- •Курсовая работа
- •Проверил:_____________________
- •2.2 Выбор метода получения заготовки
- •2.3 Разработка технологического маршрута
- •2.6 Выбор оборудования, приспособлений и инструментов.
- •2.7 Расчет режимов резания
- •2.9 Расчет норм времени
- •9 Расчет и конструирование режущего инструмента
- •2.11 Расчёт и проектирование измерительного приспособления
9 Расчет и конструирование режущего инструмента
Рассчитать и сконструировать спиральное твердосплавное сверло, оснащенную сменной пластиной для сверления 27 мм. у заготовки из стали 45 с пределом прочности δ=600 МПа. Припуск на обработкуh=13,5 мм. Обработка производиться на многоцелевом станке.
Сверла представляют собой режущие инструменты, предназначенные для образования отверстий в сплошном материале. В процессе сверления осуществляются два движения: вращательное – вокруг оси инструмента и поступательное — вдоль оси инструмента. Сверла используются также для рассверливания предварительно просверленных отверстий. Для обработки данного отверстия применяется сверло цельное из быстрорежущей стали.
Сверло состоит из корпуса с цилиндрическим хвостовиком, на противоположный конец которого устанавливаются сменные пластины при помощи винтов.
1. Предварительно задаюсь длинной L и соответственно её диаметром Д, число зубьев Z и углом ω: L=160 мм; Д=27 мм, l=86 (длина рабочей части); Z=2 мм.;
2. Подачу Sz=0,1 мм/зуб.
3. Определяю окружной шаг зубьев фрезы:
Sокр.= = 42,39 мм. (36)
Д – диаметр инструмента, мм.
Z – число зубьев инструмента.
Определяю геометрические параметры режущей части: главный задний угол =11˚; передний угол=5˚.
4. Осевую составляющую силы резания определим по формуле [14].
Р0 =10 Ср Dq sy Kp
Коэффициенты Ср = 68; q = 1.0; y = 0,7[14]
= ()1 = 0,8
Р0 =10*68* 27* 0,10,7*0,8 =1468 Н.
5. Крутящий момент по формуле.
= 10 СМ Dg sy Kp , Нм (37)
Где : См; у; u; q; - поправочные коэффициенты:
Sz – величина подачи инструмента, мм/зуб,
D – диаметр инструмента, мм,
Кр - поправочный коэффициент на силу резания.
См= 0,0345; q=2,0; y=0,8
= ()0,75 = 0,84
М кр= 10*0,0345*272,0 *0,10,7*0,84 = 21,1 Нм
6. Определяю диаметр хвостовика.
dср = 2Мср/Р0 (38)
dср= 2х21,1/1468 = 0,028 м. принимаем Ø32 мм.
Так так посадочный диаметр фиксируется от проворачивания замком, для го на хвостовике фрезеруется лыска.
6) Выбираю материал фрезы: корпуса – сталь 40Х, пластины – твердый сплав с износостойким покрытием. Назначаю твердость детали сверла после термической обработки: корпуса HRC 30-40; пластины – HRC 60-64.
Рисунок 3. Эскиз сверла
Шаг винтовой канавки:
Н = = = 182 мм.
7. Диаметр dc сердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла: принимаем диаметр сердцевины у переднего конца сверла равной 0,15D
dc = 0,15 х 27 = 4,0 мм.
Тогда утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1.4 - 1.8 мм на 100 мм длины. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм
8. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части по направлению к хвостовику 0,08 мм [4];
9. Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяю аналитическим способом.
Большой радиус профиля:
При диаметре фрезы ,Сф = 1. следовательно
Rk = 0,616 х 27 = 16,6 мм.
Меньший радиус профиля Rk=CkD, где
С0 = 0,015ω0,75 = 0,015 х 250,75 = 0,168
Следовательно R0 = 0,168 х 27 = 4,54 мм.
Ширина профиля В = R0 + Rк = 16,6+4,54 = 21,14 мм.
10. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.
Рис. 14
11. Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла.
Предельные отклонения диаметра сверла: D = 27 h12(-0.21)
Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла:
Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм.
12 Технические требования:
Материал корпуса фрезы – сталь 40Х ГОСТ 4543. Твердость HRC 30-40.
Материал пластины - твердый сплав, твердость HRC 60-67
Неуказанные предельные отклонения – отверстий H14, валов h14,
остальных размеров IT14/2 по ГОСТ 25347.
Маркировать на корпусе диаметр и длину сверла, обозначение пластины, товарный знак завода – изготовителя (27х160х GPMT110304-U3- )
2. 10 Расчет и конструирование приспособления
2.10.1 Описание конструкции приспособления.
Приспособление с поршневым пневмоприводом для фрезерования зубьев звездочки устанавливается на столе станка и вращается вместе со столом в процессе нарезания зубьев. В приспособление вмонтирован пневмопривод для зажима и отжима заготовки. Втулка, на которую устанавливаются штуцера привода насаживается на приспособление, но не вращается. А вращается внутренняя часть приспособления. Для выталкивания заготовки в приспособлении имеется выталкиватель. Зажим и базирование происходит по внутренней цилиндрической поверхности заготовки.
2.10.2. Назначение приспособления.
Приспособление с пневмоприводом применяется для установки и зажима различных деталей на зубофрезерных станках.
2.10.3. Принцип действия приспособления.
Приспособление с цанговым пневматическим зажимом для фрезерования цилиндрических зубчатых колёс червячной фрезой, устанавливают на зубофрезерном столе станка и закрепляют винтами 17. При переключении распределительного крана сжатый воздух через штуцер 14 поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра, встроенного в корпусе 3 приспособления, и перемещает поршень 5 со штоком 1 и тягой 10 вниз, при этом тяга верхним коническим концом разжимает цангу 11, которая зажимает обрабатываемое колесо. После нарезания зубьев на колесе, распределительный кран переключается и сжатый воздух через штуцер 14 и воздушные каналы в пневмоцилинре и его крышки поступает в нижнюю полость пневмоцилиндра и перемещает поршень 5 со штоком 1 и тягой 10 вверх, верхний конический конец тяги выходит из отверстия цанги 10, которая под действием упругих сил сжимается, и обработанное колесо освобождается от зажима. При движении поршня вверх с ним перемещается втулка 6 и стежнями 12, снимает колесо с цанговой оправки.
2.10.4. Расчет приспособления.
Сила зажима определяется по формуле
W=К*Pz/f (39)
Коэффициент запаса К=К0*К1*К2*К3*К4*К5*К6
где: К0-постоянный коэффициент запаса при всех случаях обработки, К0=1,5
К1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; К1=1,5
К2=1…1,9 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от затупления инструмента: принимаю К2=1,2
К3- для данного случая не учитывается
К4= - коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима приводом приспособления; К4=1
К5-для данного случая не учитывается
К6 = 1,0 коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах;
Коэффициенты К2-К6 выбираю [2].
К=1,5*1,2*1*1*1=1,8
2.10.5 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
W=К*Pz*cos ω/f (40)
Nрез = =1,6 кВт
Отсюда Pz= 1020*60* Nрез/V = 1020*60*1,6/60 = 1632 Н.
Осевая сила Рх = Pz*cos ω вызывает прокручивание детали.
f0=0,2-коффициент трения стали по стали
W=1,8*1632*0,05234/0,2 = 769 Н.
Усилие на приводе Q = Wi = 769*4 =3075 Н.
Рисунок 4. Схема для расчёта усилия зажима.
1.5 Расчет основных параметров зажимного механизма
Диаметр пневматического цилиндра
Dц=1,44, мм (41)
Dц=1,44 = 137 мм
Давление воздуха в сети, принимаю Р=0,4 МПа.
Принимаю стандартный диаметр пневмоцилиндра D=160 мм.
Диаметр штока принимаю в зависимости от диаметра цилиндра, принимаю d=40мм
Определяю действительную силу зажима пневмоцилиндра одностороннего действия штоковой полости
Q=0,785*(D2-d2)*p*η
Q=0,785*(1602-752)*0,4*0,85=5330 H.
Рис. 5 Схема установки заготовки.