Проектирование режущего инстремента
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.
№точки фас. Профиля детали
ri(y)
li(x)
1
15.0
0
2
18.0
3
3
18.0
19.282
4
16.415
39.191
5
11.0
60
6
20.0
28
7
13.634
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.
1
2
3
4
5
6
7
Ri
15
18
18
16.415
11
20
13.634
gi
16.651
13.814
13.814
15.178
23
12.409
18.376
Ei
14.371
17.479
17.479
15.842
10.126
19.533
12.939
Ci
4.245
7.353
7.353
5.716
0
9.407
2.813
Hi
3.560
6.167
6.167
4.795
0
7.889
2.359
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 Æ12, обработка черновым фасонным резцом профиля.
рис. 2
3. Зенкеровать отверстие Æ17, 9.
рис. 3
4. Развёртывание Æ18Н7.
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 Æ12 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 a. 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: a.= 8°.
Передний угол. Также является величиной переменной вдоль режущего лезвия и зависит, кроме того, от угла наклона винтовых канавок w и угла при вершине 2j. Передняя поверхность на сверле не затачивается и величина переднего угла на чертеже не проставляется.
Угол при вершине сверла. Значение углов 2j для свёрл, используемых для различных обрабатываемых материалов приведены в (2, стр.152, табл.46). По этим рекомендациям принимаем: 2j = 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 w = 30°.
Угол наклона поперечной кромки. При одном и том же угле j определенному положению задних поверхностей соответствует вполне определенная величина угла y и длина поперечной кромки и поэтому угол y служит до известной степени критерием правильности заточки сверла. По рекомендациям (2, стр152, табл.46) назначаем: y = 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 = D l * (i +1), где
D l - величина, срезаемая за одну переточку, измеренная в направлении оси, D l = 1 мм.;
Страницы: 1, 2