Содержание Общая часть 3 Задание на проектирование протяжки. 1.Ведение. 2. Расчет режимов резания. 1. Определение подачи. 2. Определение площади поперечного сечения среза f, приходящаяся на один зуб круглой протяжки. 3. Определение суммарной площади поперечного сечения среза. 3. Расчет силы резания при протягивании. 1.Сила резания.
2.Суммарная длина. 4. Износ, стойкость протяжек и скорость резания. 1. Определение скорости резания. 2. Расчет мощности при протягивании. 3. Расчет мощности электродвигателя протяжного станка. 4. Расчет тягового усилия станка. 5. Расчет и конструирование групповой прогрессивной шахматной протяжки. 1. Расчет припуска. 2. Определение формы и размера зуба и впадины.
3. Расчет шага зубьев протяжки. 4. Расчет стружкоразделительных канавок. 5. Расчет числа режущих зубьев. 6. Расчет протяжки на прочность. 7.Определение опасного сечения протяжки. 8. Расчет длин протяжки и е частей. 9. Выбор хвостовика. 6. Геометрические элементы зуба протяжки. 22 6.1.
Определение заднего угла протяжки. 2. Определение переднего угла протяжки. 7.Задание на проектирование фасонного призматического резца. 8. Общие сведения о фасонных резцах. 9. Графический способ расчета фасонного призматического резца. 10.Список использованной литературы. 29 Общая часть Машиностроение является ведущей отраслью народного хозяйства, которая производит орудия труда.
В связи с этим машиностроение должно находиться на высшем уровне по развитию на базе новейших достижений науки и техники. Снижается удельная металлоемкость машин и оборудования за счет совершенствования конструкции машин, широкого применения металла повышенной прочности, фасонных профилей, проката высокой точности, конструктивных пластмасс, замены технологических прессов, основанных на резании металлов методами формообразования деталей. Развитие машиностроения и других отраслей народного хозяйства в значительной степени определяется темпами развития литейного производства основной заготовительной базой. Получение заготовок литьем – преследует снижение припусков на механическую обработку, тонкостенность заготовок, за счет чего значительно снижается общая масса отливок, достигается экономия металла. Технический уровень машиностроения в свете возрастающих требований народного хозяйства характеризуется внедрением оборудования с ЧПУ. Появление станков с числовым программным управлением
ЧПУ обеспечило, при их универсальности, высокую степень автоматизации обработки деталей, повышение производительности труда и качества изготавливаемых деталей, а так же позволило исключить изготовление большого количества оснастки. Развитие и совершенствование станков с ЧПУ привело к появлению таких станков, которые объединили в себе технологические возможности многих станков обычного использования. Несмотря на высокую стоимость станков с ЧПУ, необходимость разработки для каждой детали программы,
их преимущества настолько очевидны, что в перспективе ожидается дальнейшее совершенствование и увеличение их выпуска. Современная прогрессивная технология механической обработки предусматривает широкое применение не только станков с ЧПУ и быстродействующих приспособлений, но и комбинированного режущего инструмента повышенной стойкости и оптимальными режимами резания. На себестоимость продукции существенное влияние оказывает научная организация труда.
В последнее время успешно решаются вопросы, связанные с разработкой автоматизированного проектирования технологической подготовки производства и развитие гибких автоматизированных систем. Перспективным является комплексное развитие инструментального производства на базе углубления отраслевой и межотраслевой специализации. Расширение масштабов выпуска инструмента, концентрация его производства, создает предпосылки для освоения качественно новых прогрессивных технологических процессов. Задание на проектирование протяжки. Рассчитать и сконструировать круглую протяжку, обрабатывающую круглое отверстие диаметром D по групповой прогрессивной схеме резания с длиной протягивания Lu. Протягивание производится после сверления до диаметра . Параметр шероховатости протянутой поверхности R 2 мкм. Станок горизонтально – протяжной 7Б510 с быстросменным автоматическим патроном.
Сталь обрабатываемой детали 40ХН, HB269 30Н мм D29мм Lu50мм 1.Введение Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием. Высокая производительность процесса протягивания объясняется тем, что одновременно находится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок. Протяжка – многозубый инструмент, которому в отличие от резца, придается определенное движение подачи
на глубину резания у протяжки эта подача осуществляется в самой конструкции, так как каждый последующий зуб выше предыдущего. Движение резания прямолинейное и реже – круговое. Протяжки позволяют получать поверхности высокой точности 7-8 квалитет и низкой шероховатости. При обработке отверстий протягивание с успехом заменяет зенкерование и развертывание, а также чистовое растачивание. При обработке наружных поверхностей по производительности, точности и качеству обработанной
поверхности протягивание во многих случаях значительно эффективнее строгания, фрезерования, а иногда и шлифования. При правильной эксплуатации протяжки имеют высокую стойкость и долговечность. Однако протяжки – это сложный и дорогостоящий многолезвийный инструмент. Он узко специализирован для обработки одной или группы деталей с определенным контуром обрабатываемой поверхности, поэтому его применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве. В мелкосерийном производстве протяжки используют лишь тогда, когда другим способом нельзя получить необходимую точность обработанной поверхности детали, например, многошпоночных и многошлицевых отверстий. Другой случай рентабельного применения протяжек в мелкосерийном производстве, когда формы обрабатываемых поверхностей и их размеры нормализованы. Для некоторых видов поверхностей, таких как эвольвентные, шлицевые, винтовые отверстия, протягивание является единственным методом их формообразования.
Протягивание инструментами из быстрорежущей стали производится при сравнительно низких скоростях резания 3-8 ммин, получаемых в результате поступательного или вращательного движения протяжки. Исключением является обработка деталей тел вращения, когда окружная скорость вращения деталей 25-35 ммин. Протяжка обычно закрепляется в ползуне станка и перемещается вместе с ним. При работе круглой протяжкой это перемещение осуществляется вдоль оси отверстия.
Постепенно увеличивающиеся в размерах зубья протяжки срезают слои металла, увеличивая при этом размеры отверстия. По конструкции протяжки бывают цельные и сборные. По схемам резания они различаются на одинарные обычные и групповые протяжки переменного резания. Протяжки чаще всего делают комбинированными, выполняющими черновую и чистовую окончательную обработку. Однако в некоторых случаях протяжки изготовляют только с режущими или только с калибрующими зубьями.
Первые удаляют основной припуск под протягивание. Вторые имеют несколько чистовых и калибрующих зубьев, которые окончательно обрабатывают отверстие. Выглаживающие или уплотняющие протяжки пластически уплотняют поверхностный слой металла при получении низких параметров шероховатости обработанной поверхности. Обычно их применяют для изготовления круглых отверстий. Рис.1 Протяжка рис.1 состоит из следующих частей 1. Хвостовик, служит для закрепления протяжки в патроне станка. 2. Шейка, является вспомогательным элементом, связывающий хвостовик с направляющей и рабочей частями протяжки. 3. Переходный конус, облегчает направление детали или протяжки в момент входа направляющей части в отверстие. 4. Направляющая часть, служит для центрирования обрабатываемого отверстия относительно
оси протяжки, а также исключает перекос детали на протяжке. 5. Режущая часть, является основной, которая срезает необходимый металл в заготовке. 6. Калибрующая часть, доводит поверхность обрабатываемой детали до нужной чистоты и размеров. 7. Задняя часть, служит для крепления суппорта станка. На рисунке 2 показана схема построения групповой прогрессивной с шахматным расположением зубьев протяжки.
Групповой метод построения схемы резания предусматривает разделение общего срезаемого слоя на небольшое количество толстых слоев. У групповой протяжки все режущие зубья разделены на группы два, три и тд. зубьев, имеющих одинаковый диаметр, но увеличивающихся по ширине. Этот метод часто называют прогрессивным протягиванием. При этом срезаются толстые, сравнительно узкие стружки, и стойкость такой протяжки в среднем в 2 раза
выше стойкости протяжки рассчитанной по генераторной схеме. К недостаткам прогрессивного протягивания следует отнести их более сложное изготовление. Рис. 2 2. Расчет режимов резания. Определение режимов резания при протягивании сводится к назначению скорости резания, подача S и ширина среза b обуславливаются элементами конструкции протяжки. 2.1. Определение подачи. Подачей S или подъемом на зуб протяжки называют разность между высотой соседних зубьев протяжки. Для групповой прогрессивной протяжки подача S 0,33мм. 1. табл.40.стр.470. Принимаем S 0,33мм. 2.2. Определение площади поперечного сечения среза f, приходящаяся на один зуб круглой протяжки. fS мм , 1 где S -подача подъем на зуб в мм. D-диаметр круглой протяжки в мм. f0.333.143031,08 мм 2.3. Определение суммарной площади поперечного сечения среза.
F z мм , 2 где z – число зубьев, одновременно находящихся в работе. F31.085155,4мм 2.3. Определение машинного времени за один проход. T мин, 3 где L- длина рабочего хода протяжки в мм. K-коэффициент, учитывающий соотношение между скоростью рабочего и обратного хода K1,4-1,5. v-скорость резания в ммин. q-количество одновременно обрабатываемых деталей.
T мин 3. Расчет силы резания при протягивании. 3.1.Сила резания P при протягивании зависит от физико-механических свойств обрабатываемого материала, геометрических параметров зубьев протяжки, подачи S , числа и формы одновременно находящихся в работе зубьев. P F кГ, 4 где F- сила резания отнесенная к 1 мм длины режущей кромки в кГмм. -суммарная длина режущих кромок всех одновременно работающих зубьев в мм. P 0,8157,27125,81 кГмм 3.2.
Суммарная длина мм, 5 где d- наибольший диаметр зубьев в мм. Z – число зубьев в секции. Z – наибольшее число одновременно работающих зубьев. мм. 4. Износ, стойкость протяжек и скорость резания. В общем случае зуб протяжки изнашивается по задней поверхности, по уголкам, по ленточке у калибрующих зубьев и по передней поверхности. Наиболее характерным и чаще всего лимитирующим износом является износ по задней поверхности h рис.3.
Рис.3 Учитывая, что протяжка в основном применяется как чистовой инструмент, за критерий износа принимается технологический износ- ухудшение чистоты поверхности, искажение геометрии или изменение размеров протягиваемых поверхностей. 4.1. Определение скорости резания. Скорость резания при протягивании лимитируется не красностойкостью инструмента, а условиями получения высококачественной обработанной поверхности. Увеличение скорости резания при протягивании не дает заметного увеличения производительности труда, так как вспомогательное время в операции протягивания имеет значительный удельный вес по отношению к машинному времени. Формула скорости резания имеет следующий вид V ммин, 7 где – коэффициент, характеризующий условия обработки. T- стойкость протяжки в мин. V6 ммин 4.2. Расчет мощности при протягивании. N квт, 8 где P – сила резания в кГ. v- скорость резания в ммин.
N 0,123 квт. 4.3. Расчет мощности электродвигателя протяжного станка. N квт, 9 где – к.п.д. станка, равный 0,750,9. Принимаем 0,75 N квт. 10 4.4. Расчет тягового усилия станка. Q кГ. 11 Q кГ. Тяговое усилие станка Q должно быть несколько больше или, в крайнем случае, равно силе резания P . В нашем случае P 125,81 кГ. Q 125,98 кГ т.е Q P 5.
Расчет и конструирование групповой прогрессивной шахматной протяжки. 5.1. Расчет припуска. Под припуском понимается общая толщина слоя металла, который следует срезать при протягивании избыток металла. Величину припуска для круглых отверстий, обработанных перед протягиванием сверлом или зенкером, рассчитывают по формуле A0,005D0,1-0,2 мм, 12 Где D- номинальный диаметр отверстия в мм. L- длина протягиваемого отверстия в мм.
A0,005290,125 1,02 мм 5.2. Определение формы и размера зуба и впадины. Форма и размеры зуба и впадины должны обеспечивать свободное размещение образующейся стружки. На рисунке 4 показана форма зубьев, рекомендуемая для групповых прогрессивных протяжек. Рис.4 Между площадью впадины F в мм и площадью продольного сечения стружки в мм можно установить следующее соотношение мм 13 мм Коэффициент K принимается в пределах 3-6, причем величина
K принимается меньшей для хрупких материалов, дающих элементную стружку. В нашем случае для стали 40ХН коэффициент K принимаем равным 4. Площадь продольного сечения стружки, снимаемой одним зубом протяжки, определяется по формуле мм , 14 где L- длина протягивания в мм. S – подача на зуб в мм мм Затем определяют необходимую площадь сечения впадины FK мм 15 F416.566 мм По полученному значению F по таблице 41 стр.472 1 подбираем остальные размеры, зуба и впадины рис.5. Рис.5. 5.3. Расчет шага зубьев протяжки. Шаг зубьев протяжки должен быть таким, чтобы обеспечить равномерную нагрузку, а следовательно, и равномерный процесс резания. Величина шага определяет количество режущих и калибрующих зубьев, количество одновременно работающих зубьев и длину протяжки. Шаг режущих зубьев протяжки зависит от длины
L обрабатываемой детали и может быть подсчитан по формулам t1,45 1,9 мм 16 t1,5 10,6 мм При выборе шага необходимо иметь в виду, что число одновременно работающих зубьев протяжки должно быть не менее трех. Для коротких деталей допускается количество одновременно работающих зубьев до двух. Очень короткие детали, например дисковые фрезы, протягиваются пакетом по несколько штук, и шаг рассчитывается по общей длине пакета. Шаг калибрующих зубьев принимается такой же как и у режущих зубьев или несколько
меньше 0,6-0,7 от шага режущих зубьев. Принимаем шаг калибрующих зубьев t 10,6 мм 5.4. Расчет стружкоразделительных канавок. Стружкоразделительные канавки предназначаются для деления широкой стружки на отдельные части это облегчает работу протяжки и создает лучшие условия размещения стружки во впадине зуба. Так как по заданию протяжка у нас групповая прогрессивная с шахматным расположением зубьев, а это значит, что е зубья относительно короткие и снимают большой слой металла.
Следовательно стружкоразделительные канавки в такой протяжке не нужны. 5.5. Расчет числа режущих зубьев. Число режущих зубьев Z протяжки подсчитывается по формуле Z 17 где A- припуск под протягивание, например, для круглой протяжки равный разности между наибольшим допустимым диаметром протянутого отверстия и диаметром предварительного отверстия в мм. S – подача в ммзуб. Z Принимаем Z 3 Так как при групповой прогрессивной схеме резания зубья протяжки располагаются группами, принимаем Z 6. Число калибрующих зубьев Z выбирается от 3до 8, причем большее число зубьев принимается для обработки более точных отверстий. Так как по заданию нужно получить диметр отверстия 30Н с чистотой поверхности Ra2мкм, принимаем число калибрующих зубьев Z 4. При групповой прогрессивной схеме протяжки с шахматным расположением зубьев принимаем Z 8. 5.6. Расчет протяжки на прочность.
Выбранные элементы протяжки – профиль зуба, шаг, профиль впадины, форма и размеры хвостовика и т. д. должны быть проверены расчетом протяжки на прочность. Для расчета протяжки на прочность необходимо знать силу резания при протягивании. Сила резания P определяется по формуле 5. Для подсчета числа одновременно работающих зубьев Z необходимо знать длину L обрабатываемой детали. Это следует помнить и при эксплуатации протяжек.
Протяжка, рассчитанная на определенную длину обрабатываемой детали и определенные характеристики материала, не может быть использована для значительно более длинных деталей, а также для значительно более твердых материалов. Z 18 Где L- длина детали в мм. t- шаг протяжки в мм. Z Принимаем Z 5. 5.7.Определение опасного сечения протяжки. Опасным сечением протяжки может быть сечение по впадине первого режущего зуба или сечение по хвостовику.
Напряжение определяется по формуле R кГмм , 19 где P – общее усилие протягивания в кГ. F- площадь опасного сечения в мм . R кГмм Величина напряжения на разрыв у круглых протяжек не должна превышать допускаемого напряжения 25кГмм . Проверим, Rпрот.1,9 кГмм Rдоп. 25 кГмм . Rпрот. Rдоп. 5.8. Расчет длин протяжки и е частей. После проверки протяжки на прочность, зная шаг зубьев и их число, определяют длины режущей и калибрующей частей по формулам Длина режущей части L t z мм, 20 где t – шаг зубьев режущей части в мм. z – число зубьев режущей части. L 10,6663,6 мм Длина калибрующей части L t z мм, 21 Где t – шаг зубьев калибрующей части в мм. z – число зубьев калибрующей части. L 10,6884,8 мм 5.9. Выбор хвостовика. Принимаем для данной протяжки хвостовую часть под быстросменный
кулачковый патрон. Выбираем по таблице 19 стр. 203 3 ближайший подходящий размер хвостовика. Внутренний диаметр предварительно обработанного отверстия равен 29мм, поэтому хвостовик принимаем диаметром 28мм. 6. Геометрические элементы зуба протяжки. 6.1. Задний угол зубьев протяжки в сечении, совпадающем с направлением резания, выбирается независимо от обрабатываемого металла он должен обеспечивать хорошие условия резания, уменьшая трение задней поверхности об обработанную поверхность рис 6.
Рис. 6 У калибрующих зубьев делается цилиндрическая ленточка шириной f0,05-0,2мм. Значения заднего угла берутся в зависимости от вида операции черновая или чистовая и типа протяжек, таблица 38 стр.463 1. Принимаем Малое значение заднего угла у протяжек для внутреннего протягивания объясняется тем, что при большем значении угла заточка протяжки, которая проводится по передней поверхности, вызовет значительное изменение размеров зубьев протяжки в поперечном сечении.
Из-за этого же делается незначительным и задний угол на фаске у зубьев калибрующей части. 6.2. Передний угол выбирается в зависимости от обрабатываемого материала по таблице 39 стр. 463 1 находим для стали с твердостью HB269 передний угол равен 7.Задание на проектирование фасонного призматического резца. Сконструировать фасонный призматический резец для обработки заготовки с подготовкой под последующее отрезание. Профиль резца определить графическим способом. Материал заготовки пруток диаметром D из стали 45 с 750 Мпа. исходные данные на рисунке 7 и в таблице 1. Рис.7 Размеры в мм l l l l l табл.1 8. Общие сведения о фасонных резцах. Фасонным называют резец, режущие кромки которого имеют форму, определяющуюся формой профиля детали. Фасонные резцы применяют в крупносерийном и массовом производстве.
Они обеспечивают высокую производительность, однородность формы профиля и точность размеров обрабатываемых деталей. Фасонные резцы можно разделить на следующие группы 1. по форме круглые, призматические и стержневые. 2. по установке относительно детали призматические резцы разделяются на резцы с радиально расположенной режущей кромкой и тангенциальные. 3. по расположению оси с параллельным расположением оси по отношению к оси детали и с наклонным расположением оси или базы крепления.
4. по форме образующей поверхности круглые резцы с кольцевыми образующими, круглые с винтовыми образующими, призматические с плоскими образующими. Фасонные резцы оснащаются в основном быстрорежущей сталью, но все более широкое применение находит и твердый сплав это стало возможным вследствие разработанного метода получения пластинок фасонного профиля из пластифицированных заготовок твердого сплава. Фасонные резцы имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными токарными резцами.
Они обеспечивают 1. высокую производительность вследствие значительного уменьшения машинного и вспомогательного времени за счет сокращения пути резания при радиальной подаче и времени на установку и наладку резца. 2. высокую точность формы и размеров обрабатываемых деталей, а также их идентичность и взаимозаменяемость. 3. простоту эксплуатации, так как их перетачивают только по передней поверхности. Существуют графический и аналитический методы определения профиля фасонных резцов. Графический метод наглядный, но неточный, поэтому в инженерной практике не применяется. Аналитический метод лишен этого недостатка, но более сложный. 9. Графический способ расчета фасонного призматического резца. Первое с чего начинают расчет фасонного призматического резца это определяют передний и задний углы. Эти углы зависят от размеров обрабатываемой детали и свойства обрабатываемого материала.
Так как в нашем случае материал заготовки сталь 45 с 750Мпа и диаметром D34мм, режущая часть резца из быстрорежущей стали, то по таблице 2.1.стр.24 4 передний угол ,задний угол рис.8. Рис.8 Далее строим профиль детали в двух проекциях и рассекаем его параллельными прямыми. Точки пересечения параллельных прямых с профилем детали проектируем на соответствующие прямые рис.9. Вершина детали должна лежать на оси детали, на самом меньшем диаметре детали.
Из точки проводим линию передней поверхности резца под углом и линию задней поверхности под углом . Из точек проводим линии перпендикулярные задней поверхности резца. Эти отрезки и точки и есть расчетные, т.е. построение режущей части резца нужно проводить по ним. На рисунке 10 показан чертеж призматического фасонного резца. Основные размеры призматических фасонных резцов принимают конструктивно.
Длина профиля резца L зависит от длины обрабатываемой детали и равна LL L L L L L L мм, 22 где L L – равны длинам соответствующих участков обрабатываемой детали. L – длина участка, равная 2-4 мм, обтачиваемая фасонным резцом под отрезной резец это делается для деталей, которые изготавливают из прутка. L -участок предназначен для предотвращения изнашивания и выкрашивания режущего инструмента. B- расчетная высота профиль. L155848134,557,5 мм Рис.10 Размеры ласточкиного хвоста для крепления призматических резцов нормализованы и принимаются следующими стр.36 4 рисунок 11 при L57,5мм А 15мм B40мм Рис.11 Для улучшения сопряжения и уменьшения зоны шлифования опорная поверхность ласточкиного хвоста имеет выемку b глубиной 0,5-2мм и шириной 0,5B, принимаем b1мм, соответственно ширина выемки b равна 20мм. 10.Список использованной литературы. 1.
В.А.Аршинов, Г.А.Алексеев Резание металлов и режущий инструмент, издательство машиностроение Москва 1964г. 2. Центральное бюро промышленных нормативов по труду. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени на протяжные работы. Машгиз, 1959г. 3 Г.А.Алексеев, В.А.Аршинов, Р.М.Кричевская Конструирование инструмента Москва машиностроение 1979г.
4. Г.Г.Иноземцев Проектирование металлорежущих инструментов Москвамашиностроение 1984г. 5. Г.И.Грановский Фасонные резцы Москва Машгиз 1947г. 6. Справочник технолога машиностроителя том 2 Москва машиностроение 1986г. Министерство высшего образования РФ Ижевский Государственный Технический Университет
Сарапульский Политехнический Институт КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине Электротехни Выполнил студент группы 511ЗДУ Востриков В.Ю. Проверил преподаватель Чикуров Т.Г. 2004