Министерство образования Российской Федерации

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Кафедра ТМ

РАСЧЁТЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ

ИНСТРУМЕНТОВ

Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Металлорежущий инструмент»

Вариант 112

Выполнил

студент группы

Проверил

____________________ __________________

г. Екатеринбург

2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

В

5

1. Проектирование шестигранной протяжки 5

1.1. Исходные данные 5

1.2. Диаметр отверстия в заготовке 6

1.3. Величина подачи на зуб 6

1.4. Шаг режущих зубьев 6

1.5. Глубина стружечных канавок 7

1.6. Передние углы γ^° всех зубьев протяжки 8

1.7. Задние углы 8

1.8. Остальные размеры профиля зубьев и стружечных канавок. 8

1.9. Размеры хвостовика 9

1.10. Суммарная сила резания 10

1.11. Проверка протяжки на прочность 10

1.12. Диаметр последнего режущего зуба 11

1.13. Количество запасных зубьев 11

1.14. Таблица диаметров зубьев 11

1.15. Стружкоделительные канавки 12

1.16. Размеры передней направляющей 12

1.17. Размеры направляющего конуса 13

1.18. Размеры задней направляющей 13

2. Проектирование червячной шлицевой резьбы 14

2.1. Исходные данные 14

2.2. Расчётные размеры шлицевого вала 15

2.2.1. Расчётный наружный диаметр 15

2.2.2. Расчётный малый диаметр 15

2.2.3. Расчётная ширина шлица 15

2.2.4. Диаметр начальной окружности 15

2.2.5. Радиус начальной окружности 15

2.2.6. Синус угла профиля 15

2.2.7. Угол профиля шлица 16

2.3. Радиус и координаты центра заменяющей окружности 16

МИ.02.112.00 ПЗ

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Разраб.

Гуков Е.В.

Пояснительная записка

Лит

Лист

Листов

Пров.

2

27

РГППУ

Группа ЗТО-202С

Н.контр

Утв.

16

16

16

17

17

17

17

17

17

18

18

18

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

19

20

21

21

21

21

21

21

21

21

22

22

22

2.3.1. Высота профиля зуба 16

2.3.2. Ординаты точек А₁ и А₂ 16

2.3.3. Угол поворота заготовок вала φ₁ и φ₂ при

соответствующих ординатах y₁ и y₂

2.3.4. Абсциссы точек А₁ и А₂ 7

2.3.5. Абсцисса центра заменяющей окружности

2.3.6. Ордината центра заменяющей окружности

2.3.7. Радиус заменяющей окружности

2.4. Расчёт остальных размеров профиля фрезы

2.4.1. Шаг витков по нормали 17

2.4.2. Толщина зуба фрезы по начальной прямой

2.4.3. Высота кривого участка усиков

2.4.4. Общая высота усиков

2.4.5. Ширина канавки по дну впадины

2.4.6. Угол фаски у основания профиля зуба 19

2.4.7. Ширина вершины усика

2.4.8. Угол усика

2.4.9. Передний угол у чистовых фрез

2.4.10. Наружный диаметр фрезы

2.4.11. Диаметр буртиков

2.4.12. Ширина буртиков

2.4.13. Диаметр отверстия

2.4.14. Диаметр расточки

2.4.15. Длина фрезы

2.4.16. Длина расточки

2.4.17. Число винтовых стружечных канавок

2.4.18. Величина затылования шлифованной части зуба 20

2.4.19. Величина дополнительного затылования 21

2.4.20. Длина шлифованной части зуба

2.4.21. Угол профиля стружечной канавки

2.4.22. Радиус дна стружечной канавки

2.4.23. Глубина стружечной канавки

2.4.24. Средний расчетный диаметр

2.4.25. Угол подъема витков профиля

2.4.26. Шаг витков по оси фрезы 21

2.4.27. Шаг винтовых стружечных канавок 22

2.4.28. Угол наклона винтовых стружечных канавок

2.4.29. Размеры шпоночного паза

МИ.02.112.00 ПЗ

Лист

3

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

23

23

23

23

24

25

25

25

26

26

27

27

29

3. Проектирование фасонного резца 23

3.1. Исходные данные

3.2. Расчетная схема для определения размеров профиля. 23

3.2.1. Расчетные размеры детали 23

3.2.2. Дополнительные режущие кромки 24

3.2.3. Основные размеры резца 25

3.2.4. Передний угол

3.2.5. Задний угол

3.2.6. Угол скоса передней поверхности 26

3.2.7. Коррекционный расчет профиля резца 26

(профилирование)

3.2.8. Результаты графического профилирования 27

3.2.9. Отклонения размеров

Литература

МИ.02.112.00 ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Выбор задания на курсовой проект.

Выбор варианта задание на курсовое проектирование.

Первая цифра шифра – последняя цифра номера зачётной книжки в моём случае 011401. Последняя цифра 1.

Вторая цифра шифра – цифра, соответствующая первой букве фамилии - Гуков, что соответствует цифре 1.

Третья цифра шифра – цифра, соответствующая первой букве полного имени – Евгений, что соответствует цифре 2.

Выбираю задание на курсовой проект по варианту 112.

1. Проектирование шестигранной протяжки

Таблица 1.1

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

5

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.1. Диаметр отверстия в заготовке, подготовленной под протягивание.

d₀ = S – А₀, d₀ = 22 мм; А₀=0,4мм

А₀ – припуск на диаметр, срезаемый цилиндрической частью протяжки. Рекомендуется с целью уменьшения припуска при двухинструментальной обработки отверстия (сверло, зенкер).

d₀ = 22-0,4=21,6 мм.

1.2. Величина подачи на зуб a выбираем с учётом количества ступеней.

Ступеней – 3. а₁ = 0,05 мм/зуб

, где ξ_i – коэффициент увеличения подачи.

ξ₁ = 1, ξ₂ = 1,98, ξ₃ = 3,55

а₂ = 1,98*0,05 = 0,1 мм/зуб;

а₃ = 3,55*0,05 = 0,13 мм/зуб

Диаметры последних зубьев ступеней.

, где d_i – диаметр последней ступени,

η_i – коэффициент. η₁ = 1,023, η₂ = 1,058

d₁ = 1,023*22 = 22,51 мм, d₂ = 1,058*22 = 23,28 мм

1.3. Шаг режущих зубьев.

Предварительно шаг режущих зубьев определяется по формуле:

, где L – длина протягиваемого отверстия, мм

мм

По найденной величине шага определим максимальное число одновременно работающих зубьев:

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

6

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Величина z_max должна соответствовать условию

z_max = 28/7,937 = 3,5277

принимаем z_max = 4

Уточним шаг t по формуле

t = 28/4-0,1 = 7,5 мм

Окончательно принимаем t = 7,5 мм

1.4. Глубина стружечных канавок

С учётом размещения в них стружки, глубина стружечных канавок определяется: 

, где

а – на предпоследней ступени а=0,1 мм/зуб

К – коэффициент заполнения стружечных канавок

К = 2

мм

Округляем в большую сторону кратно 0,5

h = 3 мм

Рисунок 1

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

7

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.5. Передние углы γ^° всех зубьев протяжки в зависимости от материала заготовки.

Принимаем: γ = 7°

1.6. Задние углы

У режущих зубьев α = 3˚.

У 2 … 3 последних режущих зубьев (переходных) α = 2˚.

У калибрующих зубьев α = 1˚.

1.7. Остальные размеры профиля зубьев и стружечных канавок.

g = (0,3 – 0,35) t g = 0,3*7,5=2,25 мм

r = (0,5 – 0,6) h r = 0,5*3=1,5 мм

R = (0,65 – 0,8) t R = 0,8*7,5=6 мм

Номинальный размер по граням зуба протяжки:

, где S_max – наибольший предельный размер по граням обработанного отверстия детали;

δ – величина разбивки отверстия, для учебного расчёта принимаем δ = 0,005 мм.

S = 22 Н12 – 0,005 = 21,21-0,005=22,205 мм

Предельные отклонения диаметра калибрующих зубьев.

Верхнее предельное отклонение – 0

Нижнее предельное отклонение: 1/3 D = 1/3*0,21= -0,07 мм

Ширина ленточек 0.8 мм

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

8

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.8. Размеры хвостовика для протяжек выполняются по ГОСТ 4044-70

Хвостовик выбираем с соблюдением условия: d₁  d₀

Рисунок 2

Таблица 2

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

9

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.9. Суммарная сила резания.

В общем виде эмпирическая формула для определения силы резания при протягивании имеет вид:

,

где С_p – постоянная величина зависящая от свойств обрабатываемого материала

С_p = 1470

X – показатель степени при величине подачи,

X = 0,73

K_γ,K_c,K_H – поправочные коэффициенты, учитывающие влияние переднего угла, состава СОЖ, степени износа зубьев.

K_γ = 1,0

K_c = 1,0

K_H = 1,0

Р = 1470*0,05^0,73*3,14*22*4*1*1*1 =45601 Н

1.10.Проверка протяжки на прочность по найденной силе резания.

Условие прочности протяжки:

, где F_ос – площадь опасного сечения, мм²,

[σ] – допускаемое напряжение, при изготовлении протяжки из быстрорежущей стали следует принимать [σ] = 350 Н/мм².

Опасным сечением протяжки может быть канавка хвостовика (диаметр сечения - d₂), либо первая стружечная канавка, диаметр которой:

d_ск1 = d₀ – 2h

d₀ = 21,6 мм, d_ск1 = 21,6 – 2*3 = 15,6 мм

Опасным является наименьшее сечение: d₂ = 15 с11= мм.

F_ос = πD²/4 = 3,14*15²/4 = 176 мм²

45601/176 ≤ 350 Н/мм².

259 < 350 Н/мм².

Проверка показала, что протяжка по найденной силе резания прочная.

МИ.02.112.01 ПЗ

Лист

10

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.11. Диаметр последнего режущего зуба d_pz.

, где Δ – величина притупления уголков

Δ = 0,1 мм

1.12 Определим количество запасных зубьев.

Принимаем z_зап = 3

1.13. Таблица диаметров зубьев.

Таблица 3

Диаметр каждого последующего зуба ступени: