Проектирование инструмента для машиностроительного производства

Расчет червячной зуборезной фрезы и параметров зубьев. Выбор режимов резания. Определение дополнительных технологических параметров зубчатых колес. Нахождение площади активной части канавки, сечения стружки, длины режущей части и переходного конуса.
Краткое сожержание материала:

Размещено на http:///

Размещено на http:///

Расчетно-пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине «Инструментальное обеспечение машиностроительных производств»

Тема курсовой работы: Проектирование инструмента для машиностроительного производства

2012

Содержание

Введение

I. Расчет круглой протяжки прогрессивного резания

1. Исходные данные

2. Расчет черновых и переходных зубьев

3. Расчет чистовых и калибрующих зубьев

II. Расчет червячной зуборезной фрезы

III. Проектирование зуборезного долбяка

3.1 Определение дополнительных технологических параметров зубчатых колес

3.2 Проектный расчет долбяка

3.3 Определение параметров долбяка в исходном сечении

3.4 Определение исходных расстояний

3.5 Определение чертежных размеров долбяка по передней поверхности

3.6 Проверочный расчет

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Развитие машиностроения должно осуществляться за счет комплексной механизации и автоматизации, использования прогрессивной технологии, направленной на сокращение рабочих мест. В целях постоянного ускорения и снижения затрат производства предусматривается развивать его в основном за счет использования станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, автоматических линий и т.д.

Основной эффект от использования станков с ЧПУ состоит в значительном снижении вспомогательного времени и увеличении доли машинного времени до 60-80% в составе штучного времени, в то время как при использовании обычных универсальных станков доля машинного времени составляет всего 15-20%. Но одновременно это оборудование в комплекте с автоматическими системами управления от ЭВМ является сложным и дорогостоящим. Поэтому необходимым условием его эффективного использования является высокая надежность работы всех элементов, в том числе и режущего инструмента, с учетом автоматической его замены при износе режущих элементов.

Кроме того, широкое применение в отраслях машиностроения высокопрочных материалов, таких, как коррозионно-стойкие и жаропрочные стали, жаропрочные и титановые сплавы, высокопрочные стали, значительно превышает надежность и долговечность деталей машин, но, как правило, снижает технологичность при обработке резанием.

Проблема износа и стойкости режущего инструмента при обработке этих материалов остается наиболее важной и актуальной проблемой технологии машиностроения, не утратившей свое значение и до сегодняшнего времени. Это объясняется еще и тем, что за последние 10-15 лет затраты труда на обработку резанием по отношению к другим видам обработки почти не изменились и не изменятся в ближайшем будущем. Это связано с резким повышением требований к точности и качеству обработки, а также со значительным усложнением конструктивных форм деталей машин. Точность и качество изготовления деталей зависят от точности и качества самого инструмента, его прочностных характеристик и геометрических параметров режущего лезвия. Металлорежущие инструменты имеют большое разнообразие типов и конструктивных разновидностей, у каждого инструмента имеются свои особенности, определяемые условиями формообразования детали. Эти особенности, которые должны быть учтены на стадии проектирования, в ряде случаев имеют принципиальное значение.

Основные отличительные особенности конструкций современных инструментов, которые необходимо учитывать при их проектировании, можно свести к следующим направлениям:

использованию в качестве режущих элементов механически закрепляемых сменных многогранных пластин (СМП) из твердых сплавов, режущей керамики и синтетических сверхтвердых материалов;

применению мелкоразмерных твердосплавных инструментов в монолитном исполнении;

использованию при изготовлении инструментов новых инструментальных материалов, а именно: порошковых быстрорежущих сталей, мелкозернистых твердых сплавов и сплавов, легированных хромом, синтетических сверхтвердых материалов и режущей керамики;

применению одно- и многослойных износостойких покрытий, наносимых на режущие лезвия твердосплавного и быстрорежущего инструмента;

применению инструмента с конструктивными элементами, обеспечивающими подвод СОЖ под высоким давлением непосредственно в зону резания и использования СОЖ для транспортирования стружки из зоны резания на операциях сверления, зенкерования, развертывания, резьбонарезания и др.; разработке различных модульных систем инструментов, представляющих собой сочетание определенных групп режущих и вспомогательных инструментов;

применению средств и методов улучшения обрабатываемости материалов - нагрева, резкого охлаждения, вибрации, ультразвука, что предполагает разработку специальных конструкций режущего инструмента;

конструктивному исполнению присоединительных мест инструментов, используемых на обрабатывающих центрах, станках с ЧПУ, а также инструментов, режущая профильная часть которых получена по новым технологическим процессам, а именно: горячим гидродинамическим выдавливанием (ГГДВ), профильным прокатом, радиальным обжатием, использованием биметаллических заготовок и т.д. [3, c.6-7].

I. Расчет круглой протяжки прогрессивного резания

1. Исходные

Деталь: материал заготовки - сталь 20, твердость 155 HB [2, с.314, табл.13.14]. Диаметр отверстия под протягивание мм [3, c.334, табл.7.2], получено сверлением. Диаметр отверстия после протягивания мм, шероховатость обработанной поверхности мкм. Длина протягиваемого отверстия мм.

Станок: вертикальный протяжной полуавтомат для внутреннего протягивания 7Б64. Тяговое усилие Максимальный ход штока Диапазон рабочих скоростей Состояние станка удовлетворительное. Протяжка закрепляется в быстросменном автоматическом патроне [4, c.63, табл.47].

Тип производства - массовый.

Длина протяжки, определяемая возможностями инструментального цеха, должна быть не более 800 мм.

2. Расчет черновых и переходных зубьев

Устанавливаем группу обрабатываемости - I группа обрабатываемости.

Устанавливаем группу качества. По шероховатости обработанной поверхности - II группа качества.

Принимаем материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6АМ5.

Конструктивно протяжку оформляем как составную, т.е. с приваренными хвостовиками из стали 40Х, размер переднего хвостовика принимаем по типу 2, исполнения 1. Диаметр хвостовика выбирается ближайший меньший к диаметру отверстия до протягивания. Диаметр переднего хвостовика мм с площадью сечения по , временное сопротивление на разрыв стали 40Х принимаем Допустимая величина главной составляющей силы протягивания для принятых размеров хвостовика

где - допускаемое напряжение при растяжении,

- площадь опасного сечения хвостовика,

Выбираем значения передних и задних углов [1, c.134, табл.А5]. Передние углы: черновые и переходные зубья - ; чистовые и калибрующие зубья - . Задние углы: черновые и переходные зубья, ; чистовые зубья, ; калибрующие зубья, .

Устанавливаем скорость резания: , технологические возможности станка обеспечивают такую скорость протягивания.

Подъем на черновых зубьях определяем из условия равной стойкости черновой и чистовой частей для I группы обрабатываемости. Для принятой скорости резания и максимальной подаче чистовых зубьев , устанавливаем наработку чистовой части м. Для принятой скорости резания и стойкости черновых зубьев м, находим подъем черновых зубьев мм/зуб на сторону. Для I группы обрабатываемости и II группы качества при принятой скорости резания ограничиваем подъем черновых зубьев до мм/зуб [1, с.141, табл.А17].

Поправочные коэффициенты на наружную обработку [1, с.141, табл.А18]: ; ; ; ; . Технологическая среда: СОЖ - сульфофрезол по ГОСТ 122-54.

Наработка: м.

Для сливной стружки при коэффициенте заполнения стружечной канавки ее глубина определяется по формуле

мм,

где: - суммарная длина протягиваемых участков, в нашем случаи мм.

Выбираем глубину стружечной канавки: мм.

Т.к. диаметр сечения протяжки по дну стружечной канавки меньше 40 мм, необходимо, чтобы глубина стружечной канавки

мм.

Т.к. , то для размещения стружки подача должна быть уменьшена:

мм,

где: мм (принято ближайшее меньшее от ).

Шаг черновых зубьев как самый наименьший мм; мм. Профиль стружечной канавки: Профиль и шаг переходных зубьев принимаем таким же, как у черновых. Число одновременно режущих зубьев:

.

Дробная часть не учитывается.

Максимальную допустимую главную составляющую силы резания выбираем как минимальную из трех: из тяговой силы станка; из силы, допускаемой прочностью хвостовика, впадины первого зуба. Выбираем

где: - паспортная т...