Разработка инструментальной наладки на обработку детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Разработка инструментальной наладки детали

1.1 Маршрутная технология

1.2 Выбор инструмента

1.3 Расчет режимов резания

1.4 Наладка инструмента на размер вне станка

2. Проектирование режущего инструмента

2.1 Патентно-информационный поиск

2.2 Назначение, типы, описание конструкции режущего инструмента

2.3 Расчет геометрических и конструктивных параметров режущего инструмента

Вывод

Список литературных источников



Введение

Развитие машиностроения тесно связано с совершенствованием конструкций технологических машин и, в первую очередь, металлорежущих станков. Надежная и высокопроизводительная работа оборудования невозможна без комплектации его столь же надежным производительным режущим инструментом и инструментальной оснасткой. Являясь «слабым» звеном любой технологической системы, именно инструмент обеспечивает эффективность ее работы. Поэтому специалисты, которым предстоит работать в отраслях машиностроительного комплекса, должны уметь грамотно проектировать различные виды режущих инструментов, в том числе, для станков-автоматов, автоматических линий, станков с ЧПУ и гибких производительных систем с учетом требований к обрабатываемым деталям.

От качества, надежности и работоспособности режущих инструментов, применяемых в машиностроении, в значительной степени зависит качество и точность детали, ее шероховатость, производительность и эффективность процесса обработки.

Задачей курсового проекта является разработка инструментальной наладки на обработку заданной детали, расчеты режимов резания, проектирование режущего инструмента, расчет геометрических и конструктивных параметров режущего инструмента. В графической части проекта необходимо выполнить чертеж детали, чертеж инструментальной наладки, рабочий чертеж спроектированного инструмента.



1. Разработка инструментальной наладки детали

1.1 Маршрутная технология

Рисунок 1.1 - Эскиз детали

Для обработки данной детали применяем токарный и вертикально-сверлильный станок.



Рисунок 1.2 - Cкоростной высокоточный токарный станок Imachine AHL-1880

Токарный станок Imachine AHL-1880 предназначен для следующих различных видов токарной обработки: обтачивание цилиндрических, конических, фасонных поверхностей, подрезку торцов, отрезку, растачивание, а также сверление и развёртывание отверстий, нарезание резьбы и накатку рифлений, притирку и т.п.

Рисунок 1.3 - Универсальный вертикально-сверлильный станок 2С132Л

Универсальный вертикально-сверлильный станок 2С132Л предназначен для выполнения операций сверления, зенкерования, зенкования, развёртывания и резьбонарезания в различных материалах. Наличие откидного стола позволяет обрабатывать на станке детали крупных габаритов. Позволяет использовать различные приспособления и инструменты, расширяющие его технологические возможности. Наметим следующий маршрут обработки.

005. Заготовительная.

Автоматическая линия резки на базе ленточнопильного станка.

Отрезать пруток, выдерживая размеры 160 мм, L = 22мм.

010. Токарная с ЧПУ.

Токарный станок Imachine AHL-1880

А. Установить, закрепить.

1. Сверлить сквозное отверстие, выдерживая размеры мм, мкм.

2. Расточить отверстие, выдерживая мм, мкм.

Б. Переустановить, закрепить.

Подрезать торец, выдерживая размеры L = мм, мкм.

Точить поверхность, выдерживая размеры мм, мкм.

015. Сверлильная с ЧПУ.

Универсальный вертикально-сверлильный станок 2С132Л

А. Установить, закрепить.

1. Центровать 8 отверстий на мм, L = мм.

2. Сверлить 8 отверстий, выдерживая размеры мм, L = мм, мкм.

3. Снять в 8 отверстиях фаску 0,545.

4. Нарезать резьбу в 8 отверстиях, выдерживая размеры М10, L = мм, мкм.



Выбор инструмента

Для выбора инструмента воспользуемся каталогом фирмы Sandvik Coromant и TaeguTec.

010. Токарная с ЧПУ.

1. Сверлить сквозное отверстие, выдерживая размеры мм, мкм.

Центральная пластина 880-07 04 06H-С-GM 1044.

Рисунок 1.4 - Параметры центральной пластины 880-07 04 06H-С-GM 1044

Таблица 1.1 - Параметры центральная пластины 880-07 04 06H-С-GM 1044

Параметры		S	RE	IC
Значения, мм	4	4	0,6	12,35

Периферийная пластина 880-070406H-C-GM 4014.

Рисунок 1.5 - Параметры периферийная пластина 880-07 04 06H-C-GM 4014

Таблица 1.2 - Параметры периферийной пластины 880-07 04 06H-C-GM 4014

Параметры		S	RE	IC
Значения, мм	4	4	0,6	12,65

Высокопроизводительное сверло со сменными пластинами CoroDrill 880-D3800L40-02. Тип хвостовика - цилиндрический с лыской по ISO 9766.

Рисунок 1.6 - Параметры сверла CoroDrill 880-D3800L40-02

Таблица 1.3 - Параметры сверла CoroDrill 880-D3800L40-02.

Параметр	LU	LF	OAL	DCON	DC
Значения, мм	79,8	104,2	178	40	38

Переходник A1B27-50 40 090 для сверл, хвостовик ISO 9766.

Рисунок 1.7 - Параметры переходника A1B27-50 40 090

Таблица 1.4 - Параметры переходника A1B27-50 40 090.

Параметры	LF
Значения,мм	16	68,9	70,2	76	97,45	69,85	40	45

Расточить отверстие, выдерживая мм, мкм.

Пластина TaeguTec TPMR 160304 PV3010.

Рисунок 1.8 - Параметры пластины TaeguTes TPMR 160304

Таблица 1.5 - Параметры пластины TaeguTec TPMR 160304

Параметры	d	(l)	s
Значения, мм	9,525	16,5	3,18	0,8

Расточная державка TaeguTec S25T CTFPR/L 16.

Рисунок 1.9 - Параметры расточной державки TaeguTec S25T CTFPR/L 16

Таблица 1.6 - Параметры расточной державки TaeguTec S25T CTFPR/L 16

Параметры	d			h	f
Значения, мм	25	300	40	23	17	32

Подрезать торец, выдерживая размеры L = мм, мкм.

Пластина TaeguTec CNGX 120712 CH AS10.

Рисунок 1.10 - Параметры пластины TaeguTec CNGX 120712 CH

Таблица 1.7 - Параметры пластины TaeguTec CNGX 120712 CH.

Параметры	d	t	r
Значения, мм	12,7	7,94	1,2

Державка TaeguTec TCKNR/L 2525 M12-CH.

Рисунок 1.11 - Параметры державки TaeguTec TCKNR/L 2525 M12-CH

Таблица 1.8 - Параметры державки TaeguTec TCKNR/L 2525 M12-CH

Параметры	h	b			f
Значения, мм	25	25	150	28	32

Точить поверхность, выдерживая размеры мм, мкм

Пластина TaeguTec TNMG 160404 FG TT8115.



Рисунок 1.12 - Параметры пластины TaeguTec TNMG 160404 FG

Таблица 1.9 - Параметры пластины TaeguTec TNMG 160404 FG

Параметры	d	t	r
Значения, мм	9,52	4,76	0,4

Державка TaeguTec WTGNR/L 2525 M16.

Рисунок 1.13 - Параметры державки TaeguTec WTGNR/L 2525 M16

Таблица 1.10 - Параметры державки TaeguTec WTGNR/L 2525 M16

Параметры	h	b	l		f
Значения, мм	25	25	150	32	32

015. Сверлильная с ЧПУ.

1. Центровать 8 отверстий.

Универсальное центровочное сверло DV303931.



Рисунок 1.14 - Параметры сверла DV303931

Таблица 1.11 - Параметры сверла DV303931

Параметры	D	d	l
Значения, мм	3	8	3,9	50

Прецизионный гидравлический патрон Coro Chuck 930-HA10-S-12-095.

Рисунок 1.15 - Параметры прецизионного гидравлического патрона Coro Chuck 930-HA10-S-12-095.

Таблица 1.12 - Параметры гидравлического патронаCoro Chuck 930-HA10-S-12-095

Параметры	LF
Значения,мм	95	11,3	38,2	28	32	100	12	10

2. Сверлить 8 отверстий, выдерживая размеры мм, L = мм, мкм.

3. Снять в 8 отверстиях фаску 0,545.

Пластина XCGT 0603-C45 TT9050.

Рисунок 1.16 - Параметры пластины XCGT 0603-C45

Таблица 1.13 - Параметры пластины XCGT 0603-C45

Параметры	L	W	S
Значения, мм	12,3	6,4	2,8	45

Комбинированное сверло для сверления и снятия фаски T-CHAMFER 085-20T1-06.

Рисунок 1.17 - Параметры сверла T-CHAMFER 085-20T1-06

Сверление и нарезание фаски за одну операцию.

Таблица 1.14 - Параметры сверла T-CHAMFER 085-20T1-06

Параметры	D				d
Значения, мм	8,5	19,8	47,4	50	20

Цанговый патрон TaeguTeс DIN 69871 TSK 6-90.



Рисунок 1.18 - Параметры цангового патрона DIN 69871 TSK 6-90

Таблица 1.15 - Параметры цангового патрона DIN 69871 TSK 6-90

Параметры	LF
Значения,мм	68	31,5	48,9	47	97,5	69,85	32	20

Нарезать резьбу в 8 отверстиях, выдерживая размеры М10, L = 10 мм

Метчик EX03PAM10 со спиральными стружечными канавками CoroTap 300.

Рисунок 1.19 - Параметры метчика EX03PAM10

Таблица 1.16 - Параметры метчика EX03PAM10

Параметры	TD	LF	THL	LU
Значения, мм	10	100	15,0114	37,77234

Цанга A393.14-20-3/8.



Рисунок 1.20 - Параметры цанги A393.14-20-3/8

Таблица 1.17 - Параметры цанги A393.14-20-3/8

Параметры	LSC	DCB
Значения, мм	22	10

1.3 Расчет режимов резания

010. Токарная с ЧПУ.

Установ А:

Переход 1.

Сверлить сквозное отверстие, выдерживая размеры мм, мкм.

Предел прочности стали 40Х: МПа.

Определяем глубину резания:

где D - диаметр осевого инструмента, мм.

Для определения глубины резания подставим числовые значения в формулу (1.1):

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач [8]:

S = 0,5 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 50 мин.

Определяем скорость резания.

Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле:

где - коэффициент, зависящий от механических свойств и структуры обрабатываемого материала ;

m, q, y - показатели степеней;

T - стойкость инструмента, мин;

D - диаметр отверстия, мм;

- общий поправочный коэффициент.

Из [9, табл. 2.9] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, q, y:

= 9,8;

m = 0,2;

q = 0,4;

y = 0,5.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

где - коэффициент на обрабатываемый материал;

- коэффициент на инструментальный материал, = 1

- коэффициент учитывающий глубину сверления, = 1.

Поправочный коэффициент , учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания:

где - коэффициент для материала инструмента, = 1;

- показатель степени при обработке, =0,9.

Для определения поправочного коэффициента подставим числовые значения в формулу (1.4):

.

Подставим числовые значения коэффициентов в формулу (1.3) и определим общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.2) и определим скорость резания при сверлении:

(м/мин).

Определяем частоту вращения:

Подставим числовые значения в формулу (1.5):

(об/мин).

Полученное значение соответствует стандартному паспортному значению = 220 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания:

Подставим числовые значения в формулу (1.6) и определим фактическую скорость резания:

(мм/об).

Рассчитываем крутящий момента и осевую силу при сверлении:

где , - коэффициенты;

- показатели степени;

D - диаметр отверстия, мм;

S - подача, мм/об;

- коэффициент, зависящий от материала обрабатываемой заготовки.

Из [9. табл. 2.12] определим значения коэффициентов, и показатели степени :

= 0,0345; = 2; = 0,8;

=68; = 1; = 0,7.



Коэффициент , учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением: .

Поправочный коэффициентрассчитывается по формуле:

Для определения поправочного коэффициентаподставим числовые значения в формулу (1.9):

Определим крутящий момент и осевую силу при сверлении, подставив значения в формулы (1.7) и (1.8):

(Нм).

(Н) = 15,9 (кН).

Определяем мощность резания:

Подставим значения в формулу (1.10):

(кВт).

По паспорту мощность станка Imachine AHL-1880 = 7,5 кВт.

Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

9. Рассчитаем основное время:

где - длина рабочего хода инструмента, мм.

Длина рабочего хода инструмента:

где l - длина обрабатываемой поверхности, мм;

, - величины врезания и перебега инструмента, мм.

Подставим числовые значения в формулы (1.13), (1.12) и (1.11):

(мм);

(мм);

(мин).

Переход 2.

Расточить отверстие, выдерживая мм, мкм.

Определяем глубину резания:



где D - исходный диаметр заготовки, мм;

d - конечный диаметр обработанной заготовки, мм.

Подставим значения в формулу (1.14) и рассчитаем глубину резания:

Черновую обработку рекомендуется выполнить за 8 проходов. Тогда глубина резания для черновой обработки будет равна:

Подставим числовые значения в формулу (1.15):

(мм).

Глубина резания:

t = 4 мм.

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач для рабочей пластины из [6]:

S = 0,2 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 70 мин.

Определяем скорость резания:



где - коэффициент, зависящий от механических свойств и структуры обрабатываемого материала ;

m, q, y - показатели степеней;

T - стойкость инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

- общий поправочный коэффициент.

Из [10, табл. 11П.] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, x, y:

= 420;

m = 0;

x = 0;

y = 0,2.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

где - поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала;

- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- поправочный коэффициент, учитывающий материал режущей части;

- поправочный коэффициент, учитывающий размер поперечного сечения державки;

- поправочный коэффициент, учитывающий главный угол в плане;

- поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине;

- поправочный коэффициент, учитывающий вид обработки.

Из [10, табл. 12П. - 17П.] определим значения поправочных коэффициентов:

= 1;

= 1;

= 1;

= 0,7;

= 0,94;

= 0,5.

Поправочный коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала:

где - коэффициент для материала инструмента, = 1;

- показатель степени при обработке, =1.

Подставим числовые значения в формулу (1.18) и найдём поправочный коэффициент :

.

Подставим все известные значения в формулу (1.17) и найдем общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.16) и определим скорость резания:

(м/мин).

Т.к. идет операция растачивания, то полученную скорость надо умножить на поправочный коэффициент 0,9:

Подставим полученную скорость резания в формулу (1.19):

(м/мин).

Определяем расчетную частоту вращения:

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Подставим числовые значения в формулу (1.20):

(об/мин).

Уточняем частоту вращения по паспорту станка.

Принимаем (об/мин).

Определяем фактическую скорость резания по формуле (1.6):

(м/мин).

Определяем основное технологическое время.

Длина рабочего хода определяется по формуле:



где - длина резания, мм ;

y - длина подвода, врезания и перебега инструмента, y = 5 мм.

Подставим числовые значения в формулы (1.21), (1.11):

(мм)

(мин).

Определяем мощность резания:

где N - мощность резания, кВт;

- сила резания, кГ.

Из [8, карта Т5] выбираем значение силы резания = 240 кГ.

Подставим числовые значения в формулу (1.21) и определим мощность резания:

(кВт).

По паспорту мощность токарного станка Imachine AHL-1880

= 7,5 кВт.

Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

Установ Б:

Переход 1.

Подрезать торец, выдерживая размеры L = мм, мкм.

Глубина резания:

t = 2 мм.

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач для рабочей пластины из [6]:

S = 0,7 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 70 мин.

Определяем скорость резания.

Из [10, табл. 11П.] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, x, y:

= 340;

m = 0,2;

x = 0,15;

y = 0,43.

Из [10, табл.12П. - 17П.] определим значения поправочных коэффициентов:

= 1;

= 1;

= 0,93;

= 1;

= 0,94;

= 1,04;

= 1, =1.

Подставим числовые значения в формулу (1.18) и найдём поправочный коэффициент :

.

Подставим все известные значения в формулу (1.17) и найдем общий поправочный коэффициент:



.

Подставим числовые значения в формулу (1.16) и определим скорость резания:

(м/мин).

Определяем расчетную частоту вращения.

Подставим числовые значения в формулу (1.20):

(об/мин).

Уточняем частоту вращения по паспорту станка.

Принимаем (об/мин).

Определяем фактическую скорость резания по формуле (1.6):

(м/мин).

Определяем основное технологическое время.

Определим длину рабочего хода по формуле (1.21) при мм,

y = 5 мм:

(мм).

Найдем основное технологическое время, подставив числовые значения в формулу (1.11):

(мин).

Определяем мощность резания.

Из [8, карта Т5] выбираем значение силы резания = 270 кГ.

Подставим числовые значения в формулу (1.21) и определим мощность резания:

(кВт).

По паспорту мощность токарного станка Imachine AHL-1880

= 7,5 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

Переход 2.

Точить поверхность, выдерживая размеры мм, мкм.

Глубина резания.

Определим глубину резания по формуле (1.14):

(мм).

Обработку рекомендуется выполнить за 2 прохода. Тогда глубина резания будет равна:

Подставим числовые значения в формулу (1.23):

(мм).

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач для рабочей пластины из [6]:

S = 0,2 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 70 мин.

Определяем скорость резания.

Из [10, табл. 11П.] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, x, y:

= 420; m = 0; x = 0; y = 0,2.

Из [10, табл.12П. - 17П.] определим значения поправочных коэффициентов:

= 1;

= 1;

= 0,93;

= 0,9;

= 0,94;

= 0,5;

= 1, =1.

Подставим числовые значения в формулу (1.18) и найдём поправочный коэффициент :

.

Подставим все известные значения в формулу (1.17) и найдем общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.16) и определим скорость резания:

(м/мин).

Определяем расчетную частоту вращения.

Подставим числовые значения в формулу (1.20):

(об/мин).

Уточняем частоту вращения по паспорту станка.

Принимаем (об/мин).

Определяем фактическую скорость резания по формуле (1.6):

(м/мин).

Определяем основное технологическое время.

Определим длину рабочего хода по формуле (1.21) при мм,

y = 5 мм:

(мм).

Найдем основное технологическое время, подставив числовые значения в формулу (1.11):

(мин).

Определяем мощность резания.

Из [8, карта Т5] выбираем значение силы резания = 90 кГ.

Подставим числовые значения в формулу (1.21) и определим мощность резания:

(кВт).

По паспорту мощность токарного станка Imachine AHL-1880

= 7,5 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

015. Сверлильная с ЧПУ.

Установ А:

Переход 1.

Центровать 8 отверстий на мм,

Глубина резания.

Для определения глубины резания подставим числовые значения в формулу (1.1):

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач [9, табл. 2.7]:

S = 0,09 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 45 мин.

Определяем скорость резания.

Из [9, табл. 2.9] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, q, y:

= 7;

m = 0,2;

q = 0,4;

y = 0,7;

Поправочные коэффициенты: = 1; =0,9; = 0,75; = 1.

Для определения поправочного коэффициента подставим числовые значения в формулу (1.4):

.

Подставим числовые значения коэффициентов в формулу (1.3) и определим общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.2) и определим скорость резания при сверлении:

(м/мин).

Определяем частоту вращения.

Подставим числовые значения в формулу (1.5):

(об/мин).

Полученное значение соответствует стандартному паспортному значению = 2000 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания.

Подставим числовые значения в формулу (1.6) и определим фактическую скорость резания:

(мм/об).

Рассчитываем крутящий момента и осевую силу при сверлении.

Из [9. табл. 2.12] определим значения коэффициентов, и показатели степени :

= 0,0345; = 2; = 0,8;

=68; = 1; = 0,7.

Коэффициент , учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением: .

Для определения поправочного коэффициентаподставим числовые значения в формулу (1.9):

Определим крутящий момент и осевую силу при сверлении, подставив значения в формулы (1.7) и (1.8):

(Нм).

(Н) = 0,378 (кН).

Определяем мощность резания.

Подставим значения в формулу (1.10):

(кВт).



По паспорту мощность универсального вертикально-сверлильного станка 2С132Л = 4 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

9. Рассчитаем основное время.

Подставим числовые значения в формулы (1.13), (1.12) и (1.11):

(мм);

(мм);

(мин).

Переход 2 и 3.

Сверлить 8 отверстий, выдерживая размеры мм, L = мм, мкм.

Снять в 8 отверстиях фаску 0,545.

Глубина резания.

Для определения глубины резания подставим числовые значения в формулу (1.1):

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач [9, табл. 2.7]:

S = 0,08 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 45 мин.

Определяем скорость резания.

Из [9, табл. 2.9] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, q, y: = 7; m = 0,2; q = 0,4; y = 0,7;

Поправочные коэффициенты: = 1; =0,9; = 0,75; = 1.

Для определения поправочного коэффициента подставим числовые значения в формулу (1.4):

.

Подставим числовые значения коэффициентов в формулу (1.3) и определим общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.2) и определим скорость резания при сверлении:

(м/мин).

Определяем частоту вращения.

Подставим числовые значения в формулу (1.5):

(об/мин).

Полученное значение соответствует стандартному паспортному значению = 1200 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания.

Подставим числовые значения в формулу (1.6) и определим фактическую скорость резания:

(мм/об).

Рассчитываем крутящий момент и осевую силу при сверлении.

Из [9. табл. 2.12] определим значения коэффициентов, и показатели степени :

= 0,0345; = 2; = 0,8;

=68; = 1; = 0,7.



Коэффициент , учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением: .

Для определения поправочного коэффициентаподставим числовые значения в формулу (1.9):

Определим крутящий момент и осевую силу при сверлении, подставив значения в формулe (1.7) и (1.8):

(Нм).

(Н) = 0,987 (кН).

Определяем мощность резания.

Подставим значения в формулу (1.10):

(кВт).

По паспорту мощность универсального вертикально-сверлильного станка 2С132Л = 4 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

9. Рассчитаем основное время.

Подставим числовые значения в формулы (1.13), (1.12) и (1.11):

(мм);

(мм);

(мин).

Переход 4.

Нарезать резьбу в 8 отверстиях, выдерживая размеры М10,

L = мм, мкм.

Глубина резания:

t = 1,5 мм.

Назначаем подачу на оборот.

Выбираем из рекомендуемых подач [8]:

S = 1,5 мм/об.

Стойкость инструмента:

T = 90 мин.

Определяем скорость резания.

Из [11, табл. 25] определим значения коэффициента для данных табличных условий резания и показатели степени m, x, y:

= 64,8;

q = 1,2;

y = 0,5.

Из [11, табл. 26] определим значения поправочных коэффициентов:

= 1;

= 1;

= 1;

= 0,75.

Подставим числовые значения коэффициентов в формулу (1.3) и определим общий поправочный коэффициент:

.

Подставим числовые значения в формулу (1.2) и определим скорость резания при сверлении:

(м/мин).

Определяем частоту вращения.

Подставим числовые значения в формулу (1.5):

(об/мин).

Полученное значение соответствует стандартному паспортному значению = 90 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания.

Подставим числовые значения в формулу (1.6) и определим фактическую скорость резания:

(мм/об).

Рассчитываем крутящий момента:

где Р - шаг резьбы, мм;

D - номинальный диаметр резьбы, мм.

Из [11, табл. 27] определим значения коэффициентови показатели степени :

= 0,027; = 1,4; = 1,5.

Из [11, табл. 26] определим коэффициент :

Поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:

;

Определим крутящий момент, подставив значения в формулы (1.24):

(Нм).

Определяем мощность резания.

Подставим числовые значения в формулу (1.10):

(кВт).

По паспорту мощность универсального вертикально-сверлильного станка 2С132Л = 4 кВт. Т.к. < , то выбранный режим резания удовлетворят условию по мощности на шпинделе станка.

9. Рассчитаем основное время.

Подставим числовые значения в формулы (1.13), (1.12) и (1.11):

(мм);

(мм);

(мин).

1.4 Наладка инструмента на размер вне станка

Настройка на размер выполняется на специальных приборах. Набор из вспомогательного и режущего инструмента устанавливают и закрепляют на приборе в подставке, имитирующей присоединительные под инструмент поверхности шпинделя или суппорта станка. Приборы имеют подвижную каретку, которая может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях; одновременно по линейкам можно отсчитывать величину перемещений каретки. Начало отсчета каждой из линеек совмещено с положением отсчетной точки. На верхней каретке находится устройство (микроскоп, проектор, индикатор, шаблон или другое измерительное средство), с помощью которого можно фиксировать момент совмещения заданного и фактического положения вершины режущего инструмента.



Рисунок 1.4.1 - Оптический прибор БВ-2015

Оптический прибор БВ-2015 (рис. 1.4.1) предназначен для настройки инструментов к сверлильным, фрезерным, расточным и многооперационным станкам. Стойка 4 прибора имеет вертикальные направляющие для продольного перемещения каретки 5, на каретке в горизонтальных направляющих в поперечном направлении перемещается траверса 7, несущая на конце визирный микроскоп 6. Шпиндель 3 смонтирован в подшипниках, и его можно поворачивать рукой. В верхней части шпинделя имеется коническое отверстие для установки переходной оправки, несущей режущий инструмент, закрепляемый рукояткой 6. Координатные расстояния вершины режущей кромки устанавливают по отчетным микроскопам 8 и 9. За инструментом наладчик наблюдает в микроскоп 6. Маховички 1 и 10 необходимы для продольного и поперечного перемещений.

Основные данные прибора БВ-2015:

Диаметр настраиваемого инструмента 2 - 300 мм.

Вылет настраиваемого инструмента по оси Z 100- 500 мм.

Увеличение визирного микроскопа 30х.

Цена деления отсчетных устройств 0,001 мм.

Оптический прибор БВ-2010 может быть приспособлен для настройки инструментов станков токарной и фрезерно-сверлильно-расточной групп. В первом случае на поверхность А основания прибора устанавливают подставку, имитирующую суппортную часть токарного станка, во втором случае подставка выполнена в виде бабки с горизонтальной осью вращения шпинделя. Подставка имеет поверхности для базирования и устройства для закрепления резцовых блоков или других инструментальных державок.

Отсчет размеров выполняют в двух горизонтальных координатных направлениях. Для проверки положения режущей кромки по высоте можно использовать индикатор часового типа.



2. Проектирование режущего инструмента

2.1 Патентно-информационный поиск

Патент № 6361U

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС С ВИНТОВЫМИ ЗУБЬЯМИ.

Устройство для магнитно-абразивной обработки цилиндрических колес с винтовыми зубьями, содержащее механизм вращения обрабатываемой детали, разомкнутую электромагнитную систему с расположенными горизонтально охватывающими обод цилиндрического колеса с винтовыми зубьями, полюсными наконечниками с концентричной относительно его поверхностью и механизм создания колебаний электромагнитной системы с приводом, отличающееся тем, что полюсные наконечники выполнены образующими своими обращенными друг к другу внутренними поверхностями, охватывающими обод цилиндрического колеса с винтовыми зубьями диаметром D, в сечении, перпендикулярном оси колеса, эллипс с горизонтальной осью, равной мм, и вертикальной осью, равной , причем полюсные наконечники имеют между собой зазор 5…6 мм, симметричный проходящей через ось колеса вертикальной плоскости.

Патент № 5916U

КОМБИНИРОВАННЫЙ УПРУГИЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ.

1. Комбинированный упругий инструмент для конических отверстий, содержащий корпус с отверстием, в котором установлен шток, рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, рабочие антифрикционные элементы, выполненные в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины, причем упомянутые две винтовые пружины выполнены из упругой металлической проволоки и установлены из условия чередования в продольном направлении инструмента деформирующих витков и витков с антифрикционным покрытием. Концы винтовых пружин закреплены в корпусе и на штоке с помощью фланца, при этом шток выполнен с винтовым пазом, в котором размещена шпонка, закрепленная в корпусе, причем шток в верхней части имеет резьбу с установленной на ней над корпусом регулировочной гайкой, а рабочие антифрикционные элементы выполнены в виде витков с антифрикционным покрытием винтовой пружины меньшей продольной и поперечной жесткости, чем рабочие деформирующие элементы, выполненные в виде деформирующих витков винтовой пружины, отличающийся тем, что винтовые пружины выполнены коническими, а фланец присоединен к штоку с помощью резьбы с возможностью изменения его положения относительно корпуса.

2. Комбинированный упругий инструмент для конических отверстий по п.1, отличающийся тем, что на внешней поверхности деформирующих витков закреплены абразивные элементы, например, в виде алмазного порошка.

Патент № 5996 U

СБОРНЫЙ РЕЗЕЦ.

Сборный резец, содержащий корпус, клин со скосом, соответствующим скосу корпуса, прихват, режущую пластину, штифт, элемент крепления прихвата и клина к корпусу, отличающийся тем, что клин и прихват выполнены раздельно, при этом прихват выполнен в виде скобы, опорные поверхности которой расположены на режущей пластине и корпусе, элемент крепления прихвата и клина к корпусу выполнен в виде винта, имеющего резьбу, разделенную диском для фиксации клина, и гайки, расположенной сверху прихвата для его фиксации.

Патент № 6906U

ФРЕЗА-ПРОТЯЖКА.

Фреза-протяжка, состоящая из корпуса с посадочным отверстием и режущим венцом, отличающаяся тем, что сменные кольцевые режущие элементы имеют несколько режущих кромок - основную, работающую по принципу фрезерования и снимающую основной припуск с заготовки, а остальные чисторежущие - одна или несколько - расположены на задней поверхности режущего элемента на радиусах, превышающих радиус расположения основной кромки на величину снимаемого припуска при чистовой операции.

Патент № 13712С1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯХ.

Устройство для электролитно-плазменной обработки отверстий в металлических изделиях, содержащее раму, на которой расположены ванна и манипулятор в виде механизма вертикального и горизонтального перемещения с установленной изолирующей подвеской, токопроводящий зажим для крепления изделия и источник постоянного тока, отличающееся тем, что содержит форсунку, установленную на манипуляторе и связанную с насосом для подачи электролита и отрицательным полюсом источника питания, кроме того, форсунка снабжена соплом из электроизолирующего термостойкого материала и расположенными внутри нее концентраторами электрического поля, а токопроводящий зажим для крепления изделия установлен на изолирующей подвеске и связан с положительным полюсом источника питания постоянного тока.

2.2 Назначение, типы, описание конструкции режущего инструмента

В практике машиностроения применяются следующие основные виды резьбонарезных фрез: гребенчатые; дисковые; головки для вихревого нарезания резьбы.

Применение фрезерования вместо точения при нарезании наружной и внутренней резьб обеспечивает значительное повышение производительности за счет:

использования многозубого инструмента с большой суммарной активной длиной режущих кромок, одновременно снимающих стружку (гребенчатые фрезы);

увеличения толщины среза на один зуб (дисковые фрезы);

увеличения скорости резания за счет оснащения резцов твердым сплавом (головки для вихревого нарезания резьбы).

По конструкции гребенчатые фрезы разделяются:

концевые, имеющие конический хвостовик;

насадные.

Их рабочая часть может изготовляться из быстрорежущих сталей, либо из твердых сплавов. Рабочая часть фрезы малого диаметра изготовляется полностью из твердого сплава, а у фрез больших диаметров на корпусе инструмента закрепляются твердосплавные пластины. Применение твердосплавных фрез позволяет повысить скорость резания и снизить время резьбонарезания. Гребенчатые фрезы применяются для нарезания остроугольных наружных и внутренних резьб с мелким шагом на цилиндрических и конических поверхностях заготовок (рис. 2.1).

Рис. 2.1 - Гребенчатые резьбонарезные фрезы: а - цилиндрическая насадная; б - цилиндрическая концевая; в - для нарезания конических резьб

Гребенчатые фрезы в зависимости от диаметра делаются с длиной рабочей части равной 15--100 мм. Чтобы обеспечить одновременную обработку по всей длине детали, длина гребенчатой фрезы должна быть на 2--3 шага больше длины нарезаемой резьбы.

Схема резьбофрезерования наружной резьбы цилиндрической гребенчатой фрезой представлена на рис. 2.2. Здесь ось фрезы устанавливается параллельно оси заготовки. Фреза вращается вокруг своей оси со скоростью vф, определяемой стойкостью инструмента, и в начальный момент врезается с радиальной подачей Sp = Szznф, после чего она перемещается на величину одного шага резьбы Р вдоль оси заготовки с подачей Snp= Р. При этом заготовка медленно поворачивается на 1... оборота. Здесь перебег, равный оборота, совершается для компенсации пути врезания инструмента на заданную глубину профиля резьбы.

резьба точение станок фрезерование

Рис. 2.2 - Схема нарезания резьбы гребенчатой фрезой

Недостатком гребенчатых фрез является искажение угла профиля нарезаемой резьбы из-за несовпадения траектории точек режущих кромок фрезы с кривой резьбы, получаемой в сечении, перпендикулярном к оси заготовки. У фрезы это окружность, а у нарезаемой резьбы - архимедова спираль.

Насадные гребенчатые фрезы преимущественно используются для обработки коротких наружных резьб невысокой точности. Они имеют высокую производительность и могут нарезать резьбу любого диаметра с данным шагом.

Рис. 2.3 - Насадная резьбовая гребенчатая фреза

2.3 Расчет геометрических и конструктивных параметров режущего инструмента

Исходные данные:

резьба М553-7e;

длина резьбы L = 40 мм;

обрабатываемый материал - сталь 40Х.

Выбор инструментального материала.

Выбираем материал фрезы [1, табл. 7.1]. Принимаем быстрорежущую сталь Р6М5, HRCэ = 63…66.

Определение диаметра фрезы и буртиков.

Наружный диаметр фрезы:



где - расстояние между шпинделями станка, мм.

Принимаем резьбофрезерный станка модели 5К63, мм.

Для определения наружного диметра фрезы подставим значения в формулу (2.1):

По ГОСТ 1336-77:

мм.

Диаметр буртиков:

Для определения диаметра буртиков подставим числовые значения в формулу (2.2):

Определение диаметра отверстия под оправку.

Диаметр отверстия под оправку:

где - диаметр отверстия под оправку, мм;

D - наружный диаметр фрезы.

Подставим числовые значения в формулу (2.3):

Принимаем по ГОСТ 9472-90:

.

Диаметр выточки:



Подставим значения в формулу (2.4):

По ГОСТ 9472-90:

ширина шпоночного паза:

высота шпоночного паза:

Определение длины резьбовой части фрезы и посадочной части отверстия.

Длина резьбовой части:

где - длина резьбовой части фрезы, мм;

L - длина резьбы, мм;

P - шаг резьбы.

Подставим числовые значения в формулу (2.5):

Принимаем = 50 мм.

Общая длина фрезы, при длине буртиков 2…3 мм:

где Lф - общая длина фрезы, мм.

Подставим числовые значения в формулу (2.6):

Длина посадочной части отверстия:



где - длина посадочной части отверстия, мм.

Подставим числовые значения в формулу (2.7):

Выбор углов заточки.

Задний угол фрезы обычно равен б = 8…10?.

Передний угол г выбираем из справочной литературы [1, табл. 7.14]:

б = 10?;

г = 5?.

Выбор числа зубьев фрезы и диаметра затыловочного круга.

Выбор числа зубьев зависит от плавности фрезерования, числа допустимых переточек и наименьшего диаметра шлифовального затыловочного круга.

Фреза должна выдержать переточек при съеме за одну переточку , а после всех переточек толщина зуба равна около общей величины стачивания. Получим толщину зуба при вершине:

Принимаем .

Подставим числовые значения в формулу (2.8):

Ширина стружечной канавки равна (0,3…0,4) окружного шага. Окружной шаг найдем по формуле:



Тогда число зубьев:

Подставим числовые значения в формулы (2.9) и (2.10):

.

Принимаем z = 32.

Для повышения равномерности фрезерования используют винтовые стружечные канавки с углом . Принимаем .

Шаг винтовой канавки:

Подставим числовые значения в формулу (2.11):

Полученное число зубьев необходимо проверить исходя из возможности шлифования профиля. Предельно допустимый диаметр шлифовального круга:

где - задний угол фрезы.

Подставим числовые значения в формулу (2.12):



поэтому примем .

Угол выхода шлифовального круга:

Подставим числовые значения в формулу (2.13):

Допустимое число зубьев фрезы:

Подставим числовые значения в формулу (2.14):

Для проверки плавности фрезерования найдем угол контакта фрезы с заготовкой:

где - высота профиля резьбы

Для данной резьбы, при , [2].

Подставим значения в формулу (2.15):



.

Считая, что одновременно в контакте должно находиться не менее двух зубьев, получим:

Подставим числовые значения в формулу (2.16):

.

Окончательное принятое число зубьев должно удовлетворять соотношению , или хотя бы Выбираем наименьшее значение

Выбор конструктивных элементов впадины и зуба фрезы.

Высота зуба:

Где

Подставим числовые значения в формулу (2.18):

Найдем высоту зуба, подставив числовые значения в формулу (2.17):

Принимаем H = 6,9 мм.

Радиус закругления впадины:

Подставим числовые значения в формулу (2.19):

Угол впадины т.к. >2,5мм.

Величина затылования:

Подставим числовые значения в формулу (2.20):

Подставим числовые значения в формулу (2.21):

Определение профиля витков в диаметральной плоскости резьбы.

По ГОСТ 9150-81 принимаем: Степень точности фрезы - E, согласно ГОСТ 1336-77.

Коррекция размеров резьбы с учетом

При наличии переднего угла (в нашем случае ) необходимо пересчитать размеры резьбы, заданной в диаметральной плоскости в размеры, на передней поверхности по формулам:



Подставим числовые значения в формулы (2.24) и (2.25):

Подставим числовые значения в формулы (2.22), (2.23) и (2.26):

Назначение технических требований по ГОСТ 1336-77.

Шероховатость профиля резьбы и посадочного отверстия

Биение опорных торцов 0,02 мм.

Биение наружного диаметра 0,05 мм.

Биение профиля 0,03 мм.

Погрешность шага ±10 мкм.



Вывод

В первой части курсового проекта была произведена разработка инструментальной наладки детали, составлена маршрутная технология. Для каждой технологической операции был подобран инструмент из каталогов фирмы Sandvik Coromant и TaeguTec, также были рассчитаны режимы резания. В графической части проекта необходимо было выполнить чертеж детали для инструментальной наладки (А4) и инструментальную наладку (А1).

Во второй части проекта по исходным данным необходимо было выполнить расчет и проектирование насадной гребенчатой фрезы.



Список литературных источников

1. Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие. /Под редакцией Е.Э. Фельдштейна - Мн.: Дизайн ПРО, 2002.

2. Каталог VERGNANO 2010 Метчики и резьбонарезные плашки. Стр. 202.

3. Барановский Ю.В. «Режимы резания металлов». Изд.: Машиностроение. Москва 1972.

4. «Расчет режимов резания при точении». В.Н. Байкалова, A.M. Колокатов, И.Д. Малинина. Москва 2000.

Размещено на Allbest.ru