Проектирование режущего инструмента

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет «Машиностроения и автомобильного транспорта»

Кафедра «Инструментальные системы и сервис автомобилей»

 

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная записка

 

к курсовому проекту

на тему:

«Проектирование режущего инструмента»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: 3-МиАТ-1

Макаренко А.Ю.

____________

(подпись)

 

Руководитель: Иванов Ю.И.

___________

 (подпись)

 

 

 

 

 

 

Самара 2013 г.

 

РЕФЕРАТ.

 Данный курсовой проект состоит из графического материала, объёмом 5 листов, и пояснительной записки, состоящей из 20 страниц, 1 рисунков, литературных источников 8 наименований.

 

РЕЗЕЦ ФАСОННЫЙ ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ, ДОЛБЯК, ПРОФИЛЬ РЕЗЦА, КАЛИБР, КОНТРКАЛИБР, ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИНСТРУМЕНТОВ.

 

В данном курсовом проекте представлены расчеты призматического фасонного резца и долбяка.

Профилирование резца представлено в графическом и аналитическом методе. Также представлено определение конструктивных и геометрических параметров рассчитываемых инструментов.

Объем графической части включает в себя:

• Графическое определение профиля резца - формат А2.
• Рабочий чертеж резца – формат А3.
• Сборочный чертеж державки резца – формат А3.
• Рабочий чертеж калибра и контркалибра– формат А4.
• Рабочий чертеж долбяка– формат А1.

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

В машиностроении для обработки фасонных поверхностей на токарных автоматах и револьверных станках нашли широкое применение фасонные резцы, которые по форме и конструкции делятся на призматические и круглые. По установке относительно обрабатываемой детали фасонные резцы делятся на радиальные и тангенциальные.

Фасонные резцы применяются для обработки поверхностей сложного профиля на станках токарной группы и реже на строгальных или долбёжных станках в условиях серийного и массового производства.

Преимущества фасонных резцов: точность обработки не зависит от квалификации рабочих, причём точность обработки может быть IT 7, IT 14, а шероховатость 0,7 – 1,5 мкм; высокая производительность; большой срок службы, так как большое количество переточек; простота заточки; возможность широкого применения на автоматах и полуавтоматах.

К недостатки фасонных резцов относятся: сложность проектирования; сложность изготовления; необходимость точной установки; высокая стоимость; разные условия резания в точках резания кромки. Это приводит к тому, что возникают разные углы, скорости резания, разный путь резания и отдельные кромки изнашиваются по-разному.

1.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИЗМАТИЧЕСКОГО ФАСОННОГО РЕЗЦА.

1.1 Выбор конструктивных и габаритных размеров призматического резца.

Рис. 1. Эскиз детали.

Материал заготовки Латунь ЛОС 65-12, МПа.

Конструктивные и габаритные размеры фасонных резцов выбираются в зависимости от наибольшей глубины профиля детали по таблицам.

Исходя из данных приведенных в таблице при параметры резца будут следующие:                                

Длина резца принимается  на 3…4 мм, больше длинны детали L.

 мм

Примем мм.

1.2.1 Передний и задние углы.

У призматического фасонного резца передний угол получается путем заточки по передней поверхности резца, а величина заднего угла принимается 8°…15°. Передний угол зависит от материала заготовки и принимается согласно данным, приведенным в таблице приложения [1]

Исходя из данных, приведенных в таблице, при  материале заготовки Латунь ЛОС 65-12 МПа, передний и задний углы резца будут следующими:

Передний угол .

Задний угол , принимаем .

Следовательно, резец затачивается по передней поверхности на угол

.

 

1.2.2 Выбор материала резца.

Марка материального материала, из которого изготавливается призматический фасонный резец, зависит от материала заготовки. Для обработки детали из латуни ЛОС 65-12 в качестве инструментального материала выбираем сплав ВК3-М.

 

1.3 Профилирование фасонных резцов

Профиль фасонного резца определяется в сечении, нормальном к его задней поверхности (диаметральное сечение). В этом сечении рассчитывают и контролируют размеры профиля инструмента.

Профиль фасонного резца отличается от профиля обработанной детали. Однако, в некоторых случаях, когда передняя поверхность резца с диаметральным сечением детали, а передний и задний угол наклона лезвия равны нулю, профиль резца точно совпадает с профилем изделия. Только применение резцов с такой геометрией не всегда целесообразно.

В данном случае, наличие на фасонном резце переднего и заднего углов не равных нулю, приводит к несовпадению профиля детали резца. Следовательно, чтобы получить правильный профиль изделия, необходимо в нормальном (радиальном) сечении резцов изготовить профиль, отличный от профиля изделия. Величина искажения размеров профиля резца возрастает с увеличением угла коррекции ψ = α + γ. Коррекции подлежат только высотные размеры профиля  фасонного резца, осевые размеры остаются неизменными (для резцов с осью, параллельной оси детали) и изменяются для резцов с наклонной осью (базой установки).

Расчеты размеров профиля резца необходимо производить с точностью до 0,001 мм для линейных размеров и до 1" – для угловых. Окончательные результаты округляются до 0,01 мм.

Существует несколько методов расчёта профиля фасонного резца:

• графический;
• аналитический.

В первом случае профиль резца получается графическим построением. Для получения требуемой точности необходимо вычертить профиль детали и резца в большом масштабе. Принимаем масштаб 4 : 1.

Этот метод прост и нагляден.

Во втором случае профиль резца определяется несколькими способами:

• тригонометрическим;
• трёхчленными уравнениями;
• общим аналитическим способом.

 

1.4 Графическое построение  профиля призматического фасонного резца

Последовательность нахождения профиля резца следующая.

Строим профиль детали в двух проекциях «а» и «б» и проставляем все исполнительные размеры.

Выбрать из таблицы значения переднего и заднего углов ( в зависимости о обрабатываемого материала) для участка режущей кромки, обрабатывающей наименьший диаметр детали.

На проекции «б» обозначить цифрами характерные (узловые) точки профиля изделия (1, 2, 3, 4 и т. д.). Цифрой 1 обозначается базовая точка, расположенная на наименьшем диаметре детали.

Все характерные точки профиля детали с проекции «б» переносим в диаметральную плоскость PV – PV и получаем точки, 1', 2', 3', 5'. Из этих точек проводим линии под углом γ.

Из базовой точки 1' проведем луч под углом γ к диаметральной плоскости детали и луч под углом α  к плоскости резания.

Из этой же точки провести линию-след задней поверхности под углом α к плоскости резания Pn. На расстоянии 30…50 мм  параллельно второму лучу проводим базовую линию.

Обозначим точки пересечения соответствующих окружностей изделия со следом передней поверхности резца точками 1'р, 3'р, 5'р. Из этих точек проводим линии под углом γ.

Для построения профиля резца в нормальном сечении, т. е. сечении перпендикулярном его задней поверхности (сечении А-А), необходимо:

на проекцию «б» через характерные точки провести линии, перпендикулярные оси детали (1-1р, 2-2р, 3-3р и т. д.);

расстояние от базовой линии (проекция «а») до линии-следа, проходящей через точку 1', перенести на линию 1-1р, проходящую через точку 1, получим точку 1р. Процесс переноса повторяем для все остальных характерных точек.

Полученные точки (1р, 2р, 3р и т.д.) соединить- это и есть профиль резца в нормальном сечении к задней поверхности

Графическое профилирование представлено на чертеже СамГТУ 151001.062.040.001 в масштабе 5:1.

 

1.5 Аналитический метод определения профиля призматического фасонного резца

Наличие на призматических резцах переднего и заднего углов, не равных нулю, приводит к несовпадению профиля детали и резца. Чтобы получить правильный профиль изделия, необходимо в сечение нормальной к задней поверхности резца, изготовить профиль отличный от профиля изделия. Величина искажения размеров профиля резца возрастает с увеличением коррекции

.

Коррекции подлежат только высотные размеры профиля призматических резцов, осевые размеры остаются неизменными.

Существуют несколько методов расчета профиля фасонных резцов:

• Графический.
• Аналитический.

В случае аналитического профилирования профиль резца может быть определен следующими способами:

• Тригонометрический метод.
• Трехчленный метод
• Общий, аналитическим способом.

Проведем аналитический метод расчета профиля призматического фасонного резца методом трехчленных уравнений.

Для аналитического определения профиля призматического фасонного резца будем использовать следующие формулы:

1)

2)

3)

4)

5)

   

мм.

мм.

мм.

 

   

мм.

мм.

мм.

 

   

мм.

мм.

мм.

 

Чертёж резца показан на чертеже СамГТУ.151001.062.040.002. (см.приложение.)

 

 

1.6 Расчёт исполнительных размеров калибра и контркалибра

Калибры различают двух типов: охватывающие и входящие. При назначении допусков необходимо иметь следующее: допуск на инструмент должен составлять часть допуска на изделия: Тр=(0,3…0,5)Тд; допуск на калибр составляет часть допуска на резец: Тк = (0,3…0,5)Тр; поле допуска на инструмент или калибр должно быть расположено таким образом, чтобы обеспечивался возможный запас на износ инструмента или калибра, и принимается равным (0,1…0,3)Т соответственно детали или инструмента.

Для контроля профиля резца в процессе изготовления и в процессе его работы применяется мерительный инструмент – калибр.

Для контроля профиля калибра необходим контркалибр.

При расчёте исполнительных размеров и назначении допусков на калибр необходимо учитывать характер износа. Для охватывающего калибра высотный размер hк по мере износа будет увеличиваться, а это же размер изношенного калибра всегда будет больше размера нового калибра.

Для входящего калибра картина износа будет обратной.

 

1.6.1 Расчёт высотных  размеров калибра

Исходя из условий работы охватывающего калибра, исполнительный размер определяется следующим образом:

hк =(hр-0,5Тр+С)+Тhк;

 

Tp2,3=0.5∙0.13=0.065 мм

Tp4,5=0.5∙0.21=0.105 мм

Tp6,7=0.5∙0.13=0.065 мм

 

Thk2,3=0.35∙0.065=0.023 мм

Thk4,5=0.3∙0.105=0.032 мм

Thk6,7=0.35∙0.065=0.023 мм

 

C2,3=0.15∙0.065=0.01 мм

C4,5=0.2∙0.105=0.021 мм

C6,7=0.15∙0.065=0.01 мм

hp23 =2.906 мм

hp45 =0.485 мм

hp67 =5.325 мм

 

hк,23 =(2.906-0.5

0.065+0.01)=2.884+0.023 мм.

 

hк45 =(0.485-0.5

0.105+0.021)=0,454+0.032 мм.

 

hк67 =(5.325-0.5

0.065+0.01)=5.303+0.023 мм.

 

1.6.2 Расчёт осевых параметров  калибра.

Расчёт исполнительного размера для охватывающего калибра определяется по зависимости:

 

lк = (lр - Тlp + C1)+Тlк

 

где lр – осевой размер профиля резца

 

lр = (lд + 0,5Тlд)-Тlр

 

где lд – осевой размер профиля детали, мм; Тlд – допуск на осевой размер профиля детали, мм; Тlр - допуск на осевой размер профиля резца, мм.

Тlр  = (0,3…0,5)Тlд

 

C1 – световой зазор, мкм

C1 = 0.1Тlр

 

Тlд1,2,3=0.09 мм

Тlд4,5=0.09 мм

Тlд5,6=0.09 мм

Тlд6,7=

Тlд6,7=0.31 мм

ТL=2.5 мм

 

Тlр1,2,3=0.35∙0.09=0.032 мм