Круглый фасонный резец является телом вращения, у которого вырезан угловой паз, для создания передней плоскости и пространства для схода стружки. Ось резца устанавливается выше оси детали, поэтому на фасонной режущей кромке создаются положительные задние углы
Круглые резцы более технологичны в изготовлении и допускают большее число заточек. Эти резцы имеют кольцевые и винтовые образующие. Материалом для круглых резцов служит преимущественно быстрорежущая сталь. Для закрепления круглых фасонных резцов в державку у торцовых поверхностей этих резцов предусматривают рифления, отверстия под штифт или пазы на торце. Конструктивные и габаритные размеры фасонных резцов можно выбирать в зависимости от наибольшей глубины профиля изготовляемой детали по таблицам.
Задание
Спроектировать круглый фасонной резец для Обработки заготовки из прутка диаметром D с подготовкой канавки под последующие отрезание.
Где Dзаг=80 мм, d1=67,d2=70, d3=78, d4=72, l1=3, l2=18,l3=30, l4=45
Точность размеров h12±T14\2
Материал ЛС 63-3 сигма б =350 МПа
Рис.1. Эскиз детали
Аналитический (коррекционный) расчет профиля резца
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФАСОННОГО РЕЗЦА
1.1 Выбор инструментального материала режущей части
По таб. 2.9 [1] для режущей части резца выбираем быстрорежущую сталь Р6М5.
1.2 Выбор конструкции резца
По форме и конструкции фасонные резцы делятся на круглые, призматические и стержневые. Круглые резцы более технологичны в изготовлении и допускают большое количество переточек, поэтому для обработки заданной детали выбираем круглый резец с кольцевыми образующими. Для закрепления резца в державке торцовые поверхности снабжаются отверстиями под штифт.
1.3 Расчет фасонного резца
Dmax=80 мм – наибольший диаметральный размер детали. Dmin=62.76 мм – наименьший диаметральный размер детали. Наибольшая глубина профиля детали tmax=8.68 мм.
1.2 Определение расчетных параметров профиля детали
dрасч.= dmax- 
, где dрасч. – максимальный диаметр с учетом допуска, Т – допуск на диаметр.
dрасч.1= 62.76-  =62.635;
| rрасч.1 =  =31.31;
|
dрасч.2= 67-  66.875;
| rрасч.2 = 33.43; |
| dрасч.3 = 70- =69.875;
| rрасч.3 = 34.93; |
| dрасч.4 = 71.89- =71.765;
| rрасч.4 =35.88; |
| dрасч.5 = 74.32- =74.195;
| rрасч.5 = 37.11; |
| dрасч.6 = 76.35- =76.225;
| rрасч.6= 38.11; |
| dрасч.7= 78- =77.875;
| rрасч.7 = 38.93; |
| dрасч.8= 76.58- =76.455;
| rрасч.8 = 38.22; |
| dрасч.9 = 75- =74.875;
| rрасч.9 = 37.43; |
| dрасч.10 = 73.57- =73.435;
| rрасч.10 = 36.71; |
| dрасч.11= 72- =71.875;
| rрасч.11 = 35.93; |
dрасч.12=dрас13= 69-  =68.878;
| rрас12=rрас13=34.43 |
| dрас14=dрас15=80- =79.875
| rрас14=rрас15=39.93 |
1.3 Определяем максимальную глубину профиля обрабатываемой заготовки: t = 
= 
=8.6825мм;
По справочной таблице для фасонных дисковых резцов с торцевыми рифлениями определяем исходя из глубины профиля:
Диаметр резца – 40мм; диаметр посадочного отверстия – 13мм.
Так как ширина данного фасонного резца больше 40мм, то будем использовать для обеспечения повышенной жесткости конструкции двухопорное крепление рис.1.
Число зубьев торцевых рифлений: Z = 34.
Число торцевых зубьев резца: Z = 32.
Передний угол: γ = 5°; задний угол: α = 0°.
Диаметр буртика с торцевыми зубьями: dб = 1,5d = 1,5×13=19.5 мм, где d– диаметр посадочного отверстия.
Длина буртика: lб = 3мм.
1 – корпус; 2 – винт; 3 – гайка; 4 – резец; 5 – болт; 6 – рычаг; 7 – пробка
Рис.1 
| 
|
Ширина резца: В = lд+lдоп+10, где lдоп - ширина дополнительного лезвия для протачивания канавки под отрезание готовой детали lдоп = 5мм.
В = 80+5+10=95мм.
Длина шлифуемой части отверстия:
l1 = 0,25(В – lдоп) = 0,25(80-5) = 18.75мм
1.4 Коррекционный расчет профиля круглого фасонного резца при его обычной установке на станке.
Сумма передних и задних углов: ε = γ+α = 5°
Расстояние от плоскости передней поверхности до оси резца:
Высота установки резца
H = R1sinε = 38.93×sin5° = 3,39мм
Расстояние от плоскости передней поверхности до оси заготовки:
m = r1sinγ = 31.31×sin5° = 2,79мм
Расстояние А1 по расчетной схеме:
А1=r1cosγ = 31.31×cos20° = 29,421мм
Передний угол в точкиi: sinγi = 
sinγ1 =  = 0,0892
| γ1 =4.25 | cosγ1 =0.9511 | |
| sinγ2 = 0,0839 | γ2=4.98 | cosγ2=0.9562 | |
| sinγ3 = 0,0789 | γ3= 3.17 | cosγ3=0.9626 | |
| sinγ4= 0,0777 | γ4=3.14 | cosγ4=0.9690 | |
| sinγ5 = 0,0751 | γ5= 4.05 | cosγ5=0.9729 | |
| Sinγ6= 0,0732 | γ 6= 4.20 | Cosγ6=0.9802 | |
| Sinγ7=0,0716 | γ 7=2.73 | Cosγ7=0.9790 | |
| Sinγ8 =0.0729 | γ 8=3.053 | Cosγ8=0.9750 | |
| Sinγ9=0.0745 | γ 9=3.62 | Cosγ9=0.96766 | |
| Sinγ10=0,0761 | γ 10=3.82 | cosγ10=0.93748 | |
| sinγ11 =0,0776 | γ 11=4,2 | cosγ11=0.98279 | |
| sinγ12,13=0.081 | γ12,13=1.45 | cosγ12,13=0.93748 | |
| sinγ14,15=0.0698 | γ14,15=4.98 | cosγ14,15=0.96766 | |
Расстояние Аi по расчетной схеме Аi=ri*cosγi
A2= r2 cosγ2= 31.965766
A3= 33.6236
A4= 34.76772
A5= 
33.185619
A6= 37.355422
A7=38.11247
A8=37.947
A9=36.2195138
А10=34.4627023
А11=35.3116447
А12,13=32.2774364
А14,15=38,6386638
|
Расстояние Сi по расчетной схеме, мм: Сi = Аi – А1
С2 = 2.2745766
С3 = 4.2026
С4 = 5.34672
С5 = 3.764619
С6=7.934422
С7 =8.691
С8=8.526
С9 =6.7985138
С10=5.041702
С11=4.890644
С12,13=2.8564
С14,15=9.217
Расстояние В1по расчетной схеме, мм: В1=R1cosε=39.5×cos30° = 34.208мм
Вi = В1 – Сi
В2 = В1 – С2 = 39.964мм
В3 = В1 – С3 = 30.006
В4 = В1 – С4 = 28.974
В5= 30.544
В6 = 25.966
В7 =25.517
В8= 234.682
В9= 27.508
В10=29.167
В11=29.318
В12,13=31.358
В14,15=24.991
Расстояние угол в точки i: tgεi = 
| tgε2 = 0,084826 | ε2 = 33.02° | sinε2 = 0,545 |
tgε3 =  097
| ε3 = 34.22° | sinε3 = 0,562 |
tgε4 = 
| ε4 = 35.75° | sinε4 = 0,584 |
| Tgε5 = 0.11098 | ε5 = 36.87° | sinε5 = 0,6 |
| Tgε6 = 0.1328 | ε6 = 41.02° | sinε6 = si0,656 |
| Tgε7 = 0.1328 | ε7= 40.03° | sinε7 = 0,643 |
| Tgε8= 0.14314 | ε8 = 37.95° | sinε8 = 0,615 |
| tgε9 = 0.1232 | ε9 = 35.37° | sinε9 = 0,579 |
| Tgε10 =0.11622 | ε10= 34.22° | sinε10 = 0,584 |
| tgε11 =0.11562 | ε11= 34.22° | sinε11 = 0,584 |
| tgε12,13 =0.108 | ε12,13= 34.22° | sinε12,13 = 0,584 |
| Tgε14,15 =0.13564 | ε14,15= 34.22° | Sinε14,15 = 0,584 |
Порядок простановки осевых размеров профиля на шаблоне и контршаблоне следует стремиться сохранить тем же, что и на фасонном резце. Допуски на высотные и осевые размеры профиля шаблона должны быть на 1,5…2 раза меньше, чем на размеры резца, а допуски на размеры профиля контршаблона – в 1,5…2 раза меньше, чем на размеры шаблона.
 |
Проектирование протяжки
Исходные данные для проектирования
Диаметр отверстия D о = 38.65мм.
Диаметр готового отверстия D=40 Н9+0,030 мм.
Длина отверстия l = 80 мм.
Шероховатость поверхности Rа = 2.5 мкм.
Материал детали: СЧ20.
Механические свойства:
прочность σ в ≈ 200 МПа;
твердость HB=220
Модель станка 7А534.
Тяговая сила Рс = 250000 Н.
Наибольшая длина хода l р. к. = 1600 мм.
протяжка протягивание калибрующий зуб
Проектируемая протяжка предназначена для обработки круглого отверстия с точностью изготовления по 9 квалитету и шероховатостью поверхности Ra = 2.5 мкм. Требуемое отверстие в СЧ20, может быть получено протяжками, работающими по групповой или по профильной схеме резания.
Материал рабочей части принимаем Р6М5 ГОСТ 19265-73.
Вопрос о конкретной схеме резания будем решать, исходя из наименьшей длины рабочей части протяжки.
Для обеспечения высокой прочности протяжки принимаем целиковую конструкцию инструмента. Материал хвостовой части протяжки − легированная инструментальная сталь 40XσВ≈ 250 Мпа
Pхв=[Ϭ]p*Fox
Fox= 0.25*π*Dox2 =0.25*3.14*422=1385.5 мм2
Pхв=200*1385,5=277100 Н
Геометрические параметры зубьев протяжки
передний угол зубьев γ = 10;
задний угол черновых и переходных зубьев α0 = 3°;
задний угол чистовых зубьев αч = 3°;
задний угол зубьев калибровки αк = 1°.
Расчет основных конструктивных элементов
Устанавливаем скорость, которую может обеспечить станок:
υ = 6м/мин
Подъем черновых зубьев Sz = 0,05 мм.
выбираем форму зуба с радиусной спиной. Предварительный шаг режущих зубьев для протяжки переменного резания.
t=(1,25 …. 1,5)Lзаг0,5=(1,25 …. 1,5)*800.5=10мм
Коэффициент заполнения стружечной канавки
К=2,5
Глубина стружечной канавки, необходима для заполнения стружечной канавки
h=[4k* Sz* Lзаг/π]0.5=[4*2.5*0.05*40]0.5=2мм
Принимаем глубину стружечной канавки h = 4мм; и шаг режущих зубьев принимаем t=12.
Остальные элементы принимаем из таблицы 3=4 мм
r=3мм R=7 мм
Число одновременно работающих зубьев.
Zраб=(lзаг/t)+1=80/10=9
Принимаем ближайшее меньшее число Zраб=9
Условие 3≤ Zраб≤8 не выполняется. Но при обработке чугуна СОЖ не используется, поэтому максимальноеZраб может быть увеличено.
В качестве Рдоппринимаем наименьшую из 3 – х возможных ограничений: допустимого усилия в хвостовике; допустимого усилия по первому зубу; допустимого усилия по техническим характеристикам станка
: Рох; P01; Q.
P01=[Ϭ]p*F01
F01=π(D1-2h)2/4
D1 – диаметр первого зуба.
D1=d0 min+2Sz=38.65+0.1=38.75
P01=350*3.14(38.75-2*5)2/4=214637H
Q=(0.8….0.9)250000=200000
Поскольку Q˂ Рох˂ принимаем Рдоп=200000H
Число зубьев в группе Zc.
Zc≥q0*π*D*Zраб*Kp/Pдоп
q0=214H/мм
Kp= KpмKpкKpр=0.5*1,0*1,3=0.65
q0 =132Н\м
Максимальная сила резанья, возникающая при протягивании
Pz= q0 ∑ lpKp= q0*π*D*Zраб* Kp/ Zc=132*3,14*40*9*0.65=969888,3 H
Pz˂ Pдоп; 969888,3˂200000 H
Полный припуск на протягивание:
А=dmax-dmin=40.08-38.89=1.19 мм
Припуск на переходную часть Апер=0.2 мм
Припуск на режущие зубья А0=А-(Ачист+ Апер)= 0.99мм
Число групп черновых зубьев
n0= А0/2Sz=0,99/(2*0.1)=4.95
Число режущих зубьев
Zp=(А0/2Sz)+1=10.9
Принимаем Zp=11
Остаточная часть припуска
Аост=А0-(Zp-1)*2Sz=0.91мм
Скорректировать припуск на переходные зубья
Ап=2Sz+Аост=1.01мм
Учитывая значительную величину припуска на переходные зубья, выбираем число переходных зубьев -5 отсюда распределение Ап:
На первый переходной зуб-0.14мм;
На второй -0.1мм;
На третий -0.05мм;
На четвертый – 0.02мм
На пятый -0.01мм.
Допуск на разбивку отверстия Тр=0.005 мм
Таким образом, припуск на переходные зубья Ап=0.32мм
Число зубьев протяжкиZк=7
Общее число зубьев протяжки 18
Z=Zp+Zп+Zк=11+5+7=23
Шаг калибрующих зубьев
Для круглых протяжек tк=(0.7…0.8)t=9.8…11.2мм
Принимаем tк=10
Допуск на шаги режущих и калибрующих зубьев.
Квалитет 14
Длина рабочей части протяжки
Lраб=t(Zp+Zп)+tк*Zк=14(11+5)+10*7=156мм
Диаметр зубьев
Диаметр первого зуба D1=D0min=38.65мм
D2=D1+2Sz=38.65+0.1=38.75мм
Диаметр калибрующих зубьев
Dк=dmax-0.005=40.8-0.005=40.795мм
Размеры передней направляющей
0.75*80=60мм
Длина переходного конуса Lпк=20
Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба
L0=Lст+Lзаг+25мм=280+80+25=385мм
Размеры задней направляющей части: 35мм
Общая длинна прояжки
L=l0+lраб+lзн=576мм.
Принимаем L=580мм.
о на Allbest.ru