ВСТУП

Металорізальний інструмент дуже різноманітний. Різці - найбільш поширений вид інструменту. Вони поділяються на токарні, стругальні й довбальні. За характером обробки токарні різці бувають прохідні, підрізні , відрізні , фасонні, фасонні розточні , а стругальні й довбальні - прохідні, бокові, відрізні і прорізні . Відповідно до цих ознак кожному різцю присвоюється певній шифр. Основні типи й розміри різців стандартизовані ДЕСТ 18869-73 - ДЕСТ 18883-73. Так як в курсовій роботі проектуватиметься фасонний різець, то актуальним є питання вибору лише переднього і заднього кутів, так як інших кутів у геометрії фасонних різців немає.

Також необхідно спроектувати протяжку – багатозубий інструмент, кожний наступний зуб якого вищий за попередній на величину підйому S_Z. Протяжки використовують для обробки отворів пазів і відкритих зовнішніх поверхонь різноманітної форми. Перехідний конус призначений для зручності установлення протяжки в оброблюваному отворі перед протягуванням. Передня напрямна частина спрямовує й центрує протяжку відносно осі протягуваної деталі. Ріжуча частина протяжки служить для зрізування припуску, залишеного на протягування, і складається з ряду послідовно розташованих зубців, кожний з яких зрізує шар металу відповідного профілю. За величиною подачі зубці поділяються на одбирочні, перехідні й чистові.

Калібруюча частина призначена для зачищення поверхні після ріжучих зубців і забезпечує стабільність отримуваних розмірів. Розміри та форма всіх калібруючих зубців однакові й відповідають формі та розмірам готового виробу. Задня напрямна частина запобігає перекосу деталі на протяжці і пошкодженню обробленої поверхні та зубців у момент виходу останніх зубців калібруючої частини з отвору. У дуже довгих і важких протяжках виконується також опорна цапфа, за яку протяжка підтримується люнетом.

Описаний вище інструмент необхідно спроектувати в даній курсовій роботі.

Проектування ріжучого інструменту

1. Проектування круглого фасонного різця

1.1.Розрахунок круглого фасонного різця .

Необхідно спроектувати фасонний різець виходячи з таких даних:

- матеріал деталі : Сталь 45 ;

- тип різця : круглий ;

- розміри по Н11;

- профіль заготовки , що необхідно отримати :

Рисунок 1.1 - Профіль деталі

Для обробки стальної заготовки приймаємо такі значення переднього і заднього кутів в базовій точці :

Проставляємо на профілі заготовки точки:

Рисунок 1.2 - Точки на профілі деталі

За базову точку приймаємо точку 14з радіусом

Складаємо таблицю координат точок пофілю заготовки.

де: Х- координата по довжині профілю, R- радіальна координата профілю, - головний кут в плані .

Таблиця 1.1 - Координати точок профілю деталі

№	X	R
1	0	15	123
2	2,5	16,5	123
3	5	18	123
4	7,5	19,5	123
5	10	21	123
6	12.5	22,5	123
7	15	24	123
7'	15	24	0
8	15	26	0
8'	15	26	90
9	25	26	90
9'	25	26	0
10	25	21	0
10'	25	21	90
11	30	21	90
11'	30	21	0
12	30	20	0
12'	30	20	68
13	33,3	18,5	68
14	36,6	17	68
15	40	16	68

Знайдемо наближені значення передніх кутів у кожному з перетинів профілю .

(1.1)

де γ₀ – передній кут в базовій точці;

R₀ – радіальна координата базової точки профілю;

R_і – радіальна координата і-ої точки профілю;

i – номер точки профілю (0…15).

Розрахуємо передній кут для 1-ї точки:

.

Розраховані значення занесемо до таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 - Передні кути

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	5	4,55	4,17	3,85	3,57	3,33	3,125	3,125	2,89	2,89	2,89	2,89	3,57	3,57	3,57	3,57	3.75	3,75	4,05	4,41	4,69

У разі зовнішньої обробки фасонними різцями, щоб не відбувалося коливань, не можна допускати зниження ріжучих кромок по відношенню до осі деталі більш ніж на 0,1-0,2 найбільшого радіуса деталі. Перевіримо допустимість обраних передніх кутів профілю :

де:

t - максимальна глибина оброблюваного профілю;

R_max - максимальний радіус оброблюваної деталі;

R_min - мінімальний радіус оброблюваної деталі ; _min - мінімальний передній кут профілю .

Отже умова допустимості обраних кутів виконується .

За значенням найбільшої глибини деталі t=10 мм приймаємо найбільший радіус різця рівним:

R_max=37,5мм;

Знайдемо відстань від центра різця до його передньої поверхні :

Визначимо кути загострення у всіх точках профілю круглого фасонного різця.

(1.2)

Таблиця 1.3 - Кути загостреня 

№	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	49,71	53,99	57,39	60,17	62,49	64,46	66,16	66,16	68,1	68,1	68,1	68,1	62,49	62,49	62,49	62,49	60,99	60,99	58,38	55,21	49.71

Найменший кут загострення рівний

Кут загострення  не менший гранично допустимого при обробці сталі []=50 градусів .

Знайдемо значення задніх кутів різця у відповідних точках .

Таблиця 1.4 - Значення задніх кутів 

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	35.29	31,46	28,44	25,98	23,94	22,21	20,72	20,72	19,01	19,01	19,01	19,01	23,94	23,94	23,94	23,94	25,26	25,26	27,57	30,38	35,6

Визначимо кути фасонних різців у перетинах , перпендикулярних до проекцій головних ріжучих кромок на головну площину .

Таблиця 1.5 - кути у перетинах, перпендикулярних до проекцій головних ріжучих кромок на головну площину

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	30,69	27,16	24,43	22,23	20,42	18,9	17,6	0	0	19,01	19,01	0	0	23,94	23,94	0	0	23,63	25,83	28,53	33,58
	4,2	3,82	3,5	3,23	3	2,79	2,63	0	0	2,89	2,89	0	0	3,57	3,57	0	0	3,48	3.76	4,09	4.35

1.2 Розрахунок профілю інструменту .

Рисунок 1.3 - Розрахункова схема

Перехід від системи координат xyz до XYZ :

Таблиця 1.7 – Координати проекції профілю

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	5,01	4.55	4,17	3,85	3,58	3,34	3,12	3,12	2,89	2,89	2,89	2,89	3,58	3,58	3,58	3,58	3,76	3,76	4,06	4,42	5,01

Таблиця 1.8 – Координати проекції профілю

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	0,0027	1,51	3,01	4,52	6,02	7,52	9,02	9,02	11,03	11,03	11,03	11,03	6,02	6,02	6,02	6,02	5,02	5,02	3,51	2,01	0,0027

Радіуси в кожній точці профілю різця :

Таблиця 1.9 - Радіуси в кожній точці профілю

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	36,8	35,32	33,84	32,36	30.89	29,43	27,97	27,97	26,02	26,02	26,02	26,02	30,89	30,89	30,89	30,89	31,87	31,87	33,35	34,82	36,8

Побудуємо по точкам розрахований профіль різця .

Таблиця 1.10. Розрахований профіль різця

№ точки	1	2	3	4	5	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	14	15
	37,5	36	34,5	33	31,5	30	28,5	28,5	26,5	26,5	26.5	26.5	31,5	31,5	31,5	31,5	32,5	32,5	34	35,5	37,5

Рисунок 1.4 – Попередній профіль різця і профіль заготовки

Для обробки заготовки приймаємо такі значення переднього і заднього кутів в базовій точці:

1.3 Апроксимація криволінійного профілю.

Ціль апроксимування – спростити виготовлення інструменту. Прицьому в якості апроксимуючих ліній вибирають відрізок прямої або частину кола.

Одержані в результаті розрахунку відрізків профілю фасонного різця координати ріжучої кромки наведено в таблиці 1.8.

Таблиця 1.11. Апроксимація криволінійного профілю.

№ точки	1	2	3	4	5	6
х	0	0,8	1,6	2,4	3,2	4
у	0,661081	2,037505	3,411065	4,781498	6,14846	7,511516
уі	0,661081	2,031168	3,401255	4,771342	6,141429	7,511516
Δ	0	0,006336	0,00981	0,010156	0,007032	0

З таблиці видно, що профіль непрямолінійний. Апроксимуємо одержаний профіль прямої, що проходить через крайні точки профілю. Тангенс кута нахилу цієї прямої:

де – різниця координатза довжиною осі у крайніх точок відрізка профілю; l – осьова відстань між крайніми точками.

Для оцінки похибки апроксимації, що виникає при заміні теоретичного профілю інструменту спрощеним, підрахуємо в тих самих перетинах координати спрощеного профілю інструменту:

Результати розрахунку також заносимо до таблиці 1.8. З розрахунків видно, що максимальна похибка складає 0,01мм, допуск для конусу 11 квалітету складає 0,19мм. Отже апроксимований профіль цілком задовольняє норми точності нашої заготовки.

Схема апроксимації зображена на рис. 1.5.

Рисунок 1.5. Схема апроксимації

Аналогічно апроксимуємо другу конічну ділянку, дані розрахунку заносимо до таблиці 1.12:

Таблиця 1.12. Апроксимація криволінійного профілю.

№ точки	7	8	9	10	11	12
х	0	2	4	6	8	10
у	-0,51	1,05	2,61	4,18	5,75	7,32
уі	-0,51152	1,055532	2,62258	4,189627	5,756675	7,323722
Δ	0	-0,00894	-0,01286	-0,01239	-0,00799	0

Максимальна похибка складає 0,013мм, допуск для конусу 11 квалітету складає 0,19мм. Отже апроксимований профіль цілком задовольняє норми точності нашої заготовки.

1.4 Осьові радіальні та кутові розміри шаблону і контршаблона

Номінальні розміри розраховуємо з умови максимуму тіла різця. Допуски на лінійні розміри у шаблону задаються в тіло, а у контршаблона - симетрично. Величини цих допусків приймаються у шаблонів 10%, а у контршаблонів - 5% від поля допуску відповідних розмірів профілю різця. Допуск на кутові розміри шаблону встановлюється в розмірі 10% від допуску на профілі деталі, але не менше 3’. У контршаблонів на виготовлення кутових розмірів допуск встановлюється в розмірі 25% від допуску на шаблон, але не менше 1’. Креслення шаблону і контршаблона представлений на рис. 1.6 та рис 1.8 відповідно.

Рