123850 (Проектирование металлорежущего инструмента)

Введение

Фасонные резцы классифицируются:

1.По форме: стержневые, призматические, круглые. Стержневые резцы можно установить в резцедержатель универсального станка. Недостатком их является уменьшение высоты рабочей части после переточки, компенсируемое подналаживанием. Призматические фасонные резцы имеют большое число переточек. Их вершину в осевой плоскости заготовки устанавливают регулировочным винтом. Задний угол у этих резцов получают при заготовке их в специальных резцедержателях под углом а=10…12 град. Крепление и базирование резца в резцедержателе осуществляется с помощью хвостовика типа ласточкин хвост. Недостаток призматического резца – невозможность обработки внутренних фасонных поверхностей. Круглые резцы применяют для обработки как наружных, так и внутренних поверхностей. Они более технологичны чем призматические, так как представляют собой тела вращения и допускают большое число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины. Задние углы у круглых резцов получают их установкой выше осевой плоскости заготовки в специальных резцедержателях. Базируют резец в резцедержателе по отверстию и торцу, а вершину в осевой плоскости изделия устанавливают путем поворота резца вокруг оси.

2.По установке относительно заготовки: радиальные и тангенциальные. Вершина радиального резца устанавливается в осевой плоскости заготовки, а подача осуществляется в направлении ее оси. Радиальный резец образует весь профиль заготовки одновременно. В результате на заготовку действуют значительные силы резания, которые могут привести к деформированию заготовки и появлению вибрации. Вершина тангенциального резца устанавливается по касательной к минимальному радиусу обрабатываемой детали. Передняя поверхность расположена под углом по отношению к оси заготовки, обеспечивая не одновременное, а постепенное профилирование изделия. Вследствие этого резко снижается сила резания и уменьшается вероятность появления вибрации. Тангенциальными резцами можно обрабатывать нежесткие заготовки большой длины.

Шлицевые червячные фрезы имеют фасонную производящую поверхность, на которой расположены зубья. Форма и размеры производящей поверхности зависит от формы и размеров обрабатываемой поверхности, кинематики процесса фрезерования и расположения оси фрезы относительно детали. Они широко используются в промышленности, как на универсальных, так и на специальных фрезерных станках. Такие фрезы обеспечивают высокую производительность, непрерывность процесса резания и перетачиваются по передней поверхности.

Основные особенности:

Наличие только одного главного движения, движения подачи, компенсирующего подъемом подачи на зуб.

Малая ширина и большая длина срезаемого слоя.

В процессе резания одновременно участвует несколько зубьев.

Совмещение черновой, чистовой и отделочной работ.

Точность обработки определяется точностью исполнения инструмента.

Припуск при протягивании ограничен длиной и ее размерами, а так же величиной хода протяжного станка. При недостаточной длине протяжки и длине хода, обработка осуществляется комплектом протяжек.

Протяжки имеют высокую стойкость между переточками

Рентабельность обеспечивается в массовом и крупносерийном производстве.

Недостатки:

При внутреннем протягивании обработка происходит внутри заготовки, стружка формируется в замкнутом пространстве канавки, что затрудняет ее образование и отвод и может привести к заклиниванию и ломке зуба.

Затруднен подвод СОЖ.

Невозможность наблюдения за процессом.

При генераторной схеме резания легче изготовлять и перетачивать зубья. Фасонные резцы применяют для обработки деталей с различной формой образующей. По сравнению с обычными резцами они обеспечивают идентичность формы, точность размеров детали, которая зависит в основном от точности изготовления резца, высокую производительность, благодаря одновременной обработке всех участков фасонного профиля детали и большую экономию времени (машинного). Резцы удобны в эксплуатации благодаря простоте переточки по передней поверхности. Фасонные резцы используют на токарных и револьверных станках, автоматах и полуавтоматах. Резцы проектируют для обработки конкретной детали и их применение экономически оправдано при крупносерийном и массовом производстве.

Червячная фреза

Червячные фрезы применяют для черновой и чистовой обработки цилиндрических зубчатых колёс наружного зацепления с прямым, винтовым и шевронным зубом, шлицевых валов, червячных колёс и колёс внутреннего зацепления.

Червячные фрезы относят к группе обкаточных многолезвийных инструментов с конструктивным движением обката, т.к. режущие кромки их зубьев расположены на винтовой поверхности. По сравнению с долбяком и гребёнкой червячная фреза имеет значительно большую производительность, т.к. процесс резания происходит непрерывно. Аналогично долбяку и гребёнке одна червячная фреза может обрабатывать колёса с любым числом зубьев данного модуля.

Основной недостаток червячной фрезы – достаточно высокая шероховатость обрабатываемых поверхностей, т.к. необходимый профиль образуют ограниченное число зубьев. У червячной фрезы, в отличии от долбяка невозможно регулировать число двойных ходов, а следовательно качество обработки.

1. Резец фасонный

2.1 Исходные данные

Рисунок 17, вариант 3

Тип резца – круглый.

Марка материала прутка – Сталь А40Г, σв = 675 МПа.

Р исунок 2.1 – Обрабатываема деталь

2.2 Расчёт резца

Высотные размеры профиля:

; (1)

;

Определим габаритные и конструктивные размеры резца по таблицам 1 и 3, 2.

D =70 мм; d =22 мм; d1 =34мм; d2 =35 мм; b =17 мм; l2 =4мм.

Углы передний = 20, задний =10

Рассчитаем высоту заточки резца Н и высоту установки резца h:

Определим высотные размеры профиля резца вдоль передней поверхности.

(2)

(3)

Определим высотные размеры профиля для узловых точек в сечении, перпендикулярном задней поверхности резца:

(4)

(5)

Таблица 1 - Высотные размеры профиля

Рисунок 2.2 – Схема взаимного расположения детали и круглого фасонного резца

Дополнительные режущие кромки, подготавливают отрезку детали от прутка. Высота кромок не больше высоты профиля резца, ширина равна ширине режущей кромки отрезного резца.

Для уменьшения трения резца о заготовку на участках профиля перпендикулярных оси детали затачиваем угол равный 3.

Размер LР определяем по длине детали и ширине дополнительных режущих кромок резца:

LР = lg + f + b + C1 +C2 = 45+ 3 + 4 + 2 + 1= 55 мм; (6)

Определим размеры внутреннего отверстия:

l1 = 0,25 LР = 0,25* 55= 13.75мм; (7)

l = LР - l1 = 55-13.75 = 41.25 мм; (8)

l3 = 0,25 l = 0,25 *41.25= 10.31 мм. (9)

Рисунок 2.3 – Резец фасонный круглый

Рисунок 1.4-Шаблон и контршаблон

2. Проектирование и расчёт фасонной протяжки

Исходные данные: рисунок 14, вариант 3.

Размеры обрабатываемого отверстия:

d =30 мм, D =39 мм, =0,04 мм, lд =45 мм,

Материал заготовки: сталь 20 , HB 156.

Рисунок 2.1 Профиль обрабатываемого отверстия

Расчет конструктивных элементов протяжки

Диаметр хвостовика

(13)

где - минимальный диаметр отверстия под протягивание, мм.

Принимаем стандартное значение по табл. 1 [2]

По ГОСТ 4044-70 принимаем основные размеры хвостовика и шейки

D1’ =22 мм, D2 =27,5 мм, l0 =160 мм, lX =140 мм, l1 =16 мм, l2 =25 мм, R1 =0,3мм, R2 =1,0 мм, C=1,0 мм, =30

Рисунок 2.2 Размеры хвостовика протяжки.

Переходный конус

Диаметр и длина передней направляющей части

. Предельное отклонение по e8. (14)

, так как (15)

где - длина протягиваемого отверстия, мм;

- диаметр отверстия, получаемого после протягивания, мм.

Форма и размеры зубьев режущей части

Главные режущие кромки зубьев имеют форму дуг концентрических окружностей, диаметр которых Di постоянно увеличивается от первого зуба к последнему. Вспомогательные режущие кромки двух зубьев имеют прямолинейную форму в зависимости от профиля обрабатываемой детали.

Величины углов в нормальном сечении по главной режущей кромке для стали 20 (НВ=156). =17 =3

Предельные отклонения углов по ГОСТ 16492-70 =+2 -1 =+30’

Для уменьшения трения на вспомогательных режущих кромках делают угол равный 1 o, располагающий позади ленточки шириной 0,8…1 мм.

Для обработки заготовки принимаем зубья с криволинейной спинкой.

Ориентировочные размеры режущих зубьев и расположенных между ними стружечных канавок могут быть определены следующим соотношением:

; (16)

; (17)

C=(0,3…0,35)t=0,35*10=3,5 мм

; (18)

; (19)

Диаметр первого зуба протяжки