Режущий инструмент. записка. Подпись Дата
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 ВВЕДЕНИЕ В современном машиностроении обработка резанием является главным технологическим методом, обеспечивающее высокое качество и точность обрабатываемых поверхностей детали. Важнейшей задачей является ускорение научно-технического процесса путём комплексной механизации и автоматизации производства. Эффективность машиностроения должна повыситься за счёт изменения структуры парка металлообрабатывающего оборудовании. Эффективность эксплуатации указанного оборудования невозможно без создания современной инструментальной оснастки, обладающей повышенной надёжностью, обеспечивает всё более возрастающую роль механообрабатывающего инструмента. Таким образом целью курсовой работы является повышение знаний и совершенствование методов проектирования, обеспечивающих создание высокоэффективных конструкций режущих инструментов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 1. ЛИТЕРАТУРНО-ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА 1.1 Резцы фасонные Резцы с фасонной режущей кромкой применяют для обработки поверхностей вращения цилиндрических и винтовых поверхностей на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Схема обработки поверхности вращения фасонным резцом показана на рис. 1. В процессе обработки заготовка быстро вращается вокруг своей оси, а резец совершает движение подачи. Наиболее часто движение подачи является поступательным. Оно может осуществляться в радиальном направлении. Резцы с таким направлением подачи называют радиальными (рис. 1.1 а). В процессе обработки направления движения подачи одной или нескольких точек режущей кромки такого резца пересекает ось детали. Фасонные резцы с осевой подачей применяют при обработке односторонних профилей, не имеющих кольцевых канавок или выступов, а также при обработке торцовых фасонных поверхностей (рис. 1.1). По сравнению с радиальными резцами при обработке ступенчатых деталей рассматриваемые резцы срезают меньшие сечения, а силы резания будут меньшими. Это позволяет обрабатывать менее жесткие детали. Рисунок 1.1 - Схемы обработки поверхности вращения фасонным резцами Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 Направление подачи различных точек режущей кромки фасонного резца может касаться обработанной поверхности детали. Фасонные резцы с таким направлением подачи называют тангенциальными фасонными резцами (рис. 1.1 в). Произвольная точка режущей кромки такого резца начинает резание в точке А, а заканчивает работу в точке В, При дальнейшем движении подачи резец металла не снимает, поэтому детали получаются идентичными, по размерам, независимо от того, в какой момент времени выключено движение подачи. Некоторое распространение находя фасонные резцы с вращательным движением подачи. Такие резцы могут быть радиальными и тангенциальными. У тангенциальных резцов режущая кромка описывает поверхность вращении И касающуюся поверхности детали Д. В этом случае размеры обработанной поверхности детали не зависят от момента выключения движения подачи. Часто фасонные резцы используются на строгальных, долбежных или специальных станках при обработке цилиндрических поверхностей. В процессе обработки резец относительно детали совершает поступательное движение резания, направление которого совпадает с образующей цилиндрической поверхности, и движение подачи. Обычно такие резцы проектируются как резцы радиального типа, у которых направление поступательного движения подачи перпендикулярно образующим. Например, резцы зубодолбежиых головок, предназначенные для одновременной обработки всех зубьев цилиндрических зубчатых колес. Фасонные резцы для обработки цилиндрических поверхностей могут иметь вращательное движение подачи и проектироваться как резцы тангенциального типа. При вращательном движении подачи режущая кромка резца описывает поверхность вращения, касающуюся поверхности детали. В результате этого движения любая точка режущей кромки в определенный момент времени входит в контакт с материалом заготовки и Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 срезает его, а затем выходит из соприкосновения с заготовкой. Поэтому, как и у тангенциальных резцов, в этом случае момент выключения подачи резца не оказывает влияния на размеры детали. Обработка винтовых поверхностей фасонными резцами производится при винтовом движении резания. В результате этого движения винтовая поверхность детали скользит «сама по себе». Кроме движения резания при обработке винтовых поверхностей фасонный резец после каждого прохода углубляется в материал заготовки до получения полного профиля винтовой поверхности. Рассматриваемые резцы наиболее часто применяют при обработке резьбы. По форме задней поверхности, особенностям конструкции фасонные резцы делятся на стержневые, призматические и круглые. Стержневые фасонные резцы подобны обычным токарным резцам, но имеют фасонную режущую кромку, соответствующую форме поверхности детали. Эти резцы имеют малое число переточек и в серийном производстве используются редко. Закрепляются они в суппорте как обычные резцы. Рисунок 1.2 - Типы фасонных резцов Призматический фасонный резец представляет собой призму Одна из боковых граней имеет фасонную цилиндрическую поверхность и служит задней поверхностью, а одна из плоских торцевых граней служит передней поверхностью. Задние углы на фасонной режущей кромке такого резца создаются за счет его наклонной установки в державке. Круглый фасонный резец является телом вращения, у которого вырезан угловой паз, для Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 создания передней плоскости и пространства для схода стружки. Ось резца устанавливается выше оси детали, поэтому на фасонной режущей кромке создаются положительные задние углы. Дисковые фасонные резцы просты в изготовлении и допускают большое число переточек, но крепятся менее жестко и обычно применяются для обработки деталей с меньшими глубинами профиля, чем призматические фасонные резцы. У круглых резцов, ось которых параллельна оси детали, задние углы на участках режущих кромок, перпендикулярных оси детали, равны нулю. На этих участках задняя поверхность, создающаяся при вращении режущей кромки вокруг оси резца, является торцевой плоскостью. В процессе работы резца эта плоскость соприкасается с соответствующей торцевой плоскостью детали. 1.2 Расточные резцы В настоящее время на станках с ЧПУ токарной группы, выпускаемых промышленностью, можно выполнять самые разнообразные операции. Комплект резцов для этих станков должен обеспечивать обработку поверхностей, наиболее часто встречающихся в машиностроении, и поэтому включает (рис.1.3): Рисунок 1.3 – Схемы обработки типовых поверхностей резцами 1 и 8 - резцы проходные с квадратной пластиной с φ = 45° для патронной обработки деталей типа фланцев, обеспечивают наружное обтачивание, проточку торцов, проточку выточек, снятие фасок; Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 2 - резцы контурные с ромбическими пластинами с φ = 95°, позволяют обтачивать детали по цилиндру, протачивать обратный конус с углом спада до 30°, обрабатывать радиусные и переходные поверхности и протачивать торцы движением от центра детали к наружному диаметру; 3 и 11 - резцы контурные с квадратными или трехгранными пластинами с φ = 60 и 75°, позволяют обрабатывать полусферические поверхности и конусы с углом спада до 57° 4 - резцы резьбовые со специальными пластинами, закрепляемыми с помощью прихвата сверху, позволяют нарезать резьбы с шагом 1,5-6 мм. Угол профиля резьбы обеспечивается заточкой пластин; 6 - расточные резцы с ромбическими пластинами с φ = 95° для растачивания сквозных отверстий и проточки выточек; 7 - резцы расточные с φ = 93°, позволяют растачивать отверстия диаметром от 25 мм; 9 - резцы для протачивания наружных канавок с протачиваемыми пластинами, которые закрепляются с помощью прихватов. Разработаны резцы для протачивания внутренних прямых и наружных угловых канавок. Аналогичные конструкции могут быть применены для обработки канавок под стопорные кольца; радиусные канавки и т.п.; 10 и 13 - резцы контурные с пластиной трехгранной правильной формы с φ = 95°, позволяют протачивать цилиндрические, конические и фасонные поверхности; 12 - резьбовые резцы для нарезания наружных резьб с шагом до 1,5 мм. Режущая пластина закрепляется на державке с помощью прихвата. Профиль вершины резца обеспечивается затачиванием пластины под углом, равным углу профиля резьбы. Резцы со сменными многогранными пластинами из твердых сплавов и режущие кромки. В ВНИИ инструмент разработана схема токарных резцов, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 предназначенных для выполнения различных операций на станках с ЧПУ. В резцах применяют СМП из твердого сплава (с износостойким покрытием и без него) и из керамики. В разработанной системе резцы по назначению подразделяют на подсистемы для точения, растачивания, нарезания резьб, канавок и отрезания. В системе резцов предусмотрены: падежные методы закрепления СМП, обеспечивающих хорошее дробление и отвод стружки, высокую точность позиционирования СМП и их быстросменность; возможность использования потребителем всей гаммы форм и размеров СМП; новые конструкции СМП, обеспечивающие эффективное дробление стружки; сокращение числа применяемых методов крепления СМП и унификация крепежных деталей и присоединительных элементов; соответствие точностных параметров резцов, габарита и формы державок требованиям отечественных и международных стандартов, а конструкций резцов - лучшим мировым аналогам; возможность применения специальных крепежных деталей (повышенной точности и надежности); изготовление державок и крепежных деталей из легированных сталей; технологичность изготовления резцов. В подсистемах резцов для точения и растачивания за базовые приняты четыре конструкторских решения. Обозначение резцов соответствует ГОСТ 26476-85. Рисунок 1.4 – Крепление пластины с отверстием L-образным рычагом МП без отверстия закрепляют по типу С (рис. 1.4). При таком методе закрепления СМП базируют в закрытом гнезде державки 1 по двум базовым Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 11 поверхностям и сверху прижимают к опорной поверхности прихватом 2. Быстрый съем СМП обеспечивается диффиринциальным винтом 3. Опорную твердосплавную пластину 4 закрепляют винтом 5 на державке резца или разрезной пружинящей втулкой. Тип крепления имеет следующие исполнения: С1 -для режущих пластин с задним углом, С3 - без заднего угла. На передней поверхности СМП с задним углом выполнены стружколамающие канавки для дробления и отвода сливной стружки. При использовании СМП без заднего угла применяют накладные стружколомы, которые закрепляют с помощью прихвата и дифференциального винта. Резцы исполнения С1 и С3 с опорной пластиной широко применяют при точении и растачивании; резцы без опорной пластины - при растачивании малых отверстий и точении (сечение державки резца 12×12-16×16 мм). В резцах исполнения С3 могут использоваться СМП из твердого сплава и режущей керамики (последние в настоящее время выпускают без отверстий). Резцы исполнения С1 имеют положительные углы, что обеспечивает небольшую силу резания. Поэтому их рекомендуется применять при обработке нежестких деталей. Эти резцы могут также применяться с накладными стружколомами. Для наружного точения и растачивания в резцах с закреплением по типу С используют квадратные, трехгранные и ромбические пластины. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 12 2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МАРШРУТ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ Таблица 2.1 - Маршрутно – операционная запись технологического процесса изготовления детали Шифр записи Содержание Записи А Б О Т 005 Фрезерно – центровальная MP71М Установить и закрепить заготовку Фрезеровать торцы 1 и 2, в размер 3 Фреза дисковая А Б О Т 010 Токарная с ЧПУ 16к20Т1 Установить и закрепить заготовку Точить пов.1, в размеры 2, с переустановкой Резец проходной Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13 А Б О Т 015 Токарная 16К20 Установить и закрепить заготовку Точить фасонную пов.1 в размер 2 Резец фасонный А Б О Т 025 Вертикально – сверлильная 2Н150 Сверлить отверстие 1, в размер 2 Сверло Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 14 А Б О Т 030 Горизонтально – расточная ИЖ-115 Установить и закрепить заготовку Расточить отв. 1 и 2, в размеры 3 и 4, с переустановкой Резец расточный А Б О Т 035 Вертикально – сверлильная 2Н150 Сверлить отверстие 1, в размер 2 Сверло Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 15 А Б О Т 040 Горизонтально протяжная 7А523 Протянуть отверстие 1, в размер 2 Протяжка А Б О Т 045 Зубодолбежная 5М150 Установить и закрепить заготовку Фрезеровать поверхности 1, в размер 2 Долбяк Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 16 А Б О Т 050 Шлицефрезерная 5М150 Установить и закрепить заготовку Фрезеровать поверхности 1, в размер 2 Фреза червячная А Б О Т 055 Резьбонарезная 2Н150 Нарезать резьбу 1, в размер 2 Метчик А Б О Т 060 Контрольная Контролировать деталь Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 17 3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА, ЕГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО БЛОКА И НАЛАДКИ 3.1 Расчет режимов резания фасонного резца Определяем подачу согласно рекомендациям, ([4], стр.14) S = 0.025...0.055 мм/об; Принимаем S = 0.03 мм/об. Определяем передний и задние углы: Для материала чугун СЧ22 с Выбираем , согласно ([4], стр.44). Определяем скорость резания: Где, – коэффициент, , ([1], стр.269); m и y – показатели степени, m = 0.4, y = 0.9, ([1], стр.269); Т – стойкость инструмента, Т = 60 мин, ([1], стр.268); – поправочный коэффициент. Где, – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала. ([1], стр.261); Где, – предел прочности обрабатываемого материала, – коэффициент надежности, , ([1], т. 5, стр. 262); n – показатель степени, n = 1.25 ( ) ( ) – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок, , ([1], т. 5, стр. 263); Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 18 – коэффициент, учитывающий материал инструмента, , ([1], т. 5, стр. 263); Тогда, Определяем силы резания: Сила резания определяется для каждого участка. Где, b – длина лезвия участка инструмента. - коэффициенты выбираемые по табл. 3, 4, 5 ([4], стр.16, 17). , х = 1, у = 1. Где, ( ) ( ) Тогда, Сила резания определяется:, , х = 1.1 , у = 1. Где, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 19 ( ) ( ) Тогда, Сила резания определяется: , х = 1 , у = 1. ( ) ( ) Определим мощность резания станка: Мощность станка берем из паспорта станка [Nст] = 5 кВт КПД станка η = 0,9 Мощность станка определяется: Nст = η * [Nст] = 0,9 * 5 = 4,5 кВт [Nст] = 4,5 кВт Удовлетворяет условию. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 20 3.2 Проектирование и расчет фасонного резца. Составим систему уравнений: Mx = 0 My = 0 Mz = 0 X = 0 Y = 0 Z = 0 0 ; 0 ; 0 85 ; 0 25 25 21 21 25 25 80 81 82 21 8 85 18 ; 0 48 48 85 85 85 21 8 18 18 ; 0 40 40 48 48 85 85 85 85 78 80 81 82 8 4 3 2 1 ` 6 ` 7 4 3 2 1 `` 7 `` 6 3 2 1 `` 7 `` 6 ` 7 ` 6 ` 4 ` 5 4 2 1 4 3 2 1 `` 7 `` 6 4 2 1 4 3 2 1 ` 5 ` 4 ` 6 ` 7 4 3 2 1 4 3 2 1 P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P P z z z z y y y y x x x x x x y y y y x x x z z z z y y y y z z z z Рисунок 3.1 – Схема к расчёту фасонного резца Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 21 Определим силу действующую со стороны прижима: Где, – коэффициент трения между прижимом и державкой. , ([4], стр. 18). Принимаем k – коэффициент запаса, ([4], стр. 18-19). Где, – гарантированный коэффициент запаса. – коэффициент, учитывающий колебания сил резания (равный 1.2 – при черновой обработке и 1 – при чистовой). – коэффициент, учитывающий изменение сил резания от износа инструмента, ; – коэффициент, учитывающий прерывистость процесса резания. При обработке прерывистой поверхности , а при обработке непрерывной поверхности – коэффициент, учитывающий непостоянство сил закрепления. Определяем диаметр резьбы винта: √ Где, – предел прочности винта на разрыв, – предел текучести, МПа. Для СЧ 22 Отсюда Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 22 √ √ Принимаем диаметр резьбы винта d = 16 мм, так как для данной резьбы = 14,85 при шаге Р = 1.5 мм ([4], стр.20) 3.3 Профилирование фасонного резца Рассчитаем координаты ХУZ, учитывая что угол равен: ( ) Исходя из твердости и предела текучести обрабатываемого материала выбираем передний и задний угол по ([4], стр .44). Рассчитаем координаты ХУZ, учитывая что угол равен: ( ) Исходя из твердости и предела текучести обрабатываемого материала выбираем передний и задний угол по ([4], стр .44). Аналитическое профилирование режущей кромки призматического резца. На профиле детали намечаем характерные точки, положение которых определяется радиусами и осевыми параметрами. К этим точкам относят: узловые, в которых один элементарный участок профиля детали переходит в другой, три точки на криволинейном участке (рис.3.2). d1 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 23 Для определения радиуса в промежуточной точке 1′ криволинейного участка необходимо выбрать систему координат ХОУ, так чтобы оси её проходили через начальную и конечную точки радиусного участка. Определим координаты, а и в центра дуги окружности из уравнений: где X,У - координаты произвольной точки дуги окружности. Подставив координаты характерных точек 1,2: Рисунок 3.2 – Схема кинематической погрешности на радиусном участке. Получим a и в. Зная, а и задаёмся координатой Х точки 1′и подставив её в уравнение окружности, получим У1, и найдём радиус r1, r ,У1. Профиль кромки является линией сечения поверхности детали передней поверхностью резца. Для нахождения профиля рассечём поверхности детали и резца рядом плоскостей, проходящих перпендикулярно к оси детали через характерные точки. Выбираем три системы координат, и поместим начало первой ZУХ в центр детали . Погрешность обработки должна быть меньше 1/3 допуска на размер. Если это условие не выполняется, то необходимо на круглом участке выбрать Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 24 дополнительную точку и произвести расчёт её координат на резце. Таким образом кинематическая погрешность уменьшится в два раза. Значения переднего и заднего углов принимаем для точки режущей кромки резца, обрабатывающей минимальный радиус детали r. Запишем уравнение поверхности детали для произвольной точки i: в точку с минимальным радиусом детали r и направим ось 0У по следу передней поверхности резца. Запишем уравнение поверхности детали в новой системе координат, для чего в начале запишем уравнения связи между системами ZУХ и Z1У1Х1. Подставим в уравнения выражение, получим Решив совместно уравнения (4) и (5) с уравнением плоскости касательной к передней поверхности, получим: ( ) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 25 ( ) Все остальные вычисленные значения для каждой исследуемой точки и заносим данные в таблицу 1. При изготовлении резца необходимо знать координаты его профиля в сечении перпендикулярном к задней поверхности. Для определения этих координат поместим третью систему координат в точку с радиусом r, причём ось 0У2 направим перпендикулярно задней поверхности. Тогда: Также рассчитываем для каждой точки и заносим данные в таблицу 3,1. Таким образом, подставив радиусы характерных точек в уравнение определим углы t для каждой точки. Полученные значения углов подставляем в уравнение определяем координаты У1 для каждой точки и из уравнения– координаты Y 2 . Таблица 3.1 – Расчитанные значения координат для заданного профиля. № исследуемой точки 1 -1,92 49,96 -2,21 21,71 0 20,76 2 -1,92 49,96 -2,21 21,71 0 20,76 3 -0,35 31,998 -0,63 3,88 0 3,71 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 26 Продолжение таблицы 3.1 4 0 28 0 0 0 0 5 -0,35 31,998 -0,63 3,88 0 3,71 6 -0,7 35,993 -1,12 8,78 0 8,39 7 -0,7 35,993 -1,12 8,78 0 8,39 8 -1,05 39,98 -1,51 11,72 0 11,2 Построение графика изменения углов и в статической системе координат. Для построения графика необходимо рассчитать значения углов и в каждой из характерных точек i резца по формулам: ( | | ( )) ( | | ( )) ( ( | | ) ( )) ( ( | | ) ( )) - величины переднего и заднего поперечных углов выбранных высшее; ti - углы рассчитанные по формуле; ; - углы в плане для режущих кромок обрабатывающих участки детали i,i1 и i,i1. | | | | Причём основная статическая плоскость проходит через точку i. X i,i1, X i,i1 - расстояние между точками i и i-1,i и i1 вдоль оси детали. При построении графика по одной оси откладываем значения углов, по второй Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 27 длину режущей кромки. При малых значениях передних углов необходимо разработать мероприятия по улучшению условий работы резца (лунки на передней поверхности). Рассчитаем значение углов для i-ой точки: ( ) ( ) | | | | ( | | ( )) | | ( | | ( )) | | ( ( | | ) ( )) | | ( ( | | ) ( )) = | | Все остальные вычисленные значения для каждой исследуемой точки и заносим данные в таблицу 3,2. Таблица 3,2 - Расчетные значения углов для заданного профиля. i 1 90 90 2,79 2,79 14,21 14,21 2 90 90 2,79 2,79 14,21 14,21 3 68 68,1 4,06 4,05 12,95 12,96 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 28 Продолжение табл. 3.2 4 90 90 5 5 12 12 5 68 68,1 4,06 4,05 12,95 12,96 6 90 90 3,88 3,88 13,12 13,12 7 90 90 3,88 3,88 13,12 13,12 8 0 0 0 0 0 0 По результатам коррекционных расчётов можно построить профили шаблона для контроля точности шлифовального фасонного резца. Для этого через узловую точку 1 параллельно оси или без крепления резца проводим координатную линию, от которой в перпендикулярном направлении откладываем расстояние, определяющие относительно положение всех точек фасонного профиля. Для призматических резцов координатные расстояния i Р Р Р , 2 1 , вычисляются как разность радиуса R и радиусов точек фасонного профиля резца в нормальном сечении. Осевые расстояния между узловыми координатными точками фасонного профиля шаблонов, предназначенные для контроля точности фасонной поверхности радиальных резцов, ось и без крепления которых параллельны оси обрабатываемых ими деталей, а также тангенциальных резцов, равны осевым расстояниям между одноименными узловыми точками фасонного профиля. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 29 Допуски на обрабатываемый профиль детали выбираем согласно принятому квалитету H10, h10. 0.1 0.1 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.1 Допуски на обрабатываемый профиль резца выбираем согласно принятому квалитету H8, h8. 0.046 0.064 0. 064 Данную державку мы выбрали исходя из условия, что ведется обработка деталей невысокой жесткости, но которая также соответствует надежность крепления и возможность точной установки, регулировки резца по высоте обрабатываемой детали. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 30 3.5. Наладка фасонного блока Фасонный блок состоит из резца 1, который устанавливается в ось 3 и прижимается штифтом и при помощи гайки 5. Ось 3 крепится винтом 6 к державке. Для регулирования режущей кромки резца относительно оси детали в опоре имеется винт М10, которым и выставляют необходимую высоту резца. Рис. 3.3 – Схема наладки фасонного резца Определяем длину рабочего хода резца: , где Тогда, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 31 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ РАСТОЧНОГО РЕЗЦА, ЕГО ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО БЛОКА И НАЛАДКИ 4.1 Расчет режимов резания. Обрабатываемый материал СЧ22 200НВ Диаметр растачиваемого отверстия d = 56 мм Длина расточки l = 18 мм Глубина резания t =1 мм ([1], с. 265) Подача S = 0.1 мм ([1], т.14, с. 268) Скорость резания определяется из: где, – поправочный коэффициент; T – период стойкости инструмента; – поправочный коэффициент. =320 x=0.2 y=0.15 m=0.15 ([1], т.17, с. 269); T=60 мин ([1], с. 268); – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала. – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, , ([1], т.2, с. 262); – показатель степени, , ([1], т.2, с. 262); – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, , ([1], с. 263); – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, , ([1], с. 263); Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 32 Определяем частоту вращения Принимаем n=1100 об/мин Пересчитаем скорость резания: Определяем силу резания Рz: где, – коэффициенты, выбираемые по ([1], т.22, с. 273); =300 x=0.5 y=0.75 m= - 0.4 Где, Тогда Определяем силу резания Рх: =339 x=0.3 y=0.5 m= - 0.35 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 33 Определяем силу резания Рy: =243 x=0.4 y=0.6 m= - 0.3 Определяем мощность резания: Мощность станка берем из паспорта станка [Nст] = 5 кВт КПД станка η = 0.9 Мощность станка определяется: Nст = η * [Nст] = 0,9 * 5 = 4,5 кВт [Nст] = 4,5 кВт Удовлетворяет условию. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 34 4.2. Определяем геометрические параметры резца Исходя из условия прочности определяем размеры резца: √ где – вылет резца, = 0.005 м – допускаемое напряжение на изгиб, = 275*10 6 Па √ √ Принимаем размер сечения резца В х Н = 12 х 12 мм Определяем размеры оправки: Для этого поместим систему координат в точку О оправки. Из условия равновесия определяем изгибающие и крутящие моменты (рис. 4.1). Предварительно выбираем диаметр оправки d=40 мм. Рисунок 4.1 - Схема к расчёту диаметра оправки Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 35 L = 94 мм r = 28 мм l2=6 мм ( ) ( ) Рисунок 4.2 – Эпюры изгибающих моментов Определяем эквивалентный момент: √ √ Диаметр оправки определяем из условия прочности: √ где – предел прочности материала, Па √ Следовательно, предварительный выбранный диаметр оправки удовлетворяет условию прочности. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 36 4.3. Расчет на точность После сборки комплекта вспомогательного инструмента, величина отклонения вершины инструмента от номинального положения составит: √ Где – передаточное отношение i-го звена. ∑ – коэффициент относительного рассеивания i-го звена; – перекос или параллельное смещение i-го звена; – вылет i-го элемента компоновки; – вылет на котором нормируется величина перекоса в i-ом соединении; – коэффициент относительного рассеивания величины замыкающего звена. ∑ √ ∑ √ ∑ Рисунок 4.3 – Расчётная схема Размеры в наладке: l 1 = 94 мм l 2 = 75 мм l 3 = 50 мм l н2 = 195 мм l н3 = 145 мм l н5 = 145 мм l н7 = 145 мм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 37 Определяем передаточное отношение: А 1 = 1 А 4 = 1 А 6 = 1 – погрешность от смещения оси шпинделя станка; мкм, – погрешность от перекоса оси шпинделя станка; мкм, – погрешность от перекоса оси державки; мкм, – погрешность от смещения оси цилиндрической части державки относительно хвостовика; мкм, – погрешность от перекоса оси цилиндрической части державки; мкм, – погрешность от смещения оси оправки относительно оси цилиндрической части державки; мкм, – погрешность от перекоса оси резца относительно оси цилиндрической части державки; мкм, Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 38 √ √ √ √ мкм Динамическую составляющую погрешности определяем по формуле: √ где – податливость в коническом и цилиндрическом соединениях. – момент инерции сечения E – модуль упругости, Е=2*10 5 Мпа; √ Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 39 = 5.663 мкм Определим суммарную погрешность: + 5.663 = 18.448 мкм Удовлетворяет условию. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 40 4.4 Расточной блок Расточной резец 3 крепится в цилиндрической державке 2 с помощью винтов 7. Державка устанавливается в коническую оправку 1 и фиксируется винтами 6 и гайкой 4. Крутящий момент передаётся посредством шпонки 8. Настройка на размер растачиваемого отверстия осуществляется при выдвижении расточного резца 3. Рисунок 4.4 – Схема наладки расточного блока Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 41 5 СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА Для контроля качества инструмента качества инструмента используют как стандартные, так и специальные средства контроля. Кроме средств измерения, представители каждой партии инструмента должны подвергаться испытаниям в работе на работоспособность, средний и установленный период стойкости, что является комплексным показателем качества изготовления инструментов. Режимы резания и методы испытаний зависят от вида инструмента и могут назначаться с учетом рекомендаций методики лабораторных испытаний инструментов, разработанной ВНИИ инструкция и требований стандартов и технических условии на конкретные виды инструмента. Перечень используемых ГОСТов ГОСТ 16885-71- Резцы фасонные. ГОСТ 3266-81 – Резцы расточные. Рисунок 5.1 – Схема измерения отклонение от параллельности режущей кромки фасонного резца Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 42 Рисунок 5.2– Схема проверки радиального биения оправки расточного резца Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 43 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения данного курсового проекта было спроектировано четыре вида режущего инструмента: фасонный резец, расточной резец, а также их инструментальный блок и наладки, выполнены расчёты на прочность и точность элементов имеющихся конструкции, изучены специфические возможности различных инструментов. Расчёты произведены с использованием специальной литературы и с учётом гостов. Работа над данным курсовым проектом позволила изучить и углубить знания, полученные в курсе «проектирование металлорежущих инструментов» и приобрести практические навыки расчёта и конструирование инструментов. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 44 ЛИТЕРАТУРА 1. Справочник инструментальщика / И. А. Ординарцев, Г. В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И. А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. – 846 с. 2. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту, под ред. Н.А. Нефедова, К.А. Осипова. Москва, «Машиностроение», 1969г. 3. Режимы резания металлов. Справочник. Барановский Ю.В. Москва, «Машиностроение», 1972г. 4. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов Г.И. Кирсанов, Москва, «Машиностроение», 1986г. 5. Методические указания к курсовой работе по предмету «Режущий инструмент и инструментообеспечение автоматизированного производства», Михайлов М.И., Гомель, 1992г. 7. Справочник технолога-машиностроителя т.2, под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Москв, «Машиностроение», 1986г. 8. Петрусевич, А.И. Зубчатые и червячные передачи. Энциклопедический справочник. В 2-х . Т.2. / А.И. Петрусевич. − М.: Машиностроение, 1972. − 342 с. 9. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. и доп. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – 455 с. 10. Краткий справочник конструктора/ Р.И. Жирнов, М.;Машиностроение, 1984г. 11. Справочник конструктора-машиностроителя: В 2т./ под ред. Анурьев В.И - М.: Машиностроение. 1987 –Т1. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 45 ПРИЛОЖЕНИЕ |