Министерство образования и науки, молодёжи и спорта Украины

Донбасская государственная машиностроительная академия

Кафедра МСИ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Режущий инструмент и инструментальное обеспечение автоматизированного производства»

Выполнил:

студент гр. ИП-09-1

Подофей М.С.

Проверила:

Клименко Г.П.

Краматорск 2012г.

Реферат

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Режущий инструмент» содержит ___ страницы, ___ таблицы, ___ рисунков, ___ литературных источников.

Объекты исследования – фасонный резец, шлицевая протяжка, червячная шлицевая фреза.

Цель работы – использовать теоретические знания при решении практических задач проектирования специальных металлорежущих инструментов.

В курсовом проекте проведены расчёты геометрических параметров фасонного резца, профилирование фасонного резца и конструкции резцедержателя, рабочего чертежа шлицевой протяжки, рабочего чертежа червячной шлицевой фрезы. Все чертежи сопровождаются необходимыми техническими требованиями и спецификациями.

ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ, ПРОТЯЖКА, ЧЕРВЯЧНАЯ ШЛИЦЕВАЯ ФРЕЗА, ПРОФИЛИРОВАНИЕ, СХЕМА РЕЗАНИЯ, МЕХАНИЧЕСКОЕ КРЕПЛЕНИЕ.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………4

1.Расчет и проектирование фасонного резца………………………………...5

1.1.Исходные данные для проектирования фасонного резца………….……...5

1.2.Выбор типа фасонного резца……………………….………………….….5

1.3. Определение геометрических параметров для базовой точки…………..6

1.4. Определение параметров резца аналитическим методом ……………..6

1.5.Расчет державки фасонного резца……………………………………...…9

1.6.Расчет допусков на изготовление резца, шаблона, контршаблона……..11

2.Расчет червячной шлицевой фрезы…………………………………………13

2.1.Определение конструктивных размеров………………………………….13

2.2.Назначение червячной шлицевой фрезы………………………………….

3.Расчет шлицевой протяжки…………………………………………………..

3.1.Исходные данные…………………………………………………………..

3.2.Расчет протяжки…………………………………………………………….

3.3.Описание протяжки………………………………………………………….

Заключение……………………………………………………………………….

Перечень ссылок………………………………………………………………….

Спецификация

Введение

Металлорежущий инструмент является одним из важнейших орудий производства. Он используется при обработке резанием всевозможных деталей на металлорежущих станках. При этом срезается часть материала заготовки в виде стружки до получения требуемой поверхности детали.

В настоящее время в машиностроении используются большое количество разнообразных режущих инструментов. Например, многие токарные резцы имеют одну режущую часть, а также сложные инструменты, как протяжки, несколько десятков режущих зубьев.

Режущий инструмент является важнейшим элементом техники в различных отраслях машиностроительной промышленности. На протяжении всей истории развития обработки металлов режущий инструмент оказывал большое влияние на конструкцию станков, технологию изготовления изделий, но и в определенной степени на конструктивные формы деталей машин. Так появление и широкое распространение в машиностроении шлицевых соединений стало возможным в результате применения метода протягивания.

Развитие тяжелого станкостроения привело к созданию новых конструкций крупногабаритных инструментов. Разработка и использование в машиностроении автоматических линий потребовали проектирование инструментов с высокой размерной стойкостью, способных обрабатывать детали в пределах заданных допусков в течении определенного времени. В результате были разработаны инструменты с обновляющейся в процессе резания режущей кромкой, с автоматической подналадкой, с настройкой на размер вне станка, а также устройства для автоматической замены изношенного инструмента в процессе работы линии. Успешное развитие любого машиностроительного производства в значимой степени зависит от того, насколько оно обеспечено надлежащим количеством инструмента.

При оценки роли обработки резанием необходимо учитывать ее высокую маневренность и гибкость, возможность изготовления самых разнообразных деталей, ограниченных сложными фасонными поверхностями, относительно малое влияние свойств обрабатываемого материала на точность и качество обработки, более высокую точность размеров по сравнению с другими методами обработки, сравнительно малую стоимость инструмента, большую гибкость станков при переналадке, малые удельные затраты энергии.

Усложнение конструкции машин, повышение их точности и качества приводит к тому, что, несмотря на развитие других методов обработки металлов, доля обработки резанием в машиностроении существенно не изменяется, а объем ее значительно возрастает. В ближайшем будущем резание останется наиболее распространенным видом обработки, в решающей степени определяющим экономическое показатели машиностроения, трудоемкость изготовления и качество машин.

