Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок мод 1В340Ф30 с ЧПУ

Конструкторская доработка чертежа детали. Разработка инструментальной наладки: обоснование выбора инструментального материала. Экономическое обоснование выбора конструкции проектируемого инструмента. Расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 01.06.2014
Размер файла 255,6 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/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Омский государственный технический университет»

Кафедра: Металлорежущие станки и инструменты

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Режущий инструмент»

на тему: «Проектирование инструментальной наладки на токарно-револьверный станок мод 1В340Ф30 с ЧПУ».

Деталь №13.

Расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы

Вал: 8Ч36f7Ч42e9Ч7a11

Омск-2012

Оглавление

  • Введение
  • Аннотация
  • 1. Конструкторская доработка чертежа детали

1.1 Назначение номинальных размеров

1.2 Назначение допусков

1.3 Шероховатость поверхностей

2. Разработка инструментальной наладки

2.1 План обработки детали

2.2 Проектирование инструментальной наладки

2.3 Обоснование выбора инструментального материала

3. Проектирование режущих инструментов из наладки

3.1 Сверло спиральное для обработки труднообрабатываемых материалов. ГОСТ 20698-75.

4. Экономическое обоснование выбора конструкции проектируемого инструмента

5. Расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы

5.1 Исходные данные

5.2 Графическое определение профиля

5.3 Расчет конструктивных элементов червячной шлицевой фрезы

5.4 Конструирование фрезы

5.4.1 Конструирование зуба фрезы

5.4.2 Габаритные и конструктивные размеры фрезы. Технические требования

Список литературы

Введение

Инструментальная наладка представляет собой комплект режущих и вспомогательных инструментов, установленных на станке в рабочем положении для выполнения технологической операции. Такими наладками оснащаются все современные токарные станки с ЧПУ. Состав комплекта определяется содержанием операции. Часть позиций наладки может быть укомплектована режущими инструментами стандартной конструкции (если они удовлетворяет требованиям выполнения операции и имеется на складе), часть - специальными, изготовленными инструментальным цехом завода. В качестве вспомогательного используется нормализованный инструмент, входящий в комплект поставки станка.

Червячные шлицевые фрезы относятся к большой группе режущих инструментов, работающих по методу огибания (обкатки). Обкаточные инструменты являются наиболее сложными как по конструированию, так и изготовлению. Поэтому выполнение задания по разработке конструкции червячной шлицевой фрезы дает возможность получить хорошую профессию - начальную подготовку по ряду наиболее сложных разделов дисциплины. Максимальное использование этой возможности обеспечивается только при условии активного и творческого отношения к выполняемой работе.

Аннотация

В данном курсовом проекте производится разработка инструментальной наладки для станка с ЧПУ, проектирование режущих инструментов для механической обработки детали, а также проектирование червячной шлицевой фрезы.

В ходе работы выполнена конструкторская доработка чертежа детали по заданному контуру осевого сечения; разработан техпроцесс (план обработки) для изготовления детали из прутка на токарно-револьверном станке с ЧПУ: в графической части - в форме операционных эскизов по переходам; в пояснительной записке - в табличной форме текстового описания содержания операции по переходам; спроектирована инструментальная наладка.

Проведен расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы, а именно графическое определение профиля фрезы, расчет конструктивных элементов данной фрезы; конструирование зуба данного инструмента и указаны технические требования предъявляемые к ней. Все данные этапы расчета и конструирования представлены в виде таблиц и рисунков, поясняющих весь ход работы курсового проектирования.

1. Конструкторская доработка чертежа детали

В задании указан номер детали, представленной контуром осевого сечения в классификаторе. Для выполнения последующих разработок необходимо назначить номинальные размеры, допуски и шероховатость поверхностей.

1.1 Назначение номинальных размеров

В качестве заготовки для обработки детали используется пруток по ГОСТ 2590-71. Материал детали Сталь 45 (по ГОСТ 1050-88); твердость 30…35 HRCэ. Исходя из значений пределов наибольшего диаметра по технической характеристике станка, т.е. 24...40 мм и припуска на обработку, назначаем наибольший диаметр детали - 38 мм.

Остальные размеры назначаем конструктивно с сохранением заданной конфигурации детали и в соответствии с рядами нормальных линейных размеров по ГОСТ 6633-69 [2, с. 7, табл.1].

1.2 Назначение допусков

При назначении допусков руководствуемся данными технической характеристики станка и экономически целесообразной точностью обработки на токарно-револьверных станках. Для данной детали на размер 50 мм назначаем поле допуска по 14 квалитету точности. На остальные размеры назначаем допуск по 12 квалитету точности. Точность нарезания внутренней резьбы М20 резцом принимаем - Н8 по ГОСТ 16093-70. [2, с.10, табл. 2]

1.3 Шероховатость поверхностей

Шероховатость поверхностей назначаем в соответствии с видом поверхности и точностью её обработки по табл.3 [2, c.11]

Конструкторская доработка чертежа детали приведена на рис. 1.

Рис.1 Деталь после конструкторской доработки

2. Разработка инструментальной наладки

2.1 План обработки детали

При изготовлении деталей на токарно-револьверных станках из прутка типовой является следующая последовательность обработки: чистовая подрезка торца, наружная черновая обработка, внутренняя черновая, наружная чистовая, внутренняя чистовая, нарезание резьбы, отрезка. Эту последовательность принимаем за основу.

инструментальный чертеж экономический фреза

Таблица 1. Разработанный план обработки детали приведен в табл. 1.

№ перехода

Содержание перехода

Режущий инструмент

Наименование

Марка материала реж. части

1

Подрезать торец как чисто. Точить поверхность d=38.5-0.16, l=24±0.065,точить поверхность d=26-0.13, l=12±0.055

Резец токарный для контурного точения с механическим креплением многогранной твердосплавной пластины

ВК10

2

Точить поверхность d=26-0.084 согласно эскизу

Резец токарный отрезной (прорезной) с

пластиной из твёрдого сплава

ВК10

3

Центровать деталь согласно эскиза.

Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком для зацентровки под сверление

Р6М5

4

Сверлить отверстие d=11+0.18, l=30.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком

Р6М5

5

Расточить отверстие, выдерживая размеры по эскизу.

Резец токарный расточной с пластиной из твёрдого сплава для обработки глухих отверстий

ВК10

6

Точить канавку согласно эскиза.

Резец токарный для внутренних канавок с пластиной из твёрдого сплава

ВК10

7

Точить (или обточить) фасонную поверхность по программе, выдерживая размеры по эскизу

Резец токарный сборный для контурного точения с механическим креплением многогранной твёрдосплавной пластины

ВК10

8

Расточить отверстие, выдерживая размеры по эскизу. l=11±0.055 d=18.2+0.033

Резец токарный расточной с пластиной из твёрдого сплава для обработки глухих отверстий

ВК10

9

Резать резьбу М20х2-Н8, l=11±0.055

Резец токарный резьбовой для отверстий с пластиной из твёрдого сплава

ВК10

10

Отрезать деталь.

Резец токарный отрезной (прорезной) с пластиной из твёрдого сплава

ВК10

2.2 Проектирование инструментальной наладки

В качестве вспомогательных инструментов используем: для резцов 2, 7, 9, 10 переходов - державку резцовую с перпендикулярным открытым пазом (удлиненная); для резцов 5, 6, 8 переходов - державку резцовую с осевым открытым пазом, для резца 1 перехода - державку резцовую с перпендикулярным открытым пазом Для центровочного сверла и сверла d=11 используем державку двухгнездную [2, с. 23, табл. 7]

Режущий и вспомогательный инструмент размещается в гнездах 8-ми позиционной револьверной головки станка. Схема закрепления заготовки, а также размещения режущего и вспомогательного инструмента вынесена на лист №1 проекта.

2.3 Обоснование выбора инструментального материала

Большинство конструкций металлорежущего инструмента изготовляют составными - рабочая часть состоит из инструментального материала, а крепежная из обычных конструкционных сталей (сталь 45, 50, 4ОХ и т.п., в случае тяжело нагруженных корпусов - сталь У10 или 9ХС).

Исключение составляют мелкоразмерные или слесарные инструменты, изготовляемые целиком из инструментального материала, а также инструменты, изготовляемые из углеродистых инструментальных сталей (ГОСТ 1435-74) и легированных инструментальных сталей (ГОСТ 5950-73).

Рабочую часть инструментов в виде пластин или стержней из быстрорежущей стали (ГОСТ 19265-73) соединяют с крепежной частью с помощью сварки. Эксплуатационные и технологические свойства и рекомендуемые области применения наиболее распространенных быстрорежущих сталей выбираются из справочников.

В зависимости от режущих свойств и химического состава быстрорежущие стали делят на 4 группы: нормальной и повышенной красностойкости, углеродистые и легированные стали. К первой группе отнесены стали Р18, Р9, Р6М5, Р12 и др.

Быстрорежущие стали - сложнолегированные. В их состав входят: углерод, вольфрам, ванадий, хром, кобальт, молибден, марганец, никель, сера, фосфор, кремний. А у стали Р6М5, кроме того, молибден.

Сталь Р18 имеет удовлетворительную прочность и шлифуемость, широкий интервал оптимальных температур закаливания, но пониженную пластичность. Ее рекомендуется применять для изготовления всех видов режущих инструментов для обработки деталей из обычных конструкционных материалов.

Основной сталью группы нормальной красностойкости является сталь Р6М5. В ее составе: углерод 0,8-0,88%, вольфрам 5,-6,5%, хром 33,8-4,4%, ванадий 1,7-2,1%, молибден 5-5,5%. Эта сталь по режущим свойствам близка к стали Р18, но имеет повышенную склонность к обезуглероживанию при нагреве. Она значительно дешевле стали Р18. Ее широко применяют для изготовления режущих инструментов, используемых при обработке деталей из конструкционных материалов.

Вывод: наиболее подходящей маркой стали для сверла при обработке данной детали является сталь Р6М5 из-за:

- своей относительной дешевизной по сравнению с другими сталями,

- широкой распространенности,

- высоких прочностных характеристик и т.д.

Твердые сплавы в виде пластин соединяют с крепежной частью с помощью пайки или специальных высокотемпературных клеев. Многогранные твердосплавные пластины закрепляют прихватами, винтами, клиньями и т.д.

Применение твердых сплавов позволяет получить большую экономию средств. Твердые металлокерамические сплавы отличаются от быстрорежущей стали большим содержанием вольфрама (до90%), а в некоторых марках также наличием титана (от5 до60%), образующих тугоплавкие карбиды,

При правильной эксплуатации инструменты, оснащенные пластинками из твердого сплава, обеспечивают более высокую эффективность (от 3 до 5 более раз) по машинному времени по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали.

Твердые сплавы по своему химическому составу подразделяются на четыре группы:

вольфрамокарбидные, состоящие из карбида вольфрама и твердого раствора карбида вольфрама в кобальте,

титановольфрамокарбидныые, состоящие из карбида вольфрама, карбида титана и твердого раствора их карбидов в кобальте. С повышением содержания кобальта режущие свойства твердых сплавов понижаются, но зато повышается их прочность и вязкость.

Выбирая марку твердосплавной пластины, выбираем вольфрамокарбидные пластины, а именно сплав ВК10 по следующим соображениям:

Проведя сравнительный анализ нескольких инструментальных материалов, а именно вольфрамокарбидные, титановольфрамокарбидные по таким параметрам, как твердость, теплопроводность, ударная вязкость и т.д., приходим к выводу, что:

1) Раз теплопроводность вольфрамокарбидных сплавов почти не зависит от содержания кобальта и приближается к теплопроводности малоуглеродистой стали, а теплопроводность титановольфрамокарбидиых сплавов значительно ниже (в 2-3 раза) теплопроводности вольфрамокарбидных сплавов и приближается к теплопроводности быстрорежущей стали, то для расточного резца для глухих отверстий и отрезного резца лучше всего подходит вольфрамокарбидная пластина ВК10, так как эти резцы работают в условиях с плохим охлаждением, особенно расточной резец для глухих отверстий.

2)Титановольфрамокарбидные сплавы более чувствительны к трещинам, чем вольфрамокарбидные, причем с повышением процентного содержания титана склонность к трещинам резко возрастает.

3)Твердость является одним из важных свойств твердого сплава, так как от нее зависит износоустойчивость. Она у твердых сплавов в 5-8 раз выше, чем у быстрорежущей стали и возрастает с увеличением вольфрама или титана и уменьшением кобальта.

4)Сплав ВК10 обладает такой же универсальностью, как и наиболее распространенный из вольфрамокарбидных ВК8, однако:

а) режущие свойства (по скорости резания) у ВК10 на 30-70% лучше, чем у ВК8,

б) стойкость в 2-5 раз выше, чем у ВК8.

5) сплав ВК10 показывает хорошие результаты:

а) при черновом и чистовом точении,

б) при работе с ударами и с неравномерным припуском

в) при расточных, включая алмазное точение, и отрезных (отрезные резцы) операциях.

г) при обработке высокотвердых чугунов.

д) при обработке жаропрочных материалов, титановых сталей и сплавов.

6) Особенностью сплава ВК10 его меньшая склонность к выкрашиванию режущих кромок.

Для резца с механическим креплением выберем сплав ВК10. Он относится к новой группе титановых сплавов, в которых карбид вольфрама заменен карбидом титана или карбонитридом, а связкой является никель, железо, молибден.

Этот сплав отличается высокой окалиностойкостью, малым коэффициентом трения, пониженной твердостью, склонностью к трещенообразованию при пайке.

Безвольфрамовые сплавы показывают хорошие результаты при получистовой обработке вязких металлов, конструкционных металлов, никеля и бронзы.

2.4 Составление координатных чертежей и управляющей программы

Определение траектории перемещения инструмента с последующей размерной привязкой ее к заготовке осуществляем с помощью системы координат.

При обработке данной детали в качестве начала системы координат выбираем правый торец заготовки. Направление координатных осей принимаем одинаковым с направлением осей станка.

Расчетные координаты опорных точек траектории инструмента, заданные в выбранной системе координат, составляют, основное содержание координатного чертежа.

Одним из основных требований к инструментальной наладке является обеспечение обработки детали по чертежу или операционному эскизу. Для станка с ЧПУ выполнение этого требования в полном объёме будет в том случае, если к наладке приложена управляющая программа.

Далее приведены координатные чертежи и соответствующие им управляющие программы для всех переходов операции кроме первого перехода, координатный чертеж и управляющая программа которого вынесены на лист №1 проекта.

Координатный чертеж и управляющая программа на 2

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1 переход

1

Т2

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 2

и.т.

2500

2500

2

Х 2500*

Переместить инструмент в и.т. перехода на быстром ходу

Одновременно по двум осям

3

Z 2500

4

S700

Установить частоту вращения шпинделя 700 об/мин

5

F10

Установить рабочую подачу 0,1 мм/об

1

2500

0

6

Z 2500

Переместить инструмент т.1 по оси Z на быстром ходу

2

0

0

7

X 0

Переместить инструмент в т. 2 по оси X на рабочей подаче

3

1925

100

8

X 1925

Переместить инструмент в т. 3 на быстром ходу одновременно по двум осям

9

Z 100

10

G77

Многопроходный цикл продольного точения с удвоенной глубиной резания на проходе 1,25 мм.

После выполнения цикла инструмент вернётся в т. 3

4

1300

-1200

11

X 1300

12

Z -1200

13

P125

5

1925

-1100

14

Z2200

Переместить инструмент в т.5 по оси Z на быстром ходу

6

1925

-2400

15

Z -2400

Переместить инструмент в т.6 по оси Z на рабочей подаче

7

2500

-2400

16

X 2500

Переместить инструмент в т. по оси Х на рабочей подаче

и.т.

2500

2500

17

Z 2500

Переместить инструмент в исходную точку перехода по оси Z на быстром ходу

с.и.

0

10000

18

Z10000

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям

Координатный чертеж и управляющая программа на 2 переход

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1

Т3

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 3

и.т.

3000

4000

2

Х 6000*

Переместить инструмент в и.т. перехода на быстром ходу

Одновременно по двум осям

3

Z 4000

4

S700

Установить частоту вращения шпинделя 700 об/мин

5

F10

Установить рабочую подачу 0,1 мм/об

1

3000

-2900

6

Z -2900

Переместить инструмент т.1 по оси Z на быстром ходу

2

1400

-2900

7

X 1400

Переместить инструмент в т. 2 по оси X на рабочей подаче

3

3000

-2900

8

X -2900

Переместить инструмент в т. 3 на быстром ходу по оси X

4

3000

-3400

9

Z -3400

Переместить инструмент в т. 4 на быстром ходу по оси Z

5

1400

-3400

10

X 1400

Переместить инструмент в т. 5 по оси X на рабочей подаче

6

3000

-3400

11

X 3000

Переместить инструмент в т. 6 на быстром ходу по оси X

7

3000

-3900

12

Z -3900

Переместить инструмент в т. 7 на быстром ходу по оси Z

8

1400

-3900

13

X 3000

Переместить инструмент в т. 8 по оси X на рабочей подаче

9

3000

-3900

14

X 3000

Переместить инструмент в т.9 по оси X на быстром ходу

10

3000

-4400

15

Z -4400

Переместить инструмент в т.10 по оси Z быстром ходу

11

1400

-4400

16

X 1400

Переместить инструмент в т.11 по оси Х на рабочей подаче

12

3000

-4400

17

X 3000

Переместить инструмент в т.11 по оси Х на рабочей подаче

и.т.

3000

4000

15

Z 4000

Переместить инструмент в исходную точку перехода по оси Z на быстром ходу

с.и.

0

10000

16

Z10000

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям

Координатный чертеж и управляющая программа на 3 и 4 переходы

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

2 переход

1

Т4

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 4

и.т.

0

4600

2

X 0*

Переместить инструмент в и.т. перехода на быстром ходу

Одновременно по двум осям

3

Z4600

4

S400

Установить частоту вращения шпинделя 400 об/мин

5

F10

Установить рабочую подачу 0,1 мм/об

1

0

100

6

Z100

Переместить инструмент т.1 по оси Z на быстром ходу

2

0

-400

6

Z-400

Переместить инструмент в т. 2 по оси Z на рабочей подаче

3

0

2900

7

Z 2900

Переместить инструмент в т. 3 по оси Z на быстром ходу

3 переход

4

4000

2900

9

Z4000

Переместить инструмент в т.4 по оси X на быстром ходу

5

4000

-100

10

G73*

Цикл глубокого сверления с периодическим быстрым выводом сверла из заготовки через каждые 10мм пути рабочего хода

11

Z-100

12

P1000

6

4000

2900

13

Z 2900

Переместить инструмент в т.6 по оси Z на быстром ходу

с.и.

0

10000

14

Х0*

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям

15

Z10000

Координатный чертеж и управляющая программа на 5 переход.

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1

Т5

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 5

И.Т.

0

2500

2

Х0*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

3

Z 2500

1

650

100

4

Х750*

Переместить инструмент в т.1 на быстром ходу одновременно по двум осям

5

Z100

2

650

-2000

6

Z - 2000

Переместить инструмент в т.2 на рабочей подаче по оси Z

3

500

-2000

7

X500

Переместить инструмент в т.3 на рабочей подаче по оси x

4

650

100

8

X 750*

Переместить инструмент в т.4 на рабочей подаче по оси Z

9

Z100

5

750

100

10

X750

Переместить инструмент в т.5 на быстром ходу по оси Х

6

750

-2000

11

Z-2000

Переместить инструмент в т.6 на рабочей подаче по оси Z

7

500

-2000

12

X500

Переместить инструмент в т.7 на рабочей подаче по оси X

8

600

-1900

13

X 600

Переместить инструмент в т.8 на быстром ходу одновременно по двум осям

14

Z -1900

9

600

-2600

15

Z -2600

Переместить инструмент в т.9 на рабочей подаче по оси Z

10

400

-2600

16

X 400

Переместить инструмент в т.10 на рабочей подаче по оси X

и.т

0

2500

17

Х0*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

18

Z2500

с.и.

0

10000

19

Z10000

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу по оси Z.

Координатный чертеж и управляющая программа на 6 переход.

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1

Т6

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 6

и.т.

0

2500

2

Z 2500

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

1

700

2500

3

X 700

Переместить инструмент в т.1 на быстром ходу по оси X

2

700

-1400

4

Z -1400

Переместить инструмент в т.2 на быстром ходу по оси Z.

3

1100

-1400

5

Х 1100

Переместить инструмент в т.3 на рабочей подаче по оси Х.

4

700

-1400

5

X 700

Переместить инструмент в т.4 на рабочей подаче по оси Х

и.т.

0

2500

6

X 0*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

7

Z 2500

с.и.

0

10000

8

Х0*

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу одновременно по двум осям.

9

Z10000

Координатный чертеж и управляющая программа на 7 переход.

Координатный чертеж и управляющая программа на 8 переход.

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1

Т5

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 5

и.т.

0

2400

2

Х 2400

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

1

900

100

3

Х 900

Переместить инструмент в т.1 на быстром ходу одновременно по двум осям

4

Z 100

2

900

-1100

5

Z -1100

Переместить инструмент в т.2 на рабочей подаче по оси Z

и.т.

0

2400

6

X0*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

7

Z2400

с.и.

0

10000

8

Z10000

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу по оси Z.

Координатный чертеж и управляющая программа на 9 переход.

Координаты опорных точек траектории

Программа

Содержание программы

№ кадра

Кодовая запись кадра

№ точки

Х

Z

1

2

3

4

5

6

1

Т8

Вызвать на рабочую позицию инструмент, закрепленный в гнезде 8

и.т.

1850

3300

2

Х1850*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

3

Z3300

1

750

100

4

Х750

Переместить инструмент в т.1 на быстром ходу одновременно по двум осям

5

Z100

2

750

-1100

6

G33 X7500

Z-1100 F150*

Фиксированный цикл нарезания резьбы.

7

X900*

8

X950*

9

X1000*

3

1000

100

10

X 1000

Переместить инструмент в т.3

4

950

100

11

Х 5000

Переместить инструмент в т.4

и.т

1850

3300

12

Х 1850*

Переместить инструмент в исходную точку перехода на быстром ходу одновременно по двум осям

13

Z3300

с.и.

0

10000

14

Z10000

Переместить револьверную головку в точку смены инструмента на быстром ходу по оси Z.

3. Проектирование режущих инструментов из наладки

В состав задания входит разработка рабочих чертежей на: резец с механическим креплением многогранной пластины, быстрорежущее сверло, отрезной и расточной резцы. На чертежах инструментов с помощью необходимых проекций, видов, сечений и разрезов дано полное представление о конструкции инструмента. Чертежи выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД.

В качестве общих требований к разрабатываемым конструкциям, подлежащим выполнению в первая очередь, относятся:

1. Режущий инструмент должен входить в состав инструментальной наладки

2. Рабочая часть инструмента должна обеспечить обработку поверхностей заготовки согласно операционному эскизу;

3. Размеры державки или хвостовика должны соответствовать размерам гнёзд вспомогательного инструмента.

3.1 Сверло спиральное для обработки труднообрабатываемых материалов. ГОСТ 20698-75.

Длина рабочей части назначена с учетом глубины сверления и требований жесткости инструмента.

Длина рабочей части: , где -длина отверстия.

мм.

Принимаем =45 мм .

Державка сверла выполнена с учетом требований вспомогательного инструмента (конус Морзе №2).

Сверло изготовлено из быстрорежущей стали в соответствии с материалом и твёрдостью обрабатываемой заготовки.

Изготовлено сварным.

Твёрдость сверла: рабочей части - 63..65 HRC, хвостовика 35..40 HRC.

4. Экономическое обоснование выбора конструкции проектируемого инструмента

Экономическая эффективность конструкции режущего инструмента (Э) в общем случае определяется как алгебраическая сумма годовых экономических эффектов, получаемых в сфере производства (Эпр) и сфере потребления (Эпот):

Э = Эпр. + Эпот

Как показывает практика, экономический эффект в сфере потребления инструмента значительно больше, чем в сфере его производства, поэтому в дальнейшем принимаем Э = Эпот.

Э = [(Ccм*tмс+Pн) - (Ссм*tмн+Рс)]*Ас (руб.), (1)

где Ссм - себестоимость станкоминуты работы оборудования (без затрат на режущий инструмент), коп/мин;

tсм и tмн - машинное время на выполнение операции резцом сборной конструкции и напайным, мин;

Рс и Рн - расходы на эксплуатацию резца сборной конструкции и напайного, приведенные к машинному времени операции, коп;

Ас - количество операций, выполняемых одним комплектом резца сборной конструкции.

Значения величин, приведенных в формуле (1),определим следующим образом.

Себестоимость станкоминуты для токарно-револьверного станка:

Ссм = 0,78 руб./мин при мелкосерийном производстве,

Ссм = 0,738 руб./мин при крупносерийном производстве.

Машинное время при точении на проход определяем по формуле

tм=(L+y)* i/(S*n) (мин);

где L - длина пути резания, мм;

y - величина врезания, мм;

S - подача, мм/об;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

i - число проходов резца.

Расходы на эксплуатацию резца, приведенные к одной операции, рассчитываются по формуле:

Рн = ([(Сн - Цон) + nn(Зп + Ззам.н)]*tмн)/[ Tн(nn+1)] (руб.),

где Сн - стоимость напайного резца, (руб.);

Цон - сумма, полученная от реализации изношенного инструмента, (руб.);

nn - число переточек резца;

Зп - затраты на переточку, (руб.);

Ззам.н - затраты на смену инструмента, (руб.);

Тн - период стойкости напайного резца, мин.

Затраты на замену инструмента рассчитываются по формуле:

Ззам.н = Смин * tзам.н,

где tзам.н - время замены изношенного инструмента, мин;

Смин - минутная тарифная ставка револьверщика;

Смин = Сч/60, где Сч - часовая тарифная ставка револьверщика.

Сч = 19,44 руб./мин.

Расходы на эксплуатацию резца с многогранными пластинами определяются по формуле:

Рс = [(Ск.пл + Ззам.с*К*П + {(Сд - Цос)/N})*tмс)]/(Тс*П*К) (руб.),

где Ск.пл. и Сд - стоимость комплекта пластин и корпуса, руб.;

Ззам.с. - затраты на замену изношенной режущей кромки, руб.;

П - количество пластин в комплекте;

К - количество режущих кромок на пластине;

N - возможных смен комплектов пластин до полного износа корпуса;

Цос - сумма средств, полученных от реализации изношенного инструмента.

Цос = 0,315*m*П*N (руб.),

m - масса новой пластины в граммах.

Количество операций, которое можно выполнить одним комплектом резца сборной конструкции, определяются по формуле:

Ас = (Тс*К*П)/tмс.

1. Исходные данные:

Материал детали - чугун

Материал инструмента:

режущая часть - ВК8,

корпус - сталь 40Х.

Размеры резца:

BЧHЧL=25Ч25Ч150

Режимы резания:

n = 630 об/мин,

S = 0,5 мм/об,

t = 0,5 мм,

L р.х. = 55 мм .

Резец с напайной пластиной:

Cн = 45руб; Тн = 30мин; m = 8г; Зп = 3руб; nn = 4; tзам = 3мин.

Резец с механическим креплением пластин:

К = 2; П = 20; Ск.пл. = 126руб; Сд = 51руб; tзам.н = 1,5мин; Тс = 60мин; N = 5;

m = 15,6г.

Себестоимость станкоминуты станка Ссм = 0,78 руб./мин.

Тарифная ставка револьверщика 3 разряда:

Смин.= 19,44/60 = 0,324 руб./мин.

2. Расчет.

А) Определение машинного времени обработки:

tмн = tмс = Lр.х./(n*S) = 55/(630*0,5) = 0,17 (мин).

Б) Затраты на замену инструмента:

Ззам.н. = Смин*tзам.н. = 0,324*3 = 0,972 (руб.).

В) Стоимость отходов:

Цон = 4,5*с*В*Н*L = 4,5*10-3*7,8*10-3*25*25*150 = 3,29 (руб.)

Рн = ([(Сн - Цон) + nn(Зп + Ззам.н)]*tмн)/[ Tн(nn+1)] =

([45 - 3,29) + 4(3 + 0,972)]*0,17)/[30(4 + 1)] = 0,0653 (руб.).

Г) Определение расходов на эксплуатацию резца с механическим креплением пластин Рс.

Д) Затраты на замену инструмента:

Ззам.с = Смин*tзам.с. = 0,324*1,5 = 0,486 (руб.).

Е) Стоимость отходов:

Цос = 0,315*m*П*N = 0,315*15,6*20*5 = 4,914 (руб.).

Рс = [(Ск.пл + Ззам.с*К*П + {(Сд - Цос)/N})*tмс)]/(Тс*П*К) =

[(126 + 0,486*2*20 + {(51 - 4,914)/5})*0,17)]/(60*20*2) = 0,01096 (руб.).

Ж) Количество операций, выполняемых одним комплектом резца с механическим креплением пластин:

Ас = (Тс*К*П)/tмс = (60*2*20)/0,17 = 14117.

З)Определение экономической эффективности:

Э = [(Ccм*tмс+Pн) - (Ссм*tмн+Рс)]*Ас =

[(0,78*0,49 + 0,0653) - (0,78*0,49 + 0,011096)]*4898 = 1076 (руб.).

Вывод: экономический эффект от применения резцов с механическим креплением пластин вместо резцов с напаянными пластинами составляет 1076 руб. на один комплект.

5. Расчет и проектирование червячной шлицевой фрезы

Для нарезания зубьев на шлицевых валах применяют червячные и дисковые фрезы, а также специальные головки для нарезания зубьев по всему контуру вала, зубья червячных фрез для прямобочных шлицевых валов имеют специальный криволинейный профиль, причем для каждого диаметра вала и числа его зубьев требуется своя фреза. Червячные фрезы изготовляют без усиков и с усиками. Фрезы без усиков используют при нарезании шлицевых валов, центрируемых по наружному диаметру D . Фрезы с усиками используют при нарезании валов с канавками в местах перехода от внутреннего диаметра к боковой стороне зуба, что необходимо для обеспечения центрирования по внутреннему диаметру d или по боковым сторонам зуба b. В данном курсовом проекте рассчитывается и проектируется червячная шлицевая фреза с усиком для прямобочных шлицевых валов.

5.1 Исходные данные

В задании на проектирование приведено условное обозначение шлицевого вала по ГОСТ 1139-80 (СТ СЭВ 187-75), подлежащего обработке фрезой, конструкцию которой предстоит разработать. Обозначение содержит: букву, указывающую поверхность центрирования; число зубьев и основные номинальные размеры торцевого сечения вала; обозначение полей допусков, помещённые после соответствующих размеров. Обозначение вала с центрированием по внутреннему диаметру, с числом зубьев Z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, выполненным по посадке f7, наружным диаметром D = 142 мм по посадке e9, шириной зуба b = 7 мм - по посадке a11 будет:

d - 8Ч36f7Ч42e9Ч7a11

Исходными данными для проектирования являются: размеры торцевого сечения вала с предельными отклонениями в соответствии с указанными посадками и рекомендации по выбору габаритных, посадочного и некоторых других размеров фрезы.

Основные размеры торцевого сечения и числа зубьев шлицевых валов установлены ГОСТ 1139 - 80 (СТ СЭВ 188 - 75) «Соединения шлицевые прямобочные». Стандарт распространяется на шлицевые соединения общего назначения с зубьями, расположенными параллельно оси соединения. Размеры валов, входящих в состав заданий по курсовой работе приведены на рис. 1 и в табл. 1.

Рис.1. Размеры торцевого сечения шлицевого вала.

Боковые стороны каждого зуба вала должны быть параллельны оси симметрии зуба до пересечения с окружностью диаметра d.

Допуски и посадки шлицевых соединений регламентированы ГОСТ 1139 - 80 (СТ СЭВ 187 - 75). Общие положения, допуски и основные отклонения размеров d, D и b приняты по СТ СЭВ 145 - 75.

Предельные отклонения размеров для рекомендуемых полей допусков валов приведены в табл. 2.

Таблица 1. Размеры валов средней серии, мм

ZЧdЧD

Число

зубьев Z

d

D

b

d1 не

менее

a не

менее

C

номин.

пред. откл.

8 Ч36 Ч 42

8

36

42

7

33,5

2,02

0,4

+0,2

Таблица 2. Предельные отклонения размеров, мкм

Интервал размеров, мм

Поля допусков

f7

e9

a11

"6 " 10

-13

-28

-25

-61

-280

-370

" 30" 50

-25

-50

- 50

-112

-320

-480

5.2 Графическое определение профиля

При конструировании червячно-шлицевой фрезы определение профиля зуба в нормальном сечении представляет задачу трудоёмкую и ответственную. Для лучшей проработки этого вопроса и исключения ошибок, особенно в части конструктивного решения основания зуба и "усика", необходимо выполнить профилирование графическим методом посредством использования линии профилирования (зацепления).

1. Расчётный диаметр Dp окружности выступов валика:

Dp = Dmax - 2Cmin=42-0.05-2*0.4=41,15мм.

2.Расчетную ширину bp шлица:

bp = bmin + 0,25Дb=6,63+0.25*0.09=6,653 мм.

3.Начальный диаметр dw :

dw ==40,7 мм.

4.Высота ножки зуба фрезы Hf от начальной прямой до основания технологической канавки по формуле:

Hf = hf + hф + U=2,46 мм

где hf = | Y1|=0,136 мм.; hф = 2C · tg Eф=0,6 мм.;Eф = 35° при z = 8…10; U = 1,5 мм.

5.Выбрать масштаб М построения. Масштаб выбран 25:1.

6. Ось 1 расположить примерно посередине чертежа.

7. Полюс Р зацепления расположить ниже верхней границы рамки чертежа на величину Hf + 10 мм.

8.Вычерчен шлицевой вал в исходном положении 2.

9.Проведены окружности: начальная 3, впадин 4 и 5.

10. Начальная окружность поделена на 128 частей и нанесены метки.

11. Из центра вала проведена вспомогательная окружность диаметром равным расчётной ширине шлица вала.dвсп=bр=6,653 мм.

12.Из точек пометок на начальной окружности проведены касательные к вспомогательной окружности.

13.От каждой касательной восстановлен перпендикуляр, проходящий через точку Р (полюс зацепления). Точки пересечения помечены. Через помеченные точки проведена лекальная кривая, которая и является линией зацепления (профилирования) во взаимном обкаточном движении начальной окружности по начальной прямой.

14.Определены положения точек профиля зуба фрезы. Точки ai, bi, ci, являются сопряженными. Поэтому, например, точки a4 (фрезы) и b4 (вала) в процессе обкаточного движения (против часовой стрелки для вала и влево в прямолинейном направлении для фрезы) встречаются на линии профилирования в точке С4 . Поэтому, для определения положения точки а4 достаточно от точки C4 вправо отложить развёртку длины начальной окружности, соответствующую в этом случае четырём окружным шагам (4/64).

15.Через точки ai проведена лекальная кривая, которая является искомым профилем в нормальном сечении зуба фрезы.

16.Уточнена ширина и форма усика зуба фрезы, путём построения вероятной формы профиля поднутрения, состоящего из двух сопряжённых удлинённых эвольвент, касающегося окружности 5.

Определенный таким путем профиль зуба фрезы необходим при аналитическом расчёте, который в общем формализован, является не наглядным и без надлежащего контроля может привести к грубым ошибкам.

Рис.2 Графическое определение профиля.

5.3 Расчет конструктивных элементов червячной шлицевой фрезы

Расчёт фрезы начинается с определения расчётных размеров шлицевого вала.

При определении расчётных размеров шлицевого вала необходимо учитывать допуски на соответствующие элементы и особенности условий обработки по методу огибания.

Уменьшение расчётного наружного диаметра Dp сопровождается уменьшением диаметра начальной окружности dw , что может привести к срезу профиля вала за пределами принятого расчётного наружного диаметра. Поэтому Dp принимают равным максимально допустимому наружному диаметру вала. При наличии на вершине профиля фаски, расчётная окружность выступов проходит через её основание.

Расчётные размеры диаметра окружности впадет dp и ширины шлица bp принимают в...


Подобные документы

  • Особенности выбора и расчета металлорежущих инструментов. Проектирование шлицевой протяжки, развертки. Разработка конструкции метчика, дискового шевера. Особенности системы инструментальной оснастки. Расчет и конструирование червячной шлицевой фрезы.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 06.08.2013

  • Обоснование выбора формы. Проработка конструкции детали. Обоснование выбора радиуса закруглений. Эскизное проектирование сборочного чертежа оснастки и схемы процесса формования. Расчет исполнительных размеров гладких формообразующих деталей пресс-формы.

    курсовая работа [51,3 K], добавлен 20.04.2017

  • Проектирование червячной фрезы для обработки шлицевого вала, комбинированного сверла для обработки ступенчатого отверстия, протяжки для обработки шлицевой втулки. Карта наладки на заточную операцию протяжки по передней поверхности, расчет длины.

    курсовая работа [641,1 K], добавлен 24.09.2010

  • Конструирование 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 08.06.2011

  • Виды инструмента общего назначения, его особенности, методы повышения эффективности использования. Разработка инструментальной наладки детали. Выбор заготовки, расчет режимов резания при фрезеровании, сверлении отверстия и точении поверхности резцом.

    реферат [622,0 K], добавлен 26.02.2015

  • Обоснование выбора модели. Составление размерной характеристики типовой фигуры и обоснование выбора прибавок. Разработка и оформление чертежа конструкции изделия. Выбор материалов для модели. Разработка проектной документации и технического эскиза.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.12.2013

  • Служебное назначение детали. Обоснование метода получения заготовки. Разработка технологического процесса изготовления детали. Обоснование выбора технологических баз. Проектирование режущего инструмента. Техническое нормирование станочных операций.

    дипломная работа [676,3 K], добавлен 05.09.2014

  • Общая характеристика зубчатых передач, их использование, достоинства и недостатки. Обоснование выбора червячной фрезы для нарезания зубчатого колеса и ее расчет для нарезания зубьев на шестерне. Расчет на прочность внутреннего и наружного кругов опоры.

    контрольная работа [49,4 K], добавлен 20.02.2011

  • Расчет призматического фасонного резца, червячной фрезы для обработки шлицевого вала, канавочной фрезы для обработки спирального сверла, комплекта протяжек для обработки наружных поверхностей детали. Обзор конструкции и области применения дисковых фрез.

    курсовая работа [900,0 K], добавлен 08.03.2012

  • Разработка маршрутной технологии обработки детали. Расчёт режимов резания на фрезерование поверхности прилегания. Проектирование и расчёт инструментальной наладки. Рабочее пространство оборудования. Выбор стадий обработки и наладка приспособления.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 21.09.2013

  • Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Разработка маршрутного техпроцесса. Расчёт припусков на механическую обработку, режимов резания, приспособлений, усилий зажима, выбор оборудования. Наладка станка с ЧПУ на обработку детали.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.05.2011

  • Назначение и конструкция шестерни. Выбор станочных приспособлений и режущего инструмента. Анализ технологичности конструкции детали. Экономическое обоснование выбора заготовки. Описание конструкции, принципа работы и расчет станочного приспособления.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.03.2012

  • 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 23.05.2012

  • Определение типа производства. Технологический контроль чертежа и анализ технологичности конструкции детали. Выбор и обоснование метода изготовления заготовки. Проектирование станочного приспособления. Назначение режущего и измерительного инструмента.

    курсовая работа [525,8 K], добавлен 04.01.2014

  • Выбор и обоснование параметров резца токарного составного твердосплавного общего назначения. Проектирование спирального сверла и фрезы. Выбор сверла, хвостовика, инструментального режущего материала. Расчет размеров крепежно-присоединительной части.

    курсовая работа [920,6 K], добавлен 08.03.2012

  • Понятие и назначение метчиков, сферы их практического использования. Обоснование выбора конструкции метчика, геометрических параметров. Технические условия на изготовление метчика. Проектирование круглого фасонного резца. Разработка конструкции протяжки.

    курсовая работа [728,2 K], добавлен 03.12.2012

  • Наименование и назначение проектируемого изделия, требования к нему и направление моды. Выбор материалов для изделия и обоснование выбора. Проектирование чертежа. Разработка комплектов лекал деталей изделий, технология их изготовления и назначение.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 21.06.2011

  • Проектирование и расчет долбяка для обработки зубчатых колес. Проект комбинированной развертки для обработки отверстий. Расчет и проектирование протяжки для обработки шлицевой втулки. Разработка карты наладки для заточки долбяка по задней поверхности.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 24.09.2010

  • Технические 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 08.11.2013

  • Проектирование фасонного тангенциального резца, расчет высотных размеров его профиля. Проектирование и расчёт червячной фрезы с прямоугольным шлицем. Разработка проекта фасонной протяжки работающей по генераторной схеме, расчет длин дуговых участков.

    курсовая работа [718,7 K], добавлен 16.09.2010

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.