Курсовая работа: Проектирование режущего инструмента для прорезки канавок

Курсовая работа
По дисциплине: «Процессы и операции формообразования»

Тема: «Проектирование режущего инструмента для прорезки канавок»

1. ПЕРСПЕКТИВЫ ПОВЫШЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КАНАВОЧНЫХ РЕЗЦОВ

Постоянной тенденцией современного машиностроения является непрерывное повышение его производительности и качества выпускаемой продукции, что определяет необходимость поиска путей совершенствования технологических процессов ее изготовления, и, в частности, токарных операций, в т. ч. процессов отрезания и формирования на обрабатываемых деталях различного рода канавок.
Особенности процесса отрезания и прорезания канавок. Процессы отрезания и прорезания канавок характеризуются, как правило, относительно низкими стойкостью инструмента и надежностью процесса формообразования, и соответственно часто неудовлетворительным качеством обработанной поверхности [1-3].
Условия работы режущего инструмента при обработке отрезными и прорезными резцами затруднены специфическими особенностями, характерными для процесса отрезания и прорезания, к которым в основном относятся следующие:
1) размеры режущей части, в частности (рис. 1), длина главной режущей кромки l_a и головки резца a_rдолжны соответствовать размерам (ширине и глубине) формируемой канавки или диаметру обрабатываемой детали (при отрезании);
Рис. 1. Конструкция резца для отрезки и прорезания канавки на наружной цилиндрической поверхности.
2) постоянное изменение скорости резания вдоль траектории движения подачи:
- при отрезании (вплоть до нулевого значения);
- при формировании канавки на цилиндрической поверхности;
- вдоль режущей кромки при формировании канавки на торцевой или конической поверхностях, т. е. процесс резания нестационарный;
3) имеют место «стесненные» условия работы режущей части в связи с одновременной работой главной и двух противоположно расположенных вспомогательных режущих кромок, что сопровождается образованием встречных потоков стружки и соответственно увеличением энергии, затрачиваемой на процесс формирования новых поверхностей, наличием образующихся новых поверхностей с обоих боков рабочей (режущей) части инструмента;
4) интенсивное теплообразование, обусловленное малыми значениями вспомогательных задних углов и углов в плане, а, следовательно, большой работой трения в зонах контакта вспомогательных задних поверхностей с вновь образующимися на заготовке поверхностями. Кроме этого, существенным источником дополнительного выделения тепла является трение между стружкой и стенками прорезаемой (формируемой) канавки;
5) плохие условия теплоотвода в связи с малой массой рабочей (режущей) части инструмента и ограниченным теплообменом с окружающей средой, особенно при больших глубинах формируемых канавок или диаметрах заготовки при отрезании, даже при обильном охлаждении с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей;
6) неудовлетворительный отвод стружки в связи со «стесненными» условиями ее формирования и трением между стенками формируемой канавки и стружкой, затрудняющим ее удаление из зоны резания и из прорезаемого паза;
7) неудовлетворительное динамическое состояние обрабатывающей системы, обусловленное недостаточной, как правило, жесткостью рабочей (режущей) части инструмента, особенно при относительно большой ее длине a_r.
Пути решения проблем отрезания и прорезания канавок. Повышение производительности и эффективности процессов точения канавок и отрезания возможно за счет:
- совершенствования пластин путем оптимизации их геометрии;
- применения новых инструментальных материалов и покрытий;
- совершенствования конструкции державок, направленных на повышение их жесткости, точности и демпфирующей способности;
- разработка модели стружкообразования при работе канавочными и отрезными резцами.
Таким образом, решение проблемы повышения экономической эффективности процессов отрезания и формирования канавок