Проектирование металлорежущего инструмента

Федеральное агентство  по образованию

 

Федеральное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

 

 

 

Липецкий государственный  технический университет

 

 

 

 

Кафедра технологии машиностроения

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Металлорежущий  инструмент»

на тему: «Проектирование  металлорежущего инструмента»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. ТМ-03-2

Иншаков А.С.

«___»_________________2007г.

___________________________

Проверил Амбросимов С.К.

«___»_________________2007г.

___________________________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Липецк, 2007г.

Задание

 

1. Спроектировать призматический фасонный резец для обработки заготовки требуемой формы. Вариант 18. Рисунок 2в.[   ]

 

2. Спроектировать протяжку для обработки квадратного отверстия. Вариант 20     [     ]

 

3. Спроектировать зубообрабатывающий инструмент. Вариант 11 [   ]

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

 

В данном курсовом проекте  представлена методика расчёта призматического  фасонного резца, проектирования квадратной протяжки, соответственно для обработки  квадратного отверстия,  зубообрабатывающего инструмента, а также                                                                                                       

Данная пояснительная  записка содержит:      рисунков,     таблиц,     формул, количество приложений-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графическая часть содержит:

 

Лист №1: Резец фасонный призматический                       Формат А3

 

Лист №2: Протяжка квадратная □27F8                               Формат А1

 

Лист №3: Зубообрабатывающий инструмент                     Формат А__

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

1. Проектирование призматического  фасонного резца………………………………

    1.1. Общие сведения…………………………………………………………………

    1.2. Исходные данные………………………………………………………………

    1.3. Графический метод расчёта……………………………………………………

    1.4. Аналитический метод расчёта…………………………………………………

 

2. Расчёт  протяжки для обработки квадратного  отверстия…………………………

    2.1. Общие сведения…………………………………………………………………

    2.2. Исходные данные………………………………………………………………

    2.3. Порядок расчёта…………………………………………………………………

 

3. Проектирование зубообрабатывающего  инструмента…………………………….

   3.1. Общие сведения………………………………………………………………….

   3.2. Исходные данные……………………………………………………………….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Проектирование фасонного  призматического резца

 

1.1Общие сведения

 

   Фасонные резцы широко  применяются в серийном, крупносерийном  и массовом производстве при  обработке фасонных деталей на  автоматах, полуавтоматах и других  станках. Применяются призматические, круглые и тангенциальные резцы  из быстрорежущей стали или с пластинами из твёрдого сплава. Точно изготовленные фасонные резцы при правильной установке их на станках обеспечивают высокую производительность, точность формы и размеров обрабатываемых деталей по IT8-IT12 и поверхность с Ra=0,63-2.5 мкм.

  Фасонные резцы обладают следующими преимуществами по сравнению с обычными токарными резцами: большой производительностью, высокой точностью профиля и размеров обработанной детали, большим сроком службы, простой заточки и переточки, не требуют при эксплуатации рабочих высокой квалификации. Однако фасонные резцы имеют недостатки: трудоёмкость проектирования, сложность изготовления, необходимость точной и определённой установки, большая стоимость, разные условия резания и износ точек режущей кромки.

  Призматические резцы применяются для обработки наружных поверхностей, обладают повышенной жесткостью и надёжностью крепления, повышенной точностью обработки, лучше отводят теплоту, проще в установке на станках по сравнению с круглыми. [     ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Исходные данные:

 

Резец призматический. Вариант 18(Рисунок 2в), d=27 мм., R=10 мм., α=15º, L=60мм., материал заготовки - алюминиевый сплав АЛ3

 

Рисунок 1 Профиль детали для обработки фасонным резцом

 

1.3 Графический метод

 

Вычисления радиусов производим по рисунку 2в [   ], количество точек необходимо выбирать следующим образом: через каждые 5 мм. вычисляем радиус, например, на таком профиле как тор, сфера и т.д. Исключение составляет конус. Здесь необходимо брать 3-и точки.

 

R₁=(50-10tg 40º)/2=41.609/2=20,8045мм.

R₂=(50-5tg 40º)/2=45.104/2=25,552мм.

R₃=25мм.

R₄=25+(100-56.25)^1/2-(100-6,25)^1/2=21,9315мм.

R₅=25+(100-56.25)^1/2-(100-6,25)^1/2=21,9315мм.

R₆=25мм.

R₇=25мм.

R₈=(625-25)^1/2=(600)^1/2=24,495мм.

R₉=(625-100)^1/2=(525)^1/2=22,913мм.

R₁₀=13,5+15tg15º=17.519мм.

R₁₁=(13.5+17.519)/2=15.5095мм.

R₁₂=13.5мм.

 

 

При помощи графического метода вычисляем  характерные точки профиля резца:

 

 

Рисунок 2 Графический метод расчёта

Таблица 1

Параметры характерных  точек профиля детали

№ (·)	M 4:1	M 1:1	№ (·)	M 4:1	M 1:1
R1	83.2	20.8	R8	98	24.5
R2	90	22.5	R9	91.6	22.9
R3	100	25	R10	70	17.5
R4	87.6	21.9	R11	62	15.5
R5	87.6	21.9	R12	54	13.5
R6	100	25
R7	100	25

Полученные радиусы профиля  детали занесём в таблицу 2.

 

 

Полученные радиусы профиля  детали занесём в таблицу 2.

 

Таблица 2

Параметры характерных  точек профиля резца

 

№ (·)	M 4:1	M 1:1	№ (·)	M 4:1	M 1:1
R1	23.6	5.9	R8	35.6	8.9
R2	29.2	7.3	R9	30.4	7.6
R3	37.2	9.3	R10	13.2	3.3
R4	27.6	6.9	R11	6.8	1.7
R5	27.6	6.9	R12	0	0
R6	37.2	9.3
R7	37.2	9.3

 

1.4 Аналитический расчёт для призматического резца

 

1. По известным формулам рассчитаем значение угла  γ_x :

 

 γ_x=arcsin ;                             

γ₁=arcsin ,

γ₂=arcsin ,

γ₃=arcsin ,

γ₄=arcsin ,

γ₅=arcsin ,

γ₆=arcsin ,

γ₇=arcsin ,

γ₈=arcsin ,

γ₉=arcsin ,

γ₁₀=arcsin ,         

γ₁₁=arcsin ,      

γ₁₂=arcsin .        

2. Вычислим значение 1x:

 

1x=r_x·cosγ_x-r₁·cosγ;

 

1x₁=20,805·cos15,92º-13.5·cos25º=7,772 мм.,

1x₂=22,522·cos14,67º-13.5·cos25º=9,553 мм.,

1x₃=25·cos13,19º-13.5·cos25º=12,105 мм.,

1x₄=21,932·cos15,08º-13.5·cos25º=8,942 мм.,

1x₅=21,932·cos15,08º-13.5·cos25º=8,942 мм.,

1x₆=25·cos13,19º-13.5·cos25º=12,105 мм.,

1x₇=25·cos13,19º-13.5·cos25º=12,105 мм.,

1x₈=24,495·cos13,47º-13.5·cos25º=11,586 мм.,

1x₉=22,913·cos14,42º-13.5·cos25º=9,956 мм.,

1x₁₀=17,519·cos19,01º-13.5·cos25º=4,328 мм.,

1x₁₁=15.510·cos21,58º-13.5·cos25º=2,188 мм.,

1x₁₂=13.5·cos25º-13.5·cos25º=0 мм..

 

3. Вычисляем конечное значение величины радиуса профиля резца:

 

h_x=(r_x·cosγ_x-r₁·cosγ)·cos(α+γ);

 

h_x1=7,772·cos (15+25)=5.954 мм.,

h_x2=9,553·cos (15+25)=7,318 мм.,

h_x3=12,105·cos (15+25)=9,273 мм.,

h_x4=8,942·cos (15+25)=6,850 мм.,

h_x5=8,942·cos (15+25)=6,850 мм.,

h_x6=12,105·cos (15+25)=9,273 мм.,

h_x7=12,105·cos (15+25)=9,273 мм.,

h_x8=11,586·cos (15+25)=8,875 мм.,

h_x9=9,956·cos (15+25)=7,627 мм.,

h_x10=4,328·cos (15+25)=3,315 мм.,

h_x11=2,188·cos (15+25)=1,676 мм.,

h_x12=0·cos (15+25)=0 мм..

h_xn=R*_n

 

Полученные результаты аналитического расчёта заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Значения аналитического расчёта

 

Обозначение	Величина, мм.
H1	5.954
H2	7,318
H3	9,273
H4	6,850
H5	6,850
H6	9,273
H7	9,273
H8	8,875
H9	7,627
H10	3,315
H11	1,676
H12	0

 

Назначим остальные конструктивные параметры резца [    ,стр.132]:

B=25мм. M=45.77мм.

H₁=90мм.

Е=10мм.

А=30мм.

F=20мм.

r=1.0,        d=10мм.

 

2. Расчёт протяжки  для обработки квадратного отверстия.

 

2.1. Общие сведения

 

  Протягивание – один из  наиболее эффективных методов  механической обработки, позволяющий  получать изделие высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0.32 мкм. Протягивание в основном применяют в крупносерийном и массовом производстве, однако этот метод успешно используют и мелкосерийном и даже единичном производстве, когда протягивание является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

  В качестве режущего инструмента при протягивании используются различные типы протяжек. Протяжка – многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи.

  Протягивание применяют для  обработки внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей. Соответственно различают внутренние и наружные протяжки. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных, многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др. [      ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Исходные данные

Протяжка для обработки квадратного  отверстия, вариант 20, сторона квадрата 27F8 мм., длина протягивания L=50 мм., материал детали -СЧ 18. [      ]

 

2.3 Порядок расчёта

 

Определяем припуски на протягивание.

Для протяжек с замкнутыми или разделённым  режущими кромками (круглые, шлицевые, квадратные и т.д.) после чистового растачивания или развёртывания определяется по формуле:

 

,

где:

припуск на диаметр, мм.,

 диаметр обрабатываемого отверстия, мм.,

длина протягиваемого отверстия,мм..

 

Так как грани отверстия должны быть чистыми, то протяжку снабжают 3-5 предварительными круглыми зубьями.

Для нашего случая примем 4 предварительных  круглых зуба.

, , ,

где: А_n-припуск на сторону, равный толщине слоя металла, снимаемого протяжкой.