Курсовая работа: Проектирование специальных режущих инструментов

5 Конструктивное оформление фасонного резца

Ширина фасонного профиля обрабатываемой детали, мм

Lр=L+T1+T2,

де T1 и T2 – размеры, определяющие дополнительные упрочняющие кромки фасонного профиля резца.

Принимаем T1=5 мм.

T2=T3+T4,

Принимаем T3=1 мм; T4=2 мм.

T2=1+2=3 мм.

Lр=53,5+5+3=61,5 мм.

Размер T5 выбирается из соотношения

T5≤Tmax,

T5≤13,25, принимаем T5=13 мм.

Размер T6 принимается равным размеру T5 с перекрытием 2…3 мм.

T6=T5+3, T6=13+3=16 мм.

Угол φ принимаем равным 15°, угол φ1 принимаем равным 15°.

3 В составном фасонном резце режущая часть имеет следующие размеры:

высота – 0,5·90=45 мм;

ширина – Lр=61,5 мм;

толщина – 0,6·35=21 мм.

4 Твёрдость фасонного резца:

а) режущая часть из быстрорежущей стали – 62…65 HRCЭ;

б) крепёжная часть – 40…45 HRCЭ.

5 Параметры шероховатости поверхностей фасонного резца:

а) передней поверхности и фасонной задней поверхности – Ra≤0,32 мкм;

б) посадочных поверхностей крепёжной части – Ra≤1,25 мкм;

в) остальных поверхностей – Ra≤2,5 мкм.

Предельные ширины фасонного профиля резца принимаются в зависимости от её допуска, т.е. ±1/2Тр.

Допуск на ширину фасонного профиля резца определяется по формуле

Тр=(0,5…0,7)Тs,

где Тs - допуск на ширину фасонного профиля обрабатываемой детали.

Предельные отклонения других размеров фасонного резца принимаются:

а) для вала – h12;

б) для отверстия – Н12;

в) для остальных – ±1/2IT12.

7 Предельные отклонения углов:

а) передний γ и задний α углы ±1°;

б) угол крепёжной части τ=±30´;

в) остальные углы ±1,5°.

8 Комплексная проверка крепёжной части фасонного резца производится по размеру П (с точностью 0,05 мм)

где d – диаметр калиброванного ролика, d=Е=10 мм.

Расчёт и проектирование шлицевой протяжки

1 Данные для расчета шлицевой протяжки

1.1 Исходные данные

Размеры протягиваемого шлицевого отверстия втулки

6х26Н8х30Н12х6D9.

Длина протягивания –

Способ центрирования деталей шлицевого соединения - по D.

Требуемая шероховатость протягиваемых поверхностей

для d и D Ra=1,25 мкм, для b Ra=2,5 мкм.

Материал втулки и его твердость - сталь 30, НВ=225.

Модель станка – 7Б56.

Технические параметры протяжного станка:

1) Номинальная сила тяги Рст=200 кН.

2) Наибольшая скорость рабочего хода Vр.х.=0,19 м/с.

3) Длина хода рабочей каретки Lх.к.=1600 мм.

4) Тип патрона – быстросменный автоматический.

5) Минимальный размер от торца до первого зуба протяжки

LХ3 min=200+h мм,

LХ3 min=200+65=265 мм.

Тип производства – массовый.

Заготовка – штамповка в нормализованном состоянии.

шлицевой протяжка червячный фреза резец

1.2 Определение диаметра отверстия заготовки

Диаметр отверстия до протягивания, мм

где  – припуск на протягивание отверстия,

Точность диаметра  назначаем по Н11.

Группа обрабатываемости I.

Группа качества поверхности 2.

2 Расчет и конструирование шлицевой протяжки

2.1 Выбор конструкции шлицевой протяжки

2.1.1 Выбор типа протяжки

При центрировании по D применяем протяжку типа Ф-К-Ш, которая начинает срезать припуск фасочными зубьями, потом круглыми и завершает обработку шлицевыми.

2.1.2 Выбор материала протяжки

Основным материалом режущей части протяжки предусмотрена быстро режущая инструментальная столь Р6М5 ГОСТ 19265–73.

2.1.3 Выбор типа хвостовика и его размеров

Согласно ГОСТ 7943–78 протяжки из быстрорежущей стали  мм и более должны быть сварными.

Хвостовик сварной протяжки изготовляем из конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543–71. Стыковую сварку хвостовика со стержнем протяжки осуществляем на расстоянии 10…15 мм от начала переходного конуса.

Для быстросъёмных патронов хвостовик должен быть типа 3 исполнения 1 ГОСТ 4044–70.

Для того чтобы хвостовик свободно проходил через отверстие в заготовке и в то же время был достаточно прочным, его диаметр  выбираем меньшим, ближайшим к диаметру отверстия до протягивания

Размеры хвостовика, мм

d1=25e8; d2=19a11; d3=; l1=21 мм; l2=25 мм; l3=16 мм; l4=120 мм;

R1=0,3 мм; R2=1,0 мм; С=1,0 мм.

2.1.4 Определение количества чистовых и калибрующих зубьев, припуска на чистовые зубья

В зависимости от группы качества поверхности находим:

количество чистовых зубьев на части протяжки ZКЧ=8; ZШЧ=10;

количество групп из 2 зубьев с подачей:

шлицевые зубья Sч=0,02 мм – 1; Sч=0,01 мм –2;

круглые зубья Sч=0,02 мм – 2; Sч=0,01 мм – 2;

диаметральный припуск на чистовые зубья

количество калибрующих зубьев ZКК=5; ZШК=5.

2.1.5 Определение значений углов зубьев

В зависимости от группы обрабатываемости материала заготовки определяем:

1 Передний угол зубьев:

черновых γо=18°;

чистовых γч=20°;

калибрующих γк=20°.

2 Задний угол зубьев:

черновых αо=3°;

чистовых αч=2°;

калибрующих αк=1°.

2.2 Назначение режимов обработки

2.2.1 Выбор смазочно–охлаждающей жидкости (СОЖ)

Протягивание производим с обязательным применением СОЖ.

Выбираем: 5%-ная эмульсия из эмульсола Укринол - I ТУ 38–101187–76 (условное обозначение А).

Выбранную СОЖ подаем в зону резания свободно подающей струей с двух сторон – на входе и выходе протяжки. Расход СОЖ 0,15…0,40 литров в секунду.

2.2.2 Определение скорости резания протяжкой

Учитывая тип производства, группу качества протягиваемой поверхности и группу обрабатываемости, назначаем V=0,15 м/с.

Протяжной станок должен обеспечивать установку выбранной скорости резания.

Проверяем выполнение условия: V≤Vрх; 0,15<0,19. Условие выполняется.

2.2.3 Определение наработки чистовых зубьев

Наработка протяжки между отказами измеряется в метрах суммарной длины протянутых поверхностей. Она зависит от свойств материала протяжки и заготовки, от скорости резания и подачи, от принятой схемы резания, геометрии зубьев, от требований к протягиваемым поверхностям и других факторов.

Наработка чистовых зубьев, м

где СТ – коэффициент, СТ=5,4;

х, у – коэффициенты, х=0,54; у=0,31;

2.2.4 Определение подачи на черновые зубья

В зависимости от назначенной скорости резания допустимая подача на черновые зубья круглой шлицевой и фасонной частей протяжки Sо=0,11 мм.

Наработка черновых зубьев, м

СТ=12,1; х=0,67; у=0,27;

Проверяем условия равной наработки

Тмо≥Тмч; 78,28<38,1.

Условие не выполняется.

2.3 Определение глубины стружечных канавок

2.3.1 Определение глубины по условию размещения стружки

Расчетная глубина стружечной канавки для размещения стружки, мм

Sо=0,11

L=45

За глубину профиля канавки  по условию размещения стружки принимаем стандартное значение, округляя значение в большую сторону

2.3.2 Определение глубины по условию жёсткости протяжки

Глубина стружечной канавки, допускаемая условием обеспечения жесткости протяжки, мм

Принимаем

2.3.3 Определение номера профиля черновых зубьев

Глубины канавок  и  сравниваем между собой и принимаем для дальнейших расчётов наименьшее значение.

Принимаем глубину  мм, номер профиля черновых зубьев –9.

2.4 Определение параметров продольного профиля зубьев

Размеры элементов черновых зубьев фасочной и шлицевой частей протяжки, мм

Номер профиля чистовых зубьев – 6.

Размеры элементов чистовых и калибрующих зубьев, мм

2.5 Расчет максимального усилия протягивания

Усилие протягивания, допускаемое прочностью опасного сечения режущей части протяжки, Н

где  - диаметр опасного сечения по впадине, мм

 – предел прочности материала протяжки, Н/мм2.

Усилие протягивания, допускаемое прочностью опасного сечения хвостовика, Н

где  - предел прочности материала хвостовика, Н/мм2.

Усилие протягивания, допускаемое приводом протяжного станка, Н

где  - коэффициент полезного действия, принимаем

Допустимое максимальное усилие протягивания, Н

2.6 Расчет количества зубьев в группах

Количество зубьев в группах (секциях) определяем для черновых зубьев фасонной и шлицевой частей протяжки.

Количество зубьев в группах (секциях), исходя из максимального усилия протягивания, шт.

где  – удельная осевая сила резания, приходящаяся на 1 мм режущей кромки зуба,

 – наибольшая ширина режущего сектора зуба, мм;

Фасочных зубьев

где  - размер фаски,

Круглых зубьев

Шлицевых зубьев

где  - верхнее отклонение ширины шлицевого паза,

Для всех зубьев проверяем выполнение условия

где  – допустимая ширина режущего сектора зуба без разделения стружки,

мм.

Условие выполняется.

 – количество шлицев,

 – количество зубьев, одновременно участвующих в резании,

Принимаем  шт.

– поправочный коэффициент, учитывающий условия работы,

где  - поправочный коэффициент, учитывающий твердость обрабатываемого материала,

- поправочный коэффициент, учитывающий вид СОЖ,

- поправочный коэффициент, учитывающий способ разделения стружки,

 - поправочный коэффициент, учитывающий группу качества обрабатываемой поверхности,

Окончательно получаем

Принимаем

Принимаем

Принимаем

2.7 Проверка протяжки на прочность

Осевая сила резания, действующая на фасочные и шлицевые зубья в процессе резания, Н

где – суммарная ширина режущих частей зубьев, мм

Для фасочных зубьев

Для круглых зубьев

Для шлицевых зубьев

Наибольшее значение принимаем за расчетную силу резания

Прочность протяжки будет достаточна, если расчетная сила резания меньше, чем допустимое максимальное усилие протягивания. Проверяем выполнение условия: ,  Условие выполняется.

2.8 Расчет припусков на протягивание

При протягивании шлицевого отверстия припуск удаляется в последовательности:

Припуск, срезаемый фасочными зубьями, мм

где  - диаметр последнего фасочного зуба, мм

где  – минимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия

Припуск, срезаемый круглыми черновыми зубьями, мм

где  - максимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия, мм

Припуск, срезаемый шлицевыми черновыми зубьями, мм

где  - максимальный внешний диаметр шлицев, мм

2.9 Расчет количества зубьев протяжки

У протяжки типа Ф-Ш-К зубья располагаем в указанной ниже последовательности, при этом их общее количество

где  - количество фасочных зубьев,

где  - количество секций (групп) фасочных зубьев.

Предварительно количество секций фасочных зубьев

Полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого  - количества секций, срезающих основную часть припуска, принимаем

Остаточный припуск, мм

Подача на дополнительную секцию, мм

Определяем окончательно количество секций фасочных зубьев

 - количество зубьев в секции,

Количество круглых черновых зубьев

где  - количество секций круглых черновых зубьев.

Предварительно количество секций шлицевых зубьев

Полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого  - количества секций, срезающих основную часть припуска,  

Остаточный припуск, мм

Подача на дополнительную секцию, мм

Определяем окончательно количество секций шлицевых черновых зубьев

 - количество зубьев в секции,

Количество круглых чистовых зубьев

где  - количество секций круглых чистовых зубьев,

Количество круглых калибрующих зубьев

Количество шлицевых черновых зубьев

где  - количество секций шлицевых черновых зубьев.

Предварительно количество секций шлицевых зубьев

Полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого  - количества секций, срезающих основную часть припуска,  

Остаточный припуск, мм

Подача на дополнительную секцию, мм

Определяем окончательно количество секций шлицевых черновых зубьев

 - количество зубьев в секции,

Количество шлицевых чистовых зубьев

где  - количество секций шлицевых чистовых зубьев,

Количество шлицевых калибрующих зубьев

Страницы: 1, 2, 3