1 Расчет и проектирование фасонного резца

1. Исходные данные для проектирования фасонного резца

Рис. 1 – Эскиз детали

Таблица 1 – Исходные данные

d	d	d	l	l	l	l	R	Материал
13,64	19f9	15f9	10	12	15	30	20	Сталь 40

1.2 Обоснование выбора типа фасонного резца и расчетных точек

Тип фасонного резца выбирают по глубине профиля, которую определят по формуле

,

где D_max, D_min – максимальный и минимальный диаметры обрабатываемой детали.

t = мм.

Так как t_max≤8, то выбираем круглый фасонный резец.

1.3 Выбор геометрических параметров резца в базовой (нулевой) точке.

За базовую точку режущей кромки резца принимают ближайшую к оси детали точку, лежащую на более важном ее участке.

В качестве материала фасонного резца выбираем быстрорежущую сталь Р6М5.

Передний угол фасонных резцов выбирается в зависимости от вида обрабатываемого материала.

Для материала Сталь 20 передний угол круглого фасонного резца принимаем равным γ₀=20⁰.

Задний угол в базовой точке режущего инструмента круглого резца принимаем =12⁰.

1.4 Аналитический расчет фасонного резца

1. Радиус резца в базовой точке:

R = = =11.23 мм

Из конструктивных соображений корректируем радиус R =25 мм

2. Сумма переднего и заднего углов в базовой точке О:

3. Расстояние от детали до продолжения передней поверхности:

мм

4. Расстояние от оси детали до оси резца:

мм

5. Расстояние от оси резца до передней поверхности:

6. Расстояние от оси резца до базовой точки по передней поверхности:

7. Значения переднего угла в i-й точке:

8. Расстояние от нулевой точки относительно детали по передней поверхности:

9. Расстояние от рассматриваемой точки относительно детали по передней поверхности:

10. Расстояние от рассматриваемой точки до нулевой точки относительно детали по передней поверхности:

11. Расстояние от рассматриваемой точки относительно оси резца по передней поверхности:

12. Сумма переднего и заднего углов в i-й точке:

,

13. Радиус резца в i-й точке:

14. Значение заднего угла в i-й точке:

Расчет резцедержателя на прочность и жесткость

Разработаны конструкции фасонного резца и резцедержателя, которые необходимо проверить на прочность и жесткость. У круглого фасонного резца целесообразно проверить наиболее слабый сечение на разрыв, а оправку для закрепления - на изгиб и кручение. Необходимо также проверить на прочность наиболее опасный сечение резцедержателя для закрепления фасонных резцов.

Прочность резцедержателя определяем по формуле:

где P_z – главная сила резания, Н;

l – вылет резцедержателя, мм, l = 1,5H;

W – момент сопротивления сечения резцедержателя, мм³;

[σ_u] – допустимые напряжения на изгиб для материала резцедержателя, МПа.

Силу резания при точении фасонными резцами определим по формуле:

де С_P – постоянная, которая зависит от материала резца и материала обрабатываемой детали;

t – глубина резания, мм. При фасонном точении глубина резания равна суммарной длине режущих кромок;

s – подача, мм/об.

V – скорость резания, м/мин;

x_P, y_P, n_P – показатели степени;

k_P – поправочный коэффициент, учитывающий особенности обработки.

С_P=212;

x_P=1, y_P=0,75, n_P=0;

k_P= k_МP* kφ_P* kγ_P* kλ_P* kr_P;

kφ_P=1; kφ_P=1; kγ_P=1; kr_P=0,87;

s=0,04мм/об;

t=55мм;

Момент сопротивления сечения резцедержателя рассчитывается по формуле:

для квадратного сечения

Для предварительных расчетов принимают В = Н.

Принимаем материал резцедержателя – сталь 45.

Наименьшая высота держателя рассчитывается по формуле:

=360МПа – для стали 45.

Принимаем высоту резцедержателя Н=20мм, и ширину резцедержателя В=20мм из конструктивних соображений для надежного закрепления на суппорте станка.

При расчетах на прочность рассчитанную высоту резцедержателя сравнивают с выбранной конструктивно. Расчетная высота должна быть меньше или равна конструктивно выбранной. Максимальная нагрузка, которую допускается жесткостью резца, определяется с учетом допустимой стрелы прогиба:

где f – допустимая стрела прогиба резца, при фасонном точении f = 0,05мм;

E – модуль упругости материала резцедержателя,

для стали МПа;

I – момент инерции сечения резцедержателя, для прямоугольного сечения

;

l – вылет резцедержателя, мм.

Для обеспечения жесткости: