделах каждой ступени [3].

Что касается конструкции и размеров калибрующей зубьев и гладких частей квадратной протяжки, то они подчиняются общим требованиям к внутренним протяжкам.

Квадратные протяжки применяют для получения внутренних квадратных отверстий, так как это метод является одним из самых технологичных, не смотря на его сложность, как в обработке, так и в получении и проектировании режущего инструмента.

3.3 Последовательность расчета квадратной протяжки

Исходным данным для расчета квадратной протяжки:

· отверстие 28Н8Ч28Н8 с предельным верхним отклонением + 33 мкм;

· длина протягиваемого отверстия l = 40 мм;

· материал детали сталь 45Х.

Расчет произведем в следующей последовательности

1. Выбираем материал протяжки.

Режущей части протяжки - Р6М5, хвостовика - 40Х.

2. Выбираем количество ступеней зубьев и подачу на зуб.

Принимаем количество равным 4, так как Т > 15 мм. Подачу на зуб SzI на первой ступени выбираем по таблице 5.3 (ст. 139, [3]).

SzI = 0,022 мм

3. Определяем диаметр первого зуба d1.

Диаметр первого зуба d1 принимаем равным диаметру D0 предварительно обработанного отверстия d1 = D0 = Tmin.

d1 = 28 мм

4. Определяем диаметр последнего и калибрующего зубьев.

Диаметр последнего и калибрующего зубьев

dп = D6 = Dmax - = 39,6 - 0,01 =39,59 мм, (3.1)

где значение = 0,01 выбранный согласно п. 14, разд. 5.1 (ст. 155, [3]).

4. Определяем расстояние между сторонами зубьев.

Т = Tmax - = 28,33 - 0,01 = 28,32 мм. (3.2)

9. Выбираем шаги режущих и калибрующих зубьев и число одновременно работающих зубьев.

Для выбора шага t режущих и калибрующих зубьев и число одновременно работающих зубьев zi воспользуемся таблицей 5.6 (ст. 144, [3]), получим:

t = 9,0 мм, zi = 5.

7. Определяем углы и .

Углы и для обработки стали 45Х выбираем по таблицам 5.9 и 5.10 (ст. 147-148, [3]), получим:

= 3 °, = 15°.

8. Определяем размеры основной стружечной канавки.

Поскольку протягиваем стальную заготовку, принимаем двухрадиусную форму стружечной канавки. Воспользуемся таблицей 5.5 (ст. 142, [3]) определим размеры основной стружечной канавки:

h0 = 3,5 мм, r = 1,8 мм,

R = 6 мм, Fa = 9,63 мм2.

9. Сила протягивания на первой ступени.

PI = CP T SzIx zi ky kc kи, (3.3)

где CP = 7620; x = 0,85 (табл. 5.13, ст. 153, [3]);

ky = 0,93; kc = 1; kи = 1 (табл. 5.14, ст. 153, [3]).

PI = 7620 19 0,0220,85 5 0,93 1 1 = 1381,9 Н.

10. Определяем поперечное сечение протяжки по первой стружечной канавке.

FI = (d1 - 2h0)2 / 4 = 3,14 (28 - 2 3,5)2 / 4 = 346,18 мм2. (3.4)

11. Находим напряжение в протяжке по первой стружечной канавке.

= PI / FI = 1381,9 / 346,18 = 3,99 МПа. (3.5)

11. Определяем коэффициент заполнения стружечной канавки на первой ступени.

KI = Fa / (SzI l) = 9,63 / (0,022 40) = 10,9 > kmin =2,5 (3.6)

12. Определяем подачу на другие ступени.

SzII = m SzI, (3.7)

где m принимаем по таблице 5.22 (ст. 169, [3]), получаем:

SzII = 1,5 0,022 = 0,033

принимаем SzII = 0,033 мм;

SzIII = 2,3 0,022 = 0,0506

Принимаем SzIII = 0,051 мм;

SzIV = 3,8 0,022 = 0,0836

принимаем SzIV = 0,084 мм.

13. Определяем коэффициент заполнения стружечной канавки на остальных ступенях.

KII = 9,63 / (0,033 40) = 7,29 > kmin = 3;

kIII = 9,63 / (0,051 40) = 4,72 > kmin = 3;

kIV = 9,63 / (0,084 40) = 2,86 < kmin = 3,5.

Так как на 4-ой ступени kIV = 2,86 < kmin = 3,5, решим обратную задачу:

H0min = 1,13 (SzIV l kmin)1/2 = 1,13 (0,084 40 3,5)1/2 = 3,87 (3.8)

Примем на 4-ой ступени h0 = 4, тогда согласно таблице r = 2 мм, R = 7 мм, Fa = 12,6 мм2:

kIV = 12,6 / (0,084 40) = 3,75 > kmin = 3,5

Размеры канавок четвертой ступени принимаем и для калибрующих зубьев. Для стружечных канавок I - III ступени r = 1,8 мм, R = 6 мм.

14. Определяем диаметры первых зубьев на все ступенях.

Dm = mT + 2Szm, (3.9)

где m - коэффициент принимаемый по таблице 5.21 (ст. 209, [3]).

DI = 1 28 + 2 0,022 = 28,044 мм;

dII = 1,045 28 + 2 0,033 = 29,326 мм;

dIII = 1,105 28 + 2 0,051 = 31,042 мм;

dIV = 1,190 28 + 2 0,084 = 33,488 мм.

15. Определяем количество зубьев в ступенях I - III.

Zm = [(dm+1 - 2Szm+1) - (dm - 2Szm)] / 2Szm; (3.10)

zI = [(29,326 - 2 0,033) - (28,044 - 2 0,022)] / 2 0,022 + 1 = 28,64 + 1;

zI = 30;

zII = [(31,042 - 2 0,051) - (29,326 - 2 0,033)] / 2 0,033 = 25,5;

zII = 26;

zIII = [(33,488 - 2 0,084) - (31,042 - 2 0,051)] / 2 0,051 = 6,19;

zIII = 7;

Для IV ступени количество зубьев равно:

zm = [dп - (dm - 2Szm)] / 2Szm + (2…4);

zIV = [39,59 - (33,488 - 2 0,084)] / 2 0,084 +2 = 37,3 +2;

Дополнительные два-четыре зуба являются переходными с уменьшающейся величиной подачи. Для первой ступени, если она начинается с круглого зуба, добавляется один зуб.

16. Подсчитываем общее количество режущих зубьев.

ZP = zI + zII + zIII + zIV = 30 + 26 + 7 + 40 = 103 (3.11)

17. Длина режущей части.

L5 = zP t = 103 9 = 927 мм. (3.12)

19. Выберем количество калибрующих зубьев по таблице 5.15 (ст. 156, [3]). Шаг калибрующих зубьев tk принимаем равным шагу режущих зубьев t.

lk = l6 = tk zk = 9 7 = 63 мм. (3.13)

20. Определяем тип и размер хвостовика (ГОСТ 4044-70). Выберем хвостовик под быстросменный патрон с автоматическим управлением D1=16мм (таблица 5.16, ст. 157, [3]).

В свою очередь диаметр шейки хвостовика:

D2 = D1 - (0,3…1,5) = 16 - 1 = 15 мм. (3.14)

21. Определим длину протяжки до 1-го зуба.

L = M + N + lиз + 30, (3.15)

где M = P - max ;

N = lпл + lб + 10. (3.16)

Значение Р, max, lпл берутся из паспорта станка соответственно рисунку 2.1 и таблице 5.16 (ст. 196, [3]), подставим значение и получим:

M = 73 - 19 = 54;

lпл = 45 мм;

Рисунок 2.1 - Быстродействующий патрон для закрепления протяжки

Значение lб = 30 мм (п.15, разд. 5.1 ст. 196, [3]).

N = 45 + 30 + 10 = 85 мм;

l = 54 + 85 + 40 + 30 = 209 мм.

22. Определяем размеры и форма направляющих частей.

а) Передняя направляющая: D4 = d1 = 28 мм, длина l4 = lиз = 40 мм.

б) Задняя направляющая: D7 = D0 = 28 мм, длина l7 = 0,7 lиз = 28 мм.

23. Общая длина протяжки.

Lп = l + l5 + l6 + l7 = 209 + 927 + 63 + 21 = 1220 мм

Таким образом произвели расчет квадратной протяжки на размер 28Н8Ч28Н8.

4. Проектирование машинной развертки

4.1 Постановка задачи

Рассчитать и сконструировать машинную цельную развертку из быстрорежущей стали Р6М5 для обработки сквозного отверстия диаметром 27H7. Обработка производиться после чернового развертывания (диаметр предварительного отверстия - 26,94 мм), материал заготовки сталь 30 с Мпа (. Размеры развертки выбрать по ГОСТ 1672-80.

4.2 Общие положения

Цилиндрические развертки бывают хвостовые и насадные, цельные и насадные сборные. По способу применения развертки подразделяют на машинные и ручные, а по принципу регулирования размера постоянные и регулируемые.

Основные типы машинных разверток приведены на рис. 4.1.

Рисунок 4.1 - Разновидности машинных разверток: а - с цилиндрическим хвостовиком; б - с цилиндрическим хвостовиком и шейкой; в - с коническим хвостовиком; г - насадные

4.3 Определение исполнительных размеров инструмента (чистовой развертки) для обработки отверстия 27Н7

Важнейшим конструктивным параметром является диаметр развертки. При его выборе следует учитывать разбивку отверстия во время обработки и уменьшение диаметра развертки при переточках. В связи с этим поле допуска на диаметр развертки следует смещать к верхнему пределу поля допуска отверстия (рис. 4.2). Допуски на диаметр доведенных разверток приведены в ГОСТ 137779-77. Можно руководствоваться следующей рекомендацией [4]: верхнее положение размера развертки должно быть меньше верхнего размера отверстия на 0,15 поля допуска отверстия; поле допуска на развертку примерно равно 0,35 поля допуска отверстия.

Рисунок 4.2 - Схема полей допусков развертки

Составим технологический маршрут обработки отверстия 27Н7. Согласно табл. 6.8 [4] для обработки отверстия 27Н7 необходимо выполнить сверление, предварительное и окончательное развертывание.

Назначаем межоперационные припуски. По табл. 6.8 [4] найдем припуск под зенкерование - 2,25 мм; под предварительное развертывание - 0,18 мм; под окончательное развертывание - 0,07 мм.

Поле допуска отверстия 10Н7 по СТ СЭВ 144-75: верхнее отклонение es = 0,021 мм, нижнее отклонение ei = 0,000 мм, поле допуска IT = 0,021 мм.

Поле допуска на диаметр чистовой развертки: верхнее отклонение ниже верхнего отклонения отверстия на мм; поле допуска на развертку равно мм. Исполнительный размер развертки, проставляемый на чертеже .

4.4 Выбор и расчет параметров конструкции и геометрии

4.4.1 Проектирование рабочей части инструмента

Материал режущей части развертки - Р6М5. Способ крепления рабочей части к корпусу - цельная [2].

Число зубьев цельных разверток для хрупких металлов определяют по формуле [4]

, (4.1)

где - диаметр развертки.

.

Число зубьев принимают четным, чтобы измерение диаметра можно было проводить микрометром, поэтому окончательно имеем .

Передний угол для разверток из быстрорежущей стали принимают 0…100. Принимаем .

Задний угол принимают небольшим - 6…120. Чем пластичнее материл, тем больше должен быть угол . Принимаем .

На калибрующей части развертки выполняют цилиндрическую фаску мм. Принимаем мм.

На развертке предусматривают заборную часть длиной (рис. 4.3, а), калибрующую часть с цилиндрическим и коническим участками. Конус на длине выполняют для уменьшения трения и предотвращения разбивки отверстия. Разность диаметров на участке составляет 0,03…0,05 мм.

Рисунок 4.3 - Конструктивные элементы развертки

Длина заборной части развертки

, (4.2)

где t - припуск под развертывание на сторону.

мм.

Принимаем мм.

Длина рабочей части хвостовых машинных разверток

мм. (4.3)

Принимаем мм.

Длина цилиндрической части машинных разверток вместе с заборным конусом

мм.

Принимаем мм.

Длина рабочей части проектируемой развертки

мм. (4.4)

Конструктивные элементы разверток для обработки сталей и чугунов принимаются по ГОСТ 1672-80, 11172-80, 16086-70, 16087-70.

Формы зубьев в торцевом сечении по калибрующей части приведены на рис. 4.4, размеры - в табл.6.9 [4].

По номинальному диаметру развертки d = 27 мм принимаем тип канавки Б (рис. 4.4) со следующими размерами: мм; мм с допуском 0,1 мм; мм; мм.

Рисунок 4.4 - Профили поперечного сечения разверток

Для исключения огранки отверстия окружной шаг зубьев развертки делают неравномерным (рис. 4.5). Параметры углового шага следует принимать в соответствии с табл. 6.10 [4]. Размеры углового шага разверток с числом зубьев z = 12: угловой шаг ; ; ; ; ; .

Рисунок 4.5 - Схема разбивки шага зубьев развертки

Развертка исправляет при обработке форму отверстия, но направление оси отверстия при этом не исправляется. Поэтому для крепления разверток следует использовать самоустанавливающиеся патроны, что позволяет уменьшить влияние погрешностей вращения шпинделя станка на точность обрабатываемого отверстия.

Развертка исправляет при обработке форму отверстия, но направление оси отверстия при этом не исправляется. Поэтому для крепления разверток следует использовать самоустанавливающиеся патроны, что позволяет уменьшить влияние погрешностей вращения шпинделя станка на точность обрабатываемого отверстия.

4.4.2 Проектирование присоединительной части инструмента

Присоединительную часть цельной машинной развертки (рис. 4.6) с исполнительным диаметром 27 () мм, изготовленной из быстрорежущей стали, проектируют с коническим хвостовиком ГОСТ 1672-80 со следующими размерами [2]: мм; мм; мм; конус Морзе 3.

Рисунок 4.6 - Развертка машинная цельная быстрорежущая с коническим хвостовиком

Рисунок 4.7 - Конус инструментальный Морзе наружный с лапкой (ГОСТ 25557-82)

Рисунок 4.8 - Положение сварочного шва на теле развертки

Положение сварочного шва показано на рис. 4.8 и определяется размером l' = 32 мм.

Проектируемый инструмент закрепляется за конус Морзе 3 (рис. 4.7) с помощью переходных втулок с соответствующими присоединительными поверхностями. В соответствии с ГОСТ 25557-82 конус инструментальный Морзе 3 наружный с лапкой выполнен со следующими размерами [2]: мм; мм; мм; мм; мм; мм; мм; мм.

4.5 Разработка технических требований

Важнейшим конструктивным параметром является диаметр развертки. При его выборе следует учитывать разбивку отверстия во время обработки и уменьшение диаметра развертки при переточках. В связи с этим поле допуска на диаметр развертки следует смещать к верхнему пределу поля допуска отверстия. Допуски на диаметр доведенных разверток приведены в ГОСТ 137779-77. Можно руководствоваться следующей рекомендацией [4]: верхнее положение размера развертки должно быть меньше верхнего размера отверстия на 0,15 поля допуска отверстия; поле допуска на развертку примерно равно 0,35 поля допуска отверстия.

работоспособность режущий инструмент станок

Заключение

Целью данного курсового проекта являлось поисковое конструирование инструментов, т.е. оптимизации существующих конструкций по различным критериям, разработка принципиально новых технических решений и определение рациональных условий эксплуатации инструментов.

В данном курсовом проекте были использованы все необходимые материалы, которые необходимы при практической работе технолога в плане расчёта инструментальной наладки и металлорежущего инструмента, приведённых в задании по курсовому проекту.

