‡ ¯¨áª .doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлена: 02.01.2022

Просмотров: 119

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


ВСТУП


Металорізальний інструмент є одним з найважливіших засобів виробництва. Він використовується при обробці різанням різноманітних деталей на металорізальних верстатах. При цьому зрізається частина матеріалу заготовки у вигляді стружки для отримання необхідної поверхні деталі.

Ріжучий інструмент є най важливішим елементом техніки в різноманітних галузях машинобудівної промисловості. На протязі усієї історії розвитку обробки металів, ріжучий інструмент виявляв великий вплив на конструкцію металорізальних верстатів і технологію машинобудування.

Різальний інструмент не тільки впливає на конструкцію верстатів, технологію виготовлення виробів, але і в деякій мірі на конструктивні форми деталей машин.

В сучасному машинобудуванні використовується велика кількість різноманітних ріжучих інструментів, які застосовуються для обробки найрізноманітніших деталей в усіх типах виробництва – починаючи з одиничного і закінчуючи масовим.

Ускладнення конструкції машин, підвищення їх точності та якості призводить до того, що не дивлячись на розвиток інших методів обробки металів, обсяг обробки різанням в машинобудуванні значно зростає.

В представленій роботі ми розглянемо і дослідимо конструктивні особливості та область застосування алмазних інструментів




ПРОЕКТУВАННЯ РІЖУЧОГО ІНСТРУМЕНТУ

1. Проектування круглого фасонного різця

Проектування круглого різця здійснюємо за методикою і довідниковими даними, що надані у праці [2].

Необхідно спроектувати фасонний різець, виходячи з таких даних:

– матеріал деталі : Сталь 40Х;

– тип різця : круглий;

– профіль заготовки , що необхідно отримати (рис. 1.1).


Рисунок 1.1. Профіль деталі


1.1. Визначення кутів різця та координат профілю деталі

Виходячи із матеріалу заготовки приймаємо такі значення переднього і заднього кутів в базовій точці γ0=23º та α0=10º відповідно.

Проставляємо на профілі заготовки точки:





Рисунок 1.2. Точки на профілі деталі


За базову точку приймаємо точку 14 з радіусом R0=24 мм.

Складаємо таблицю координат точок профілю деталі.





Таблиця 1.1.

Координати точок профілю деталі.

№ точки

х, мм

R, мм

φ

1

0

16,0

0

2

2,5

20,33

59º52'

3

5,0

21

90º

4

7,5

20,33

59º52'

5

10,0

16

0

6

16,5

18

72º54'

7

23,0

20

72º54'

8

29,5

22

72º54'

9

36,0

24

55º30'

10

38,25

22,93

73º30'

11

40,5

22,6

90º

12

42,75

22,93

73º30'

13

45,0

24

55º30'

14

50,0

24

90º

х координата по довжині профілю; R радіальна координата профілю; φ – головний кут в плані.


Знайдемо наближені значення передніх кутів у кожному з перетинів профілю за формулою:

,

де γ0передній кут в базовій точці;

R0радіальна координата базової точки профілю;

Rірадіальна координата і-ої точки профілю;

i – номер точки профілю (0…15).

Розрахуємо передній кут для 2-ї точки:


=18,10º.

Аналогічні розрахунки проводимо для інших точок і результати заносимо в таблицю 1.2.

Таблиця 1.2.

Передні кути γ

точки

1

2

3

4

5

6

7

γ

23,00°

18,10°

17,52°

18,10°

23,00°

20,44°

18,40°

точки

8

9

10

11

12

13

14

γ

16,72°

15,33°

16,05°

16,28°

16,05°

15,33°

15,33°


У разі зовнішньої обробки фасонними різцями, щоб не відбувалося коливань, не можна допускати зниження ріжучих кромок по відношенню до осі деталі більш ніж на 0,1 0,2 найбільшого радіуса деталі. Перевіримо допустимість обраних передніх кутів профілю за формулою:

,

де γтіпмінімальний передній кут профілю;

tтах=Rтa x Rтіп = 24 – 16 = 8 (мм) – максимальна глибина оброблюваного профілю;

Rтахмаксимальний радіус оброблюваної деталі;

Rтіпмінімальний радіус оброблюваної деталі;

Отже умова допустимості обраних кутів виконується .

Для призматичних різців кут загострення β=const =57º.

Знайдемо значення задніх кутів різця у відповідних точках.

Таблиця 1.3.

Задні кути

точки

1

2

3

4

5

6

7

10,00°

14,90°

15,48°

14,90°

10,00°

12,56°

14,60°

точки

8

9

10

11

12

13

14

16,28°

17,67°

16,95°

16,72°

16,95°

17,67°

17,67°


Визначимо кути фасонних різців у перетинах , перпендикулярних до проекцій головних ріжучих кромок на головну площину за формулами:

αNi= arctg [tg (αi) · sin i)];

γNi= arctg [tg i) · sin i)],

Проведемо розрахунки для 2-ої точки:

αNi= arctg [tg (14,90) · sin (59º52')] = 12,98º;

γNi= arctg [tg (18,10) · sin (59º52')] = 15,81º.

Аналогічні розрахунки проводимо для інших точок і результати заносимо в таблицю 1.4.

Таблиця 1.4.

Кути у перетинах, перпендикулярних до проекцій головних ріжучих кромок на головну площину

точки

1

2

3

4

5

6

7

αNi

0

12,98°

15,48°

12,98°

0

12,03°

13,99°

точки

8

9

10

11

12

13

14

αNi

15,60°

14,71°

16,29°

16,72°

16,29°

14,71°

17,67°

точки

1

2

3

4

5

6

7

γNi

0

15,81°

17,52°

15,81°

0

19,62°

17,65°

точки

8

9

10

11

12

13

14

γNi

16,03°

12,73°

15,42°

16,28°

15,42°

12,73°

15,33°


1.2. Розрахунок теоретичного профілю різця

Розраховуємо профіль інструменту, виходячи із розрахункової схеми (рис. 2.3), за наступними формулами:

h = R0· sin γ;

b = R0· cos γ;

P = arcsin (h / Ri);

Y2 = R · cos P – b;

Y3 = Y2 · cos (α + γ).



Рисунок 1.3. Розрахункова схема


Виконаємо розрахунки для 2=ї точки:

h = R0 · sin γ = 16 · sin 18,10 = 4,97;

b = R0 · cos γ = 16 · cos 18,10 = 15,21;

P = arcsin (h / Ri) = arcsin (4,97 / 20,33) = 14,15;

Y2 = R· cos P – b = 20,33 · cos 14,15 – 15,21 = 4,5;

Y3 = Y2 · cos (α + γ) + R0 = 4,5 · cos (14,9 + 18,1) + 16 = 20,5.

Аналогічні розрахунки проводимо для інших точок і результати заносимо в таблицю 1.5.

Таблиця 1.5.

Осьові координати в точках профілю

точки

1

2

3

4

5

6

7

Y3

16,024

19,76

21,00

19,76

16,024

17,85

19,5

точки

8

9

10

11

12

13

14

Y3

21,19

24,03

22,88

22,59

22,88

24,03

24,03

Побудуємо по отриманих координатах теоретичний профіль різця і профіль деталі (рис. 1.4).

Рисунок 1.4. Профілі різця і заготовки

1 – профіль заготовки; 2 – профіль різця.


1.3. Апроксимація теоретичного профілю різця

На отриманому теоретичному контурі є частини профілю, які не відповідають поверхні заготовки і вимагають апроксимації.

Апроксимація криволінійного контуру здійснюється за формулою:

r = h / 2 + l² / (8 · h),

де r – радіус замінюючого кола;

h – глибина профілю різця;

l – відстань між крайніми точками.

Ділянка 1 – 5:

r = 5,176 / 2 + 10² / (8 · 5,176) = 5,003 (мм)5 мм.

Ділянка 9 – 13:

r = 1,44 / 2 + / (8 · 1,44) = 7,75 (мм)8 мм.

Також апроксимуємо ділянку 5 – 9.

Результати апроксимування та повний апроксимований профіль різця і профіль заготовки показані на рисунках 2.5 (а, б, в) та 2.6 відповідно.

а) ділянка 1 – 5;


б) ділянка 5 – 9;


в) ділянка 9 – 13.

Рисунок 1.5. Теоретичний і апроксимований профіль різця.


Рисунок 1.6. Апроксимований і теоретичний профілі різця та профіль заготовки (для наглядності апроксимований профіль зсунуто по осі.)



Для знаходження похибки апроксимування на всіх ділянках необхідно обрахувати координати спрощеного профілю за формулами:

;

yi = x · tg φi,

де r – радіус замінюючого кола;

yi – осьові координати спрощеного профілю;

х – осьова координата точки;

tg φi – тангенс кута нахилу апроксимованої прямої.

Порівнюємо отримані значення з координатами теоретичного профілю, визначаємо похибку і результати заносимо до таблиці 1.6.


Таблиця 1.6.

Результати апроксимації

№ точки

y3i ,

мм

х,

мм

yi,

мм

Δi,

мм

№ точки

y3i,

мм

х,

мм

yi,

мм

Δi,

мм

1

16,024

0

16

0,024

8

21,19

29,5

21,44

0,25

2

19,76

2,5

20,05

0,29

9

24,03

36,0

24

0,03

3

21,00

5,0

21

0

10

22,88

38,25

23,01

0,13

4

19,76

7,5

20,05

0,29

11

22,59

40,5

22,61

0,02

5

16,024

10,0

16

0,024

12

22,88

42,75

23,01

0,13

6

17,85

16,5

18,02

0,17

13

24,03

45,0

24

0,03

7

19,5

23,0

19,79

0,29

14

24,03

50,0

24

0,03


Похибка апроксимування не має перевищувати 0,3. З таблиці 1.6 видно, що максимальна похибка складає 0,29 мм, таким чином похибка апроксимування не виходить за межі допустимості.


1.4 Осьові радіальні та кутові розміри шаблону і контршаблона


Номінальні розміри розраховуємо з умови максимуму тіла різця. Допуски на лінійні розміри у шаблону задаються в тіло, а у контршаблона - симетрично. Величини цих допусків приймаються у шаблонів 10%, а у контршаблонів - 5% від поля допуску відповідних розмірів профілю різця. Допуск на кутові розміри шаблону встановлюється в розмірі 10% від допуску на профілі деталі, але не менше 3’. У контршаблонів на виготовлення кутових розмірів допуск встановлюється в розмірі 25% від допуску на шаблон, але не менше 1’. Креслення шаблону і контршаблона представлений на рис. 1.7 та рис 1.8 відповідно.





Рисунок 1.7 – Профіль шаблона




Рисунок 1.8 – Профіль контршаблона


Необхідні розміри


,


де:

t – максимальна глибина профіля;

к – запас по передній поверхні для розмещення стружки.

Діаметр контрольной риски


;


Діаметр контрольного циліндра, що відповідає радіальній вимірювальній базі Ø 48+0,062. Максимальний діаметр різця Ø 75+0,19.





2 Проектування гранної пртяжки


2.1 Вихідні данні, по яким розраховується протяжка:

Рисунок 2.1. – Оброблюваний отвір.


N = 4 – кількість граней отвору;

d0 = 27мм – діаметр отвору після свердління;

S = 28 мм – сторона квадрата;

L = 55 мм – Довжина отвору, що протягується.


Максимально допустимий та мінімально допустимий розмір 31Н7 між гранями отвору:

Допуск по Н7: Т = 0,025 мм; Smin = 28 мм, Smax = Smin+T = 28,025мм;

Довжина оброблюваного отвору: L = 45 мм;

Діаметр отвору до протягування: d0 = 27 мм;


2.2 Величина розбивання отвору (1/3–1/5)/Т:

.

Максимально допустимий та мінімально допустимий (по Н7) діаметр кола описаного навколо чотирьохгранного профілю отвору:

, , .

Схема протягування циліндричної частини – групова, шестигранної частини профільна.

Розмір між гранями протяжки з урахуванням розбивання отвору

, .

Припуск який зрізається круглими зубцями протяжки:

Припуск який зрізається круглими зубцями протяжки:


2.3 Розрахунок круглої частини протяжки

Увесь припуск для круглої частини зрізається круглими обдирочними та та перехідними зубцями протяжки:

Припуск на обдирочні зубці: .

Припуск на обдирочні зубці: .

Підйом на сторону в секції обдирочних круглих зубців.

Оскільки оброблюваний матеріал сталь 40Х, то його границя текучості тоді Sz = 0,05…0,15.

.

Знаходження глибини западини зуба:

(2.1)

де К – коефіцієнт заповнення впадини зуба і вибирається по табл. 4. [6].

k = 3,5. Звідси:.

.


Установлення попереднього кроку ріжучих зубців:


t= (2,5 … 2,8)∙h = 2,7∙5 = 13,5


Розрахунок максимального числа одночасно працюючих зубців:


, (2.2)

Приймаємо .

Знаходження більш уточненого кроку ріжучих зубців.

Даному значенню Sz відповідає ряд кроків t'. Найменший крок t обчислюється по формулі:


Для отримання кращої якості обробленої поверхні, крок ріжучих зубців робиться змінним і рівний .

Нерівномірність розподіляється на кожні три зуба .

Приймаємо верстат моделі 751 на якому буде здійснюватись обробка отвору. Найбільший хід повзуна даного верстату рівний 1350мм. Тягове зусилля данного верстата – 100 кН [с. 29, табл.. 14]:

Рверст= 100 кН.

Мінімальний розмір від торця протяжки до першого зуба

Розрахуємо силу різання при протягуванні: