Московский Государственный Технический Университет
им. Н.Э.Баумана
Калужский филиал
Кафедра М4-КФ
Курсовой проект
по курсу:
«Основы проектирования режущего инструмента»
Оглавление
Введение
Задание №1
1.1 Подготовка чертежа детали к расчету фасонного резца
1.2 Выбор типа фасонного резца
1.3 Определение углов режущей части
1.4 Определение габаритных и присоединительных размеров резца
1.5 Коррекционный расчет профиля круглого фасонного резца
1.6. Расчет допусков на высотные размеры профиля, углы заточки и установки резца
1.7 Проектирование шаблона для контроля профиля резца при его изготовлении
1.8 Проектирование державки фасонного резца
Задание №2
2.1 Выбор типа шпоночной протяжки
2.2 Расчет плоской шпоночной протяжки
2.3 Проектирование патрона
Задание №3
3.1 Расчет основных конструктивных элементов червячной фрезы
Задание №4
4.1 Расчёт и выбор конструктивных элементов машинно-ручного метчика
Список используемой литературы
Введение
В данном курсовом проекте я спроектировала три металлорежущих инструмента: призматический фасонный резец, шпоночную протяжку и червячную модульную фрезу и необходимую для них оснастку. Данные инструменты нашли широкое применение в производстве.
Фасонные резцы применяются для обработки поверхностей сложного профиля на станках токарной группы и реже на строгальных (долбежных) станках в условиях серийного и массового производства. Как правило, они являются специальными инструментами, предназначенными для обработки одной детали. Преимущества фасонных резцов - строгая идентичность обработанных деталей, большой срок службы, высокая общая и размерная стойкость, совмещение предварительной и окончательной обработки, простота установки и наладки на станке - делают их незаменимыми в автоматизированном производстве, особенно на токарных автоматах.
Наружные протяжки применяют вместо шлифования, фрезерования. строгания для обработки поверхностью площадью 100-200см2. Вместе с тем наружное протягивание выгодно применять при обработке в массовом производстве заготовок с большой площадью поверхности (блоков и головок цилиндров, автомобильных и тракторных двигателей). Чаще всего протягивают плоские и фасонные поверхности: пазы рифления, хвосты турбинных лопаток и др. Протяжками обрабатывают металлы и пластические массы, допускающие обработку резанием. С помощью протяжек также можно обрабатывать зубчатые колеса методом обкатывания.
Червячные модульные фрезы – наиболее распространённый инструмент для нарезания цилиндрических колёс с наружными зубьями, которым можно нарезать зубья прямозубых и косозубых колёс, причём это возможно делать одной и той же фрезой. Для работы фрезы необходим её свободный выход при окончании обработки. Специальные конструкции фрез могут обрабатывать внутренние зубья на колёсах большого диаметра на станках со специальной фрезерной головкой, располагаемой внутри колеса. Наибольшее применение для колёс малых и средних модулей (до 100 мм) получили цельные затылованные фрезы из быстрорежущих сталей.
Задание №1
Сконструировать фасонный резец для обработки выделенной части контура детали.
Материал: ВЧ 50-2, HB240
Неуказанные предельные отклонения размеров: диаметров Н14, h14; остальных ±IT14/2.
Проектирование фасонного резца
1.1 Подготовка чертежа детали к расчету фасонного резца
По данным размерам детали вычерчиваем ее профиль в увеличенном масштабе 4:1, который используется в дальнейшем для графического определения размеров резца. Вычерчивание профиля детали необходимо для решения двух вопросов:
1) Задание промежуточных точек профиля, что необходимо при наличии на профиле криволинейных участков, а также для повышения точности обработки конических, а в ряде случаев и цилиндрических участков. Наибольшую трудность представляет определение радиусов промежуточных точек дуговых участков. При этом обычно задаются осевыми размерами профиля: l1=0; l2=3,58; l3=3,62; l4=7,84; l5=8,39; l6=11,74;; L=45. По заданным теоретическим размерам: D1=51,805; D2=79,64; R=40 и длинам l1-l6 и L находят радиусы точек:
R1=29,3;
R2=34,72;
R3=35,78;
R4=39,38;
Наименьший радиус в т.1 R1=29,3.
1.2 Выбор типа фасонного резца
Используем фасонный резец призматического типа, т.к. он имеет большой срок службы, поэтому экономически выгоден. Они имеют большую жесткость корпуса, жестче крепятся в державке, поэтому применяются при обработке деталей с большими размерами фасонного профиля, особенно при его значительной длине. Кроме того, они имеют меньшие органические погрешности, поэтому применяются при повышенных требованиях к точности профиля детали. Чаще применяются резцы радиального типа, т.к. большинство станков имеют суппорты с установкой резца по высоте оси детали. Резцы тангенциального типа можно применять при малой глубине фасонного профиля детали, однако, надо учитывать возможности размещения и закрепления такого резца на суппорте станка. Ценным свойством тангенциального резца является возможность обработки деталей разного диаметра с одинаковыми фасонными профилями и постепенное врезание и выход резца, что ведет к уменьшению усилий резанья и позволяет обрабатывать не жесткие детали.
1.3 Определение углов режущей части
Передний угол резца γ и задний угол α задаются в наиболее выступающей (базовой) точке резца. Величины углов α и γ рекомендуется выбирать из ряда значений: 5, 8, 10, 15, 20, 25. Принимаем γ=25 градусов. Для призматических резцов чаще всего принимают следующие задние углы: α=8-15 градусов. Принимаем α=8 градусов. Следует иметь в виду, что задние углы переменны в различных точках лезвия, к тому же в сечении, нормальном к проекции лезвия на основную плоскость, они могут быть на некоторых участках лезвия намного меньше номинального значения. Поэтому необходимо производить проверку минимальной величины заднего угла по формуле:
tgαn=tgαт*sinφ, где
αт – задний угол в данной точке в торцевом сечении;
φ – угол между касательной к профилю детали в данной точке и торцевой плоскости детали.
1.4 Определение габаритных и присоединительных размеров резца
Обычно габаритные и присоединительные размеры определяются из конструктивных соображений в зависимости от глубины фасонного профиля изделия tmax и длины профиля L, т.к. от них зависит количество получающейся стружки и нагрузка на резец при его работе. При выборе габаритных и присоединительных размеров пользуемся таблицей.
Длина резца определяется в зависимости от размеров профиля детали с учетом дополнительных лезвий и ее округляют в большую сторону. Принимаем L=54 мм.
1.5 Коррекционный расчет профиля круглого фасонного резца
Целью коррекционного расчета – определение высотных размеров профиля фасонного лезвия, лежащих в передней плоскости резца, в направлении перпендикулярном базе резца.
При расчете размеров профиля призматического фасонного резца в нормальном сечении исходными данными являются углы α и γ, а также размеры С 1,2…i , найденные в общей части коррекционного расчета. Искомые размеры профиля Рi определяются по формуле
Рi=Сi*cos(α+γ)
Р1=С1*cos(α+γ)=0.81*cos(8+25)=0.746
P2=3.13*cos(8+25)=2.881
P3=4.43*cos(8+25)=4.078
P4=4.855*cos(8+25)=4.469
P5=2.735*cos(8+15)=2.517
1.6 Расчет допусков на высотные размеры профиля, углы заточки и установки резца
А) Расчет допусков на высотные размеры:
| № точки Расчетные величины | 1(базовая) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Допуск наДиаметр, δDi | 0,74 | 0,74 | 0,74 | 0,74 | 0,74 | 0,74 |
| Допуск на радиус, δRi=0,5δDi | 0,37 | 0,37 | 0,37 | 0,37 | 0,37 | 0,37 |
| Высота профиля детали, переносимая с резца на деталь, hi | 3,23 | 1,565 | 0,35 | 0 | 0 | 0 |
| Высота профиля резца, полученная при коррекционном расчете, Pi | 0,746 | 2,881 | 7,078 | 4,469 | 4,469 | 4,469 |
| Высота точки профиля резца, проставляемая на чертеже, Рi | 0,74 | 2,88 | 4,08 | 4,47 | 4,47 | 4,47 |
| Допуск на высоту профиля hi, переносимую с резца на деталь δhi=δRi-δRб | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,29 | 0,29 |
| Часть допуска высоты hi, отводимая на погрешности от неточной заточки и уст. резца δhз.у.i=0,5*δmin *(Pi/Pδmin) | 0,145 | 0,564 | 0,8 | 0,87 | 0,87 | 0,87 |
| Часть допуска высоты hi, остающаяся на неточности выполнения высот профиля, δhpi= δhi- δhз.у.i | 0,145 | 0,274 | 0,51 | 0,58 | 0,58 | 0,58 |
| Допуск на высоту профиля, δPi= δhpi*(Pi/hi) | 0,033 | 0,504 | 0,85 | 0 | 0 | 0 |
| Верхнее и нижнее отклонение высоты профиля:В.О. + Н.О. – | 0,016 | 0,25 | 0,42 | 0 | 0 | 0 |
Все найденные отклонения точнее отклонений IT14/2, следовательно принимаем данные отклонения за расчетные.
Б) Расчет допусков на продольные размеры профиля резца:
В ответственных случаях расчет допусков ведется на продольные размеры профиля аналогично расчету допусков на высотные размеры. На детали выбирается ответственный участок (обычно торцевая плоскость), от которой проставляются ее размеры. Допуски на линейные размеры при этом пересчитываются с учетом изменения базы отсчета. На резце продольные размеры профиля проставляются от участка, обрабатывающего ответственный участок детали. Дальнейшие расчеты аналогичны предыдущим.
Однако в большинстве случаев допуски на продольные размеры детали значительно шире, чем на ее диаметры. Поэтому допустимо приближенное назначение допусков на продольные размеры профиля резца. При этом допуски размеров резца берутся в 2-3 раза уже, чем допуски соответствующих размеров детали.