Все приводимые в курсовом проекте данные расположены в последовательности, необходимой при проектном расчёте инструментальной наладки и металлорежущего инструмента, удобной для работы в производственных условиях.

В ходе курсового проекта был сделан вывод, что повышение эффективности машиностроения достигается за счет изменения структуры парка металлорежущего оборудования и инструмента, внедрения новых технологий обработки металлов резанием.

Литература

1. Чичкан Н. В. Режущий инструмент. Инструментальные системы: метод. Рекомендации по выполнению курсового проекта. - Барановичи : РИО БарГУ, 2009.

2. Кирсанов Г. Н. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1985.

3. Фельдштейн Е. Э. Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие. - Мн.: Дизайн ПРО, 1997.

4. Фельдштейн Е. Э. Режущий инструмент. Эксплуатация: учеб. пособия. - Минск : Новое знание; М.: ИНФРА-М, 2012.

5. Шагуна В. И. Режущий инструмент: Лабораторный практикум: учебное пособие. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Проектирование технологического процесса механической обработки детали

    Проектирование механической обработки детали "Фланец", материал детали Сталь 30Л. Обрабатываемые поверхности и требования к ним. Способы обработки поверхностей, необходимый тип станка, инструменты и приспособления. Изготовление режущих инструментов.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 18.01.2010

  • Упрочнение режущих инструментов, используемых в кожевенно-меховом производстве с применением плазменных нанотехнологий

    Основные технологические способы обработки поверхности режущих инструментов упрочняющими слоями. Оборудование и технологии для нанесения плазменных, вакуумных покрытий. Номенклатура режущих инструментов, используемых в кожевенно-меховых производствах.

    дипломная работа [3,5 M], добавлен 11.04.2015

  • Механическая обработка детали "Звездочка привода"

    Проектирование участка механического цеха для обработки детали "Звездочка". Выбор и подготовка заготовок с технико-экономическим обоснованием. Расчет режимов резания по нормативам. Выбор оборудования, приспособлений, режущих и мерительных инструментов.

    дипломная работа [996,0 K], добавлен 04.02.2014

  • Технологический процесс механической обработки детали

    Краткое описание конструкции детали, анализ ее технологичности; материал: химический состав, свойства. Технологический процесс механической обработки детали, операции. Выбор оборудования, приспособлений, режущих, измерительных и контрольных инструментов.

    контрольная работа [3,2 M], добавлен 08.12.2010

  • Технология производства детали "Винт нажимной"

    Винт нажимной с габаритными размерами 26х70 мм: общая характеристика. Технологический процесс изготовления винта, выбор и характеристика оборудования, режущих инструментов, измерительных инструментов. Возможные виды брака. Технология обработки резьбы.

    дипломная работа [2,4 M], добавлен 23.09.2013

  • Расчет и проектирование режущих инструментов

    Расчет и проектирование призматического фасонного резца, применяющегося в качестве основного вида режущего инструмента для обработки фасонных деталей в автоматизации процессов механической обработки. Расчет шлицевой протяжки. Периметры режущих кромок.

    курсовая работа [179,7 K], добавлен 19.11.2011

  • Описание технологической операции изготовления детали "остов якоря"

    Назначение и описание детали "остов якоря", точностные характеристики ее поверхности. Выбор станочного оборудования и режущих инструментов. Описание технологического процесса, программа обработки детали. Расчет режимов резания, контроль качества.

    курсовая работа [52,3 K], добавлен 29.07.2012

  • Разработка технологической операции механической обработки детали на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1

    Приобретение практических навыков назначения режимов резания, механической обработки детали и составлении программы для изготовления детали на токарном станке с ЧПУ 16Б16Т1. Составление последовательности переходов с назначением режущих инструментов.

    лабораторная работа [413,8 K], добавлен 07.06.2011

  • Проектирование режущего инструмента

    Описание и технологический анализ заданных обрабатываемых поверхностей детали. Определение рекомендуемых к использованию материалов режущей части инструментов. Технико-экономическое сравнение двух вариантов режущих инструментов, выбор оптимального.

    курсовая работа [143,0 K], добавлен 23.12.2012

  • Выбор инструментов и режимов для обработки деталей

    Выбор режущих инструментов для фрезерования плоской поверхности и цилиндрического зубчатого одновенцового колеса. Подбор шлифовального круга для обработки вала. Определение режима резания и основного технологического времени, затрачиваемого на заготовку.

    контрольная работа [427,8 K], добавлен 04.12.2013

  • Разработка комплекта инструментальной оснастки для обработки детали "Ротор"

    Общая характеристика детали "ротор" - одной из основных частей аксиально-поршневого пневмомотора. Выбор комплекта инструментов для механической обработки данной детали. Проектирование патрона для крепления концевой фрезы по результатам патентного поиска.

    курсовая работа [659,1 K], добавлен 26.03.2012

  • Модернизация клещей автоматических для транспортировки одного рулона листовой стали с грузоподъемностью тридцать пять тонн

    Определение нагрузок выдерживаемых клещами. Разработка технологии изготовления детали "ось". Составление маршрута обработки детали, подбор режущих инструментов, расчет режимов резания. Расчет траверсы на прочность с помощью системы "APM WinMachine".

    дипломная работа [4,4 M], добавлен 09.12.2016

  • Режимы резанья при точении, сверлении, зенкеровании и развертывании

    Проектирование инструментов для обработки определённого вида детали. Выбор типа резца и его основных размеров. Выбор глубины и скорости резания. Назначение и проверка режима обработки заготовки и диаметров инструментов. Зенкерование и развёртывание.

    курсовая работа [303,4 K], добавлен 14.12.2011

  • Проектирование инструментов для детали "Вал"

    Описание детали "Вал", назначение поверхностей. Базовый вариант технологического процесса обработки детали. Расчет типа производства. Критический анализ базового технологического процесса. Технические характеристики станка, используемого в изготовлении.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.01.2011

  • Проектирование технологического процесса механической обработки детали "Диск"

    Анализ технологичности детали "Диск". Анализ способов получения заготовки и выбор оптимального. Составление технологического маршрута обработки детали. Выбор оборудования и инструментов. Расчет припусков на механическую обработку и режимов резания.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 26.01.2013

  • Разработка технологического процесса изготовления ступицы переднего колеса

    Технологический маршрут обработки ступицы переднего колеса автомобиля и выбор режущих инструментов. Необходимость введения изменений в конструкцию детали, проектирование станочного приспособления и производственного участка и оптимизация режимов резания.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 17.10.2010

  • Проектирование участка механического цеха для обработки детали "Корпус" Н35.3.829.07.005

    Разработка маршрутного плана обработки детали с выбором оборудования и станочных приспособлений. Выбор вида и обоснование способа получения заготовки. Расчет и конструирование режущего инструмента на заданной операции. Техпроцесс обработки детали.

    дипломная работа [411,8 K], добавлен 14.07.2016

  • Программа для станка с ЧПУ

    Изготовление детали на токарно-винторезном станке. Характеристики режущих инструментов. Расчет координат опорных точек, числа переходов и режимов резания. Поправочные коэффициенты на величину подачи. Эффективность станков с программным управлением.

    курсовая работа [170,7 K], добавлен 22.08.2015

  • Разработка технологического процесса обработки детали "Палец рессоры" при условии использования твердосплавных инструментов

    Выбор технологического оборудования, приспособления, режущего и мерительного инструмента. Организация рабочего места. Конструкция и принцип работы металлообрабатывающих станков, методы их наладки, правила работы на них. Технология обработки деталей.

    контрольная работа [633,7 K], добавлен 05.11.2013

  • Процесс резания

    Явления, сопровождающие процесс резания; способы обработки конических поверхностей. Технология токарной обработки ступенчатого вала: характеристика детали, станка, режущего и контрольно-измерительного инструментов. Выбор рациональных режимов резания.

    реферат [1,4 M], добавлен 02.02.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены