Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Проектирование металлорежущего инструмента - файл ПЗ к Курсовой работе по РИ.doc


Проектирование металлорежущего инструмента
скачать (6998.7 kb.)

Доступные файлы (4):

1 Круглый фасонный резец.cdw
2 протяжка шпоночная.cdw
3 долбяк.cdw
ПЗ к Курсовой работе по РИ.doc7070kb.02.03.2010 21:06скачать

содержание
Загрузка...

ПЗ к Курсовой работе по РИ.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...




Введение.

В современном машиностроении находят широкое применение новые методы обработки, новые конструкции и виды режущего инструмента и металлорежущих станков. Непрерывно повышается доля процессов чистовой обработки, определяющих точность изготовления, шероховатость поверхности и физико-механические свойства поверхностного слоя деталей, которые имеют чрезвычайно большое значение для достижения высоких эксплуатационных качеств изделия.

Инструменты в широком смысле представляют собой орудия, употребляемые при ручной и механической обработке разного рода материалов в машиностроении, горном деле, в деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, в медицине, в домашнем обиходе и т. п. Режущем инструментом в узком смысле называется та часть металлорежущих станков, которая непосредственно изменяет форму обрабатываемой детали.

^ В народном хозяйстве инструменты играют огромную роль, и ни одна отрасль не может обойтись без использования инструментов в широкой их номенклатуре.

В данной курсовой работе проектируется три режущих инструмента: круглая протяжка, фасонный резец и долбяк. Резцы - наиболее распространенный вид режущего инструмента. Фасонные резцы применяют для обработки деталей с фасонным профилем. Протяжки предназначены для обработки изделий по 2 - 3-му классам точности и 6 8 классам чистоты поверхности. Круглые протяжки применяются для протягивания цилиндрических отверстий. Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и специфичного в проектировании, изготовлении и эксплуатации. Зуборезный долбяк предназначен для нарезания зубьев цилиндрических колес методом огибания. Метод обкатки является прогрессивным методом обработки зубчатых изделий как в отношении производительности, так и точности.
1. Расчет круглого фасонного резца.

При работе на токарных станках применяют различные режущие инструменты: резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики, плашки, фасонный инструмент и др.
^ Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей и т. д.

Резцы классифицируются: по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы на токарном стане работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка); по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые, по роду материала - из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.; по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а стержень - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически); по сечению стержня - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др.

При обтачивании фасонных деталей обычные токарные резцы не обеспечивают точности получения профиля и малопроизводительны. Их применение целесообразно главным образом для обтачивания фасонных деталей в единичном или мелкосерийном производстве. В крупносерийном и массовом производстве в качестве основного вида режущего инструмента для обработки фасонных деталей находят применение специальные фасонные резцы. Они обеспечивают идентичность формы, точность размеров и высокую производительность, а также допускают большое количество переточек.

^ Фасонные резцы можно разделить на призматические и круглые.

Круглые резцы применяются для наружного и внутреннего обтачивания.

Призматические  только для наружного. В процессе работы призматические фасонные резцы могут иметь расположение базы крепления либо параллельно оси детали, либо наклонно. Ось круглых фасонных резцов располагается либо параллельно оси обрабатываемой детали, либо наклонно.

Исходные данные:



Рисунок 1.1.Эскиз детали, обрабатываемой фасонным резцом.
D1=38, D2=21, D3=18, D4=15, D5=30, l1=5, l2=10, l3=15, l4=20, l5=25.
Материал сплав АЛ-8, = 30 кгс/мм2, = 12%.

Отклонение диаметральных и длинновых размеров по h9.

1.1 Аналитический метод расчета профиля резца.

  1. Определение габаритных размеров.

Наименьший допустимый диаметр фасонного резца

(1.1)

где d=56 диаметр оправки для крепления резца;

- наибольшая глубина профиля детали;

(1.2)

где - наибольший и наименьший диаметры профиля обрабатываемой детали.





принимаем D=105мм.

2. Значения заднего и переднего угла = 15; = 25.

Рисунок 1.2. Схема расчета круглого фасонного резца для наружной обточки.
3.Определение размеров А 123 , А45 .
3.1. (1.3)

3.2. (1.4)

3.4. (1.5)

3.5. (1.6)

3.6. (1.7)

3.7. (1.8)

3.8. (1.9)

3.9. (1.10)

3.10. (1.11)

3.11. (1.12)

A1=8,412мм; А2=10,01мм; А3=А4=18,735мм; А5=А6=14,66мм; А7=А8=6,795мм;

С3=С4;С5=С6;С7=С8;

3.12. (1.13)

3.13. (1.14) 3.14. (1.15)

3.15. (1.16)

4.Определение размеров В1, В2, В3,4, В5,6, В7,8, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8

4.1. (1.17)

4.2. (1.18)

4.3. (1.19)

4.4. (1.20)

4.5. (1.21)

4.6. (1.22)
4.7. (1.23)

4.8. (1.24)

4.9. (1.25)

4.10. (1.26)

4.11. (1.27)

4.12. (1.28)

4.13. (1.29)

4.15. (1.30)

4.16. (1.31)
1.2.Сравнение результатов графического и аналитического методов:




R7=R8,мм

R1,мм

R2,мм

R5=R6,мм

R3=R4,мм

Графический метод

54,10

52,90


51,70

48,40

45,60

Аналитический метод

54,20


52,96


51,77

48,43

45,70

Погрешность,%

0,185

0,113

0,135

0,062

0,218



В данной части курсовой работы был спроектирован фасонный резец из материала Р6М5 ГОСТ19265-83, определен и рассчитан профиль фасонного резца по заданной форме и размерам детали. Определение профиля фасонного резца производились двумя способами: графическим и аналитическим. Но точность графического построения недостаточна, именно поэтому также применяется аналитический метод, который дает более точные результаты.
2. Расчет плоской шпоночной протяжки.

Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом, применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. Они обеспечивают получение точности до 7…9 квалитета точности и до 9 класса шероховатости обработанной поверхности.

Высокая производительность протягивания объясняется тем, что в работе одновременно участвуют несколько режущих зубьев, обеспечивающих большую суммарную длину режущих кромок.

По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки разделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки обрабатывают отверстия, наружные предназначены для обработки плоскостей и фасонных поверхностей. По конструкции протяжки делятся на цельные, составные и сборные.
Исходные данные:

1. Длина обрабатываемого отверстия L = 65мм.

2. D = 40Н9 мм, D1 = 60 мм, b = 12D10 мм, t1 = 3,6 мм, r =0,3 мм.

3.Материал обрабатываемой детали Сталь 12ХН3А ГОСТ19265-83;

= 64 кгс/мм2, = 22%.

4. Станок, на котором будет работать протяжка, 7А520 клиновой.



Рисунок 2.1. Эскиз детали обрабатываемой протяжкой.

Расчет протяжки.

1. Назначаем материал протяжки сталь ХВГ ГОСТ 19265-83.

2.Параметры плоского хвостовика для протяжки b =12 мм, l1=80мм, Н1=28мм; а1=18, а=20; f=6; r1=8мм; площадь опасного сечения Fx=224 мм 2.



Рисунок 1.2.2. Хвостовик протяжки

3.Суммарный подъем протяжки ΣΔh=t1махD+f0=(D+h)-D+f0=3,6+0,92=4,52мм, (2.1) где f0=0,92мм величина стрелки;.

4.Ширина зубчатой части

bn=bmax-δв=12,3-0,1=12,2 мм., (2.2)

где δв принимаем от 0 до 0,1 мм.
5. Подачу на зуб для режущих зубьев

S=0,08-0,15. Принимаем S=0,10.

6. Шаг зубьев

t=m=1.5=12,093. округляем до ближайшего целого числа t=12. (2.3)

7. Наибольшее количество одновременно работающих зубьев

(2.4)

8.Профиль стружечной канавки



Рисунок 1.2.3 Стружечная канавка

Общие размеры

q=4 мм, R=8 мм.

Основная канавка

h0 =5,0 мм, r =2,5мм, Fa=19,6мм2.

Мелкая канавка

h0 =3,5 мм, r =1,8мм, Fa=9,63мм2.

9.Передний и задний углы принимаем

α = 3…7 0; принимаем α =7 0

γ = 10 0.

10. Коэффициент заполнения впадины

, (2.5)

K=3 >Kmin, условие выполняется, т.к Kmin =2,5.

11.Высота режущего выступа

h'0=1,25 h0,

h'0=1,25*5,0=6,25 мм,

где h0 глубина стружечной канавки( см.пункт 8).

12. Сила протягивания

, (2.6)

где

13.Высота сечения по первому зубу протяжки

(2.7)

По справочным данным выбираем Н1=12 мм (соответствует высоте хвостовика).
14.Высота по последнему режущему зубу

. (2.8)

15.Количество режущих зубьев

(2.9)

16.Длина режущей части (2.10)

17.Количество и размеры стружкоделительных канавок на режущих

зубьях выбирается из справочных данных:

количество канавок n к=2;
размеры канавок принимаем S к=0.8 1.0 =0,9;

h к=0.5 0.7= 0,6;

r к=0.2 0.3=0,2.

18.Угол бокового поднутрения





Рисунок 1.2.4. Угол бокового поднутрения

Поднутрение начинается не от самой вершины, а на расстоянии f=0,7…1 мм. Поднутрение делается на зубьях, высота которых равна или больше 1,2…1,3 мм.

19.Переходные режущие кромки выполняются

по дуге радиуса Rn=0.3;

длина переходной кромки 0,25.

20.Напряжение растяжения в материале хвостовика протяжки

, (2.11)

[G]=250…300 Мпа. .

21.Высота калибрующих зубьев

=.

22.Количество калибрующих зубьев принимается:

Примем zk = 8.

23.Шаг калибрующих зубьев


24.Длина калибрующей части

(2.12)



25.Прямая ленточка на вершинах калибрующих зубьев



26.Общая длина гладких частей

(2.13)

принимаем по справочным данным, =280+ h'=280+6,25=286,25 мм. (2.14)

27. Общая длина протяжки

= (2.15)


28.Глубина паза в направляющей оправке

. (2.16)

29.Толщина тела в направляющей оправки проверяется

(2.17)

Условие выполняется.

В данном разделе курсовой работы рассчитана шпоночная протяжка генераторной схемы резания, образующая шпонку на детали : шириной b=12 мм и высотой t=3,6 мм. Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом, применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производств.

3. Конструкция и технология изготовления долбяков для нарезания зубчатых колес
Термообработка дисковых долбяков.
Отжиг заготовки.

Предпочтительно производить изотермический отжиг-нагрев до 850-870 С, выдержка 3-4 часа, охлаждение до 720-730 С со скоростью 40-50 град/час, изотермическая выдержка при этой температуре 2-4 часа, охлаждение вместе с печью до температуры 400-500 С и далее охлаждение на воздухе. Отжиг можно производить в камерных, шахтных и конвейерных печах. Печи должны иметь автоматический контроль температуры. Можно использовать печи с программным управлением по заданному режиму отжига и с нейтральной атмосферой для защиты от окисления и обезуглероживания.

Закалка.

Для закалки применяют полуавтоматический агрегат, представляющий собой поточную линию с пластинчатыми роликовыми конвейерами, состоящую из ряда ванн, камер и нагревательных печей, расположенных в порядке технологического процесса:

  1. загрузочный стол;

  2. ванны обезжиривания состава 250 г NaOH и 15 г Na3PO4 на 1 литр воды с температурой до 1000 С;

  3. промывочная ванна с проточной водой;

  4. шахтная газовая печь для подогрева до 300-4000 С;

  5. электродно-соляная ванна для нагрева под закалку с 44% NaCl и 56% KCl, обеспечивающая рабочую температуру 850-8700;

  6. щелочная закалочная ванна с охлаждением 180-2000 С;

  7. промывочная ванна с горячей водой;

  8. ванна пассивирования состава 15% NaNO3 и 30% Na2CO3;

  9. стол выгрузки.

3.1.Маршрутная технология изготовления дисковых долбяков


№ операции

Наименование операции

Операционный эскиз

Оборудование. Приспособление. Инструмент.

1

Отрезка заготовки



^ Отрезной станок. Тиски. Дисковая пила.

2

Штамповка заготовки

-

Пресс. Штампы.

3

Отжиг заготовки

-

Печь для отжига

4

Обтачивание по наружному диаметру до кулачков, пред-варительная обработка отверстия и торца



^ Револьверный станок. Самоцентрирующий патрон. Сверло, зенковка, развертка, резцы, шаблон.

5

Обтачивание оставшейся части по наружному диаметру, протачивание выемки и обтачивание торца под углом



^ Револьверный станок. Самоцентрирующий патрон. Зенковка, резцы, зенкер с направлением, спец. Шаблон.

6

Обтачивание наружного диаметра на конус




^ Шаблон. Токарный станок. Оправка. Фасонный резец. Шаблон.

7

Фрезерование зубьев



^ Зубофрезерный станок. Оправка. Червячная модульная фреза. Зубомер.

8

Маркировка

-

Маркировочный станок.

9

Термообработка

-

Печь закалочная с ванной. При температуре 1250±50. Охлаждение в масле.

10

Шлифование ленточки на переднем торце и шлифование опорной плоскости



^ Плоскошлифовальный станок. Магнитная плита. Шлифовальный круг.

11

Размагничивание

-

Прибор для размагничивания

12

Доводка опорной плоскости



^ Доводочный станок. Приспособление. Притирочная плита. Лекальная линейка.

13

Шлифование отверстия и внутренней опорной поверхности



^ Внутришлифовальный станок. Спец. приспособление. Шлифовальный круг. Калибр.

14

Доводка отверстия



^ Доводочный станок. Оправка. Притир. Калибр. Оптиметр.

15

Предварительная заточка по передней поверхности



^ Плоскошлифовальный станок с горизонтальным шпинделем и круглым столом. Оправка. Шлифовальный круг. Шаблон.

16

Предварительное шлифование профиля с одной и другой стороны



^ Зубошлифовальный станок. Переходные и простановочные кольца. Шлифовальный круг. Эвольвентомер. Шагомер.

17

Окончательное шлифование профиля с одной и другой стороны



^ Зубошлифовальный станок. Переходные и простановочные кольца. Шлифовальный круг. Эвольвентомер. Шагомер.

18

Шлифование по диаметру окружности выступов



^ Круглошлифовальный станок. Оправка. Шлифовальный круг. Микрометр. Штанген-зубомер.

19

Заточка по передней поверхности



^ Плоскошлифовальный станок с горизонтальным шпинделем и круглым столом. Оправка. Шлифовальный круг. Шаблон.

20

Шлифование скоса

-

Круглошлифовальный станок. Оправка. Шлифовальный круг.

21

Притупление вершин

-

Вручную.

22

Полирование профиля.



^ Спец.станок. Кожаный круг. Паста ГОИ.

23

Размагничивание

-

Прибор для размагничивания

24

Цианирование

-

Ванна для цианирования

25

Контрольная

-

Контрольный стол


3.2Проектирование дискового долбяка.
Долбяки предназначены для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления.

Дисковый долбяк для прямозубых колес представляет собой корригированное зубчатое колесо, у которого есть передние и задние углы. Для создания заднего угла на вершинах и боковых сторонах зубьев коррекция долбяка в сечениях, перпендикулярных его оси, сделана переменной.

Для увеличения точности нарезаемых колес и долговечности долбяка при переточках его исходное или расчетное сечение располагается на некотором расстоянии от переднего торца.. в расчетном сечении смещение исходного контура равно нулю, т.е. толщина зуба будет равна соответствующему размеру исходного контура инструментальной рейки.

Государственный стандарт (ГОСТ 9323-79) включает пять типов долбяков для прямозубых и косозубых цилиндрических колес.
3.2.1.Исходные данные:

Модуль 1,75 мм;

угол профиля исходного контура - 20 0;

число зубьев - 25;

число зубьев колеса 30;

коэффициент смещения для шестерни х1 = +0,15 мм;

коэффициент смещения для колеса х2 = -0,10 мм;

степень точности 7-8-8-Вa.

3.2.2. Расчет параметров нарезаемого колеса

1) Номинальная делительная толщина зуба:

(3.1)



2) Делительная диаметр:

(3.2)



3)Основной диаметр:

(3.3)




4) Наименьшее отклонение толщины зуба АS и допуск на толщину зуба Тс

выбирают по ГОСТ или по табл.5.21:

АS=100 мкм=0,10мм,

Тс=0,045мм.

5)Наибольшая и наименьшая делительная толщина зубьев:

(3.4)

6)Допуск на диаметр впадин колеса:

Тdf=JT12=0,25;

(3.5)




7)Наибольший и наименьший диаметр впадин:

(3.6)



по таблицам инволют.

=20,28 0;



; (3.7)



8)Угол профиля окружности вершин нарезаемого колеса:

(3.8)

Тип долбяка - дисковый.

По ГОСТ 9323-79 выбираем размер
3.2.3 Параметры долбяка.
1) Число зубьев долбяка ориентировочно определяем принимаем по формуле

; (3.9)



принимаем =43.

2)Передний угол по ГОСТ 9323-79.

3) Задний угол на вершине зуба принимаем .

4)Диаметр основного цилиндра долбяка

(3.10)



Делительный диаметр (3.11)



(3.12)



(3.13)

5) Толщина зуба на окружности вершин у нового долбяка минимально возможная
(3.14)


6)Геометрические параметры нового долбяка.
Геометрические параметры долбяка определяются коэффициентом

смещения и делительной толщиной зуба. Нужно подобрать так чтобы выполнялось неравенство (3.15)

(3.16)

Принимаем =2,938 мм.
Угол станочного зацепления долбяка с нарезаемым колесом

; (3.17)

,

по таблицам инволют

Станочное межосевое расстояние

, (3.18)

.

Диаметр окружности вершин долбяка, обеспечивающий получение заданного диаметра впадин у колеса

(3.19)

угол профиля на окружности вершин

(3.20)

.

толщина зуба долбяка на окружности вершин

(3.21)


Проверяем выполняется ли неравенство (3.15)
0,001.

Неравенство выполняется.
Диаметр впадин долбяка изменяется при переточках по тому же закону, что и диаметр вершин. Для нового долбяка пригодно любое значение впадин, удовлетворяющее условию

(3.21)

где =(0,2…0,3)m=(0,2…0,3)1,75= 0,5 величина радиального зазора между впадиной долбяка и вершиной зуба нарезаемого колеса.



7) Угол установки салазок станка

(3.22)



Положение граничной точки L0 на профиле зуба долбяка, можно определить по

приближенной формуле:

(3.23)



8)Параметры необходимые для контроля долбяка при шлифовании его зуба.

Для контроля толщины зуба долбяка длину толщину общей нормали

(3.24)

число зубьев в длине общей нормали любое число удовлетворяющее неравенству

(3.25)



из этого неравенства, принимаем =1.
Подставляя=1 в выражение (3.27) и получаем

мм.
3.2.4 Проверка пригодности долбяка для нарезания заданного колеса.


  1. Проверка отсутствия срезания вершин зубьев, нарезаемого колеса.


Параметры долбяка, колеса и станочного зацепления должны удовлетворять неравенству

(3.26)



условие выполняется так как =0,2733.

2) Проверка положения граничной точки L профиля зуба нарезаемого колеса.

(3.27)



условие выполняется.

3) Радиус кривизны переходной кривой колеса в точке ее сопряжения с

окружностью впадин.

(3.28)



(3.29)



(3.35)



Конструктивные параметры стандартных долбяков регламентированы ГОСТ 9323-79.
В донном разделе курсовой работы спроектирован дисковый долбяк для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев 25, которая должна зацепляться с колесом, имеющим число зубьев 30.Нормальный исходный контур по ГОСТ 13755-68.

4. Расчет режимов резания табличным методом для операции разрезания.
На отрезном станке 8Г642 разрезается заготовка..Диаметр дисковой пилы 510 мм. Частота вращения шпинделя 10 об/мин. Мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 квт. Материал заготовки Сталь Р18.

Назначаем режим резания:

а) Для дисковой пилы:

s =0,05 -0,11 мм. Принимаем s = 0,08 мм.

Скорость вращения дисковой пилы::

=26-30 м/с. Принимаем = 30 м/с.

б) Скорость движения заготовки:

з = 2 - 3 м/мин. Примем з = 3 м/мин.

в) Скорость движения продольного хода стола:

ст =2-35 м/мин.
5. Заключение.

В данной курсовой работе было спроектировано три режущих инструмента.

Был определен и рассчитан профиль фасонного резца из материала Р6М5 ГОСТ19265-83 по заданной форме и размерам детали. Определение профиля фасонного резца производилось двумя способами: графическим и аналитическим. Из сравнения результатов видно, что аналитический метод более точный.

^ Во втором разделе спроектирована плоская шпоночная протяжка по ГОСТ 18127-80 переменной схемы резания для обработки шпоночного паза с полями допусков Н9, D10.

Протяжка цельной конструкции, то есть хвостовик выполняется заодно.

В третьем разделе курсовой работы спроектирован дисковый долбяк из материала Р6М5 ГОСТ19265-83 для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев 25, которая должна зацепляться с колесом, имеющим число зубьев 30. Нормальный исходный контур по

ГОСТ 13755-68.

Приведена термообработка дисковых долбяков , маршрутная технология изготовления долбяка и расчет режимов резания для операции №1 ( разрезание ) маршрутной технологии. Маршрутная технология состоит из 25 операций.



^

Список литературы


1. Кишуров В.М., Черников П.П. Курсовое проектирование режущего инструмента в машиностроении: учеб. пособие / В.М. Кишуров, П.П. Черников. М.: Изд-во МАИ, 2006. 159 с.: ил.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах т.2/Под ред. А.Г.Касиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985. 496с, ил..

3. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1982. 256с.

4. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб. и доп., М.: Машиностроение, 1976. 288с.

5. Мягков В.Д., Палей М.А. Справочник «Допуски и посадки» в 2-х ч. 6-е езд., перераб и

доп. Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1982. Ч. 1. 543 с., ил.

6. Гурьев Б.И., Комиссаров В.И., Шаров Г.А. Протяжки. Методические указания по курсовой работе по проектированию режущего инструмента. Уфа: изд. УАИ, 1980. 54с.

7. Гурьев Б.И., Комиссаров В.И., Шаров Г.А. Фасонные резцы. Методические указания по курсовой работе по проектированию режущего инструмента. Уфа: изд. УАИ, 1980. 43с.

8. Гурьев Б.И., Комиссаров В.И., Шаров Г.А. Методические указания по расчету долбяков для нарезания цилиндрических зубчатых колес внешнего зацепления . Уфа: изд. УГАТУ, 1984. 16 с.

9. ГОСТ 16491-80 Протяжки шпоночные. Технические условия

10. ГОСТ 9323-60 Долбяки зуборезные чистовые. Технические условия.


Скачать файл (6998.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации