Фасонный резец и круглая протяжка

Фасонный резец и круглая протяжка

Проектирование призматического фасонного резца

Назначение фасонных резцов

Фасонные резцы предназначаются для обработки деталей сложного профиля. Применяются в массовом, серийном и даже в индивидуальном производстве.

По принципу работы фасонные резцы подразделяются на радиальные и тангенциальные. По конструкции радиальные фасонные резцы бывают трех типов: дисковые или круглые, призматические и стержневые. У стержневых и призматических резцов режущая часть изготавливается из быстрорежущей стали, а их державки - из конструкционной. С целью экономии быстрорежущей стали режущая часть указанных резцов делается сварной.

Расчет производим по источнику [1].

Выбор геометрии резца

Передний и задний углы определяем по таблице 47 [1,с.136]:

γ = 160

α = 100

Расчет максимальной глубины профиля резца tmax

Максимальная глубина профиля фасонного резца:

= (D - (d1 - 2f))/2 = (32 - (20 - 2∙1)/2 = 7 мм

- величина фаски на минимальном диаметре.

Фаска 1×450

Расчет дополнительных режущих кромок под отрезание и общей ширины резца вдоль оси заготовки

Размеры канавки под отрезание принимаем:= 6 мм

Условие tK≤ tmax соблюдается.

Минимальный диаметр канавки:= D - 2tK = 32 - 12 = 20 мм

Принимаем:= 3 мм - минимальная ширина для трапециевидной канавки.

φК = 150 - угол режущей кромки под отрезание (угол скоса канавки).

Максимальная ширина трапециевидной канавки:

b = ((D - dK)×tg150)/2 + bmin + ((di - dK)×tg150)/2 = ((32 - 20)×tg150)/2+3+((25 - 20)×tg150)/2 = 5.4 мм

Округляем до ближайшего целого числа b = 6 мм.

Общая ширина резца вдоль оси заготовки:= 2 мм - ширина дополнительной упрочняющей режущей кромки;= 2.5 мм - ширина концевой режущей кромки;= 1.5 мм - перекрытие режущей кромки под отрезание;= lДет+a+c+b+b1 = 35+2+2.5+6+1.5 = 50 см.

Выбор габаритных и конструктивных размеров резца

Габаритные и конструктивные размеры призматического резца выбираем по таблице 44 [1] tmax = 7 мм:= 19 мм;= 90 мм;= 10 мм;= 25 мм;= 15 мм;= 1 мм;= 6 мм;

Коррекционный расчет профиля резца с приложением схемы резания

.1 Согласно размерам на чертеже заготовки радиусы окружностей узловых точек профиля заготовки r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7, r8 и осевые расстояния до этих точек от торца до заготовки l1-2 до l1-8 равны:= r2 = 10 мм  l1-2,3 = 15 мм= r4 = 12.5 мм          = r6 = 15 мм l1-4,5 = 20 мм-6 = 25 мм= r8 = 12.5 мм l1-7 = 30 мм-8 = 35 мм

Коррекционные расчеты профиля фасонного резца:

Расчет контрольных размеров для шаблона и контршаблона

Построение шаблонов и контршаблонов для контроля фасонного профиля резцов сводиться к определению координатных расстояний= C3 cos ε1 = 2,578 cos 260 = 2,317 мм;= P4 = 2,317 мм;= C5 cos ε1 = 5,132 cos 260 = 4,616 мм;= P6 = 4,616 мм;= C7 cos ε1 = 2,578 cos 260 = 2,317 мм;= P8 = 2,317 мм;

Крепление фасонного резца

РЕЗЦЕДЕРЖАТЕЛЬ

Призматические радиальные резцы 3 крепятся в корпусе 2 хвостовиком типа "ласточкин хвост" с помощью нажимной накладки 5 и винтов 6. Установка резца по высоте осуществляется регулировочным винтом 4, который служит опорой, повышает жесткость крепления и точность установки. Сама резцовая державка для призматического резца закрепляется винтами, заворачиваемыми в шпонки 7, устанавливаемые в паз суппорта станка. Задний угол призматического фасонного резца обеспечивается наклонной относительно вертикальной плоскости установкой в резцедержателе.

Проектирование круглой протяжки

Определение припуска под протягивание

А = 0,005D+(0,1 ÷ 0,2) √L= 0,005×40+ (0,1 ÷ 0,2) √50 = 1,25 мм

Диаметры отверстия до протягивания переднего направления Dп и первого зуба протяжки D01:

= Dп = D0 - А = 40 - 1,25 = 38,75 мм

Расстояние до первого зуба:= 280+L = 280+50 = 330 мм

Определение параметров хвостовика, режущих зубьев и межзубных канавок

Диаметр хвостовика d1 (диаметр d1 хвостовика нужно выбирать по табл. 8.2 или 8.3 [2], при этом выбирают наибольший хвостовик, который может пройти через отверстие):= 36 мм

Площадь хвостовика, определяющая его прочность (табл. 8.2 - 8.5 [2]):= 615,7 мм2

Шаг режущих зубьев:

tp = m√L = (1,25 ÷ 1,5) √40 = 8,84 ÷ 10,61 мм

Наибольшее число одновременно работающих зубьев:

фасонный резец круглая протяжка

zmax = L/ tp+1 = 50/10+1 = 6

Глубина стружечной канавки hk (табл. 8.6):= 4 мм

Площадь стружечной канавки Fk (табл. 8.6):= 12,56 мм2        

Коэффициент заполнения стружечной канавки К (табл. 8.8 [2]):

К = 4

Расчет подач, допустимых по размещению стружки в канавке (Szk) и по силе резания (Szр)

= Fk/(KL) = 12,56/(4×50) = 0,063 мм/зуб

Наибольшее усилие, допустимое хвостовиком (табл. 8.9 [2]):

Px = Fxσx = 615,7×250 = 153925 H

Наибольшее усилие, допустимое протяжкой на прочность по первому зубу (σ1 - табл. 8.9 [2]):

P1 = F1σ1 = π(D01 - 2h)2 σ1/4 = 3,14(38,75 - 2×4)2 ×300/4 = 222795 H

Расчетная сила резания:

Pp = (Px; P1; Pc×0,9) = 153925 H

(расчетное усилие Pp равно наименьшему из Px; P1; Pc×0,9)

Подача, допустимая по силе резания (Cp - табл. 8.7):

= (Pp / Cp×π ×D0×Zmax)1/x = (153925 /2860×3,14×40×6)10/8 = 0,04 мм/зуб

Выбор схемы резания на основании расчетов:

Если Szp ≥ Szк следует применять одинарную схему резания.

,04<0,063

Проводим расчет для групповой схемы резания.

Шаг режущих зубьев для групповой схемы резания.= m√L = (1,45 ÷ 1,9) √50 = 10,25÷13,43мм

Принятый шаг: = 12 мм.

Наибольшее число одновременно работающих зубьев:

= L/ tp+1 = 50/12+1 = 5

Глубина стружечной канавки hk (табл. 8.6 [2]):= 4 мм

Площадь стружечной канавки Fk (табл. 8.6 [2]):=12,56 мм2

Коэффициент заполнения стружечной канавки К (табл. 8.8 [2]):

К = 3

Подача, допустимая по размещению стружки: = Fk/(KL) = 12,56/(3×50) = 0,084 мм/зуб

Подача, допустимая по силе резания (Cp - табл. 8.7):

= (Pp nг/ Cp×π ×D0×Zmax)1/x = (153925×2/2860×3,14×40×5)10/8 = 0,12 мм/зуб

Примерная длина режущей части при групповой схеме резания:

= Atp/2Sz min = 1,25×10/2×0,04 = 156,25 мм

Примерная длина режущей части при групповой схеме резания:

= Atpnг/2Sz min = 1,25×12×2/ 2×0,084 = 178,57 ммг = 2.

Так как lpr > lp, то групповая схема не дает сокращение длины режущей части, принимаем одинарную схему резания.

Расчет диаметров режущих зубьев

Диаметры режущих зубьев с учетом принятых схем резания, чисел зубьев в группе nг и выбранных подач Sz:= 0,04= 38,75 мм;   D11 = 39,55 мм;= 38,83 мм; D12 = 39,63 мм;= 38,91 мм;   D13 = 39,71 мм;= 38,99 мм;          D14 = 39,79 мм;= 39,07 мм; D15 = 39,87 мм;= 39,15 мм;   D16 = 39,95 мм;= 39,23 мм; D17 = 40,03мм.= 39,31 мм;  = 39,39 мм;= 39,47 мм;  

режущих зубьев:= 17

Расчет длин режущей и калибрующей части

Длина режущей части:

= tp(zp - 1) = 10(17 -1) = 160 мм

Число зубьев калибрующей части (табл. 8.9 - 8.11 [2]):к = 6

Шаг калибрующих зубьев (табл. 8.9 [2]):

к = 2 tp/3 = 2×10/3 = 6,67 мм;

Принимаем tк = 8 мм.

Длина калибрующей части:= tкzk = 8×6 = 48 мм.

Расчет длин переднего и заднего направлений

Длина заднего направления протяжки:з = L = 50 мм

Общая длина протяжки:

пр = L1+lp+lk+lз = 330+160+48+50 = 588 мм

Допустимая длина протяжки:пр max = 40Do < 2000пр max = 40×40 = 1600 мм

< 2000

Необходимая длина рабочего хода:

= L+lp+lk = 50+160+48 = 258 мм

Расчет стружкоразделительных канавок или выкружек

Расстояние между стружкоразделительными канавками для чистовых зубьев (табл. 8.10 [2]):

= 1,7 √Do = 1,7 √40= 10,75 мм

Число стружкоразделительных канавок:

nc = π Do/b = 3,14×40/10,75= 11,68

Принятое nc = 12

Передний угол:

γ = 120

Угол βк правки круга для заточки угла γ:

βк = 450

Наибольший диаметр круга для заточки:

кз = (D01 - hk) ×sinβк / sinγ = (38,75 - 4) sin450/ sin120 = 118,18 мм

Расчет диаметров калибрующих зубьев и допусков на изготовление зубьев протяжки

Допуск на разбивку: = 0,005 мм

Допуск на изготовление: = 1/3 допуск на отверстие 0,013 мм

Диаметр калибрующих зубьев: = 40,03-0,013

Допуск на диаметр режущих зубьев: = 0,015 мм

Список использованных источников

1.   Нефёдов, Н.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту / Н.А. Нефёдов, К.А. Осипов. - М.: Машиностроение, 1984. − 399 с.

2.      Кирсанов, Г.Н. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов / под ред. Г.Н. Кирсанова. - М.: Машиностроение, 1984.

.        Ящерицын, М.Л. Еременко, Н.И. Жигалко. Основы резания материалов и режущий инструмент / Минск: Вышэйшая школа, 1981. - 660 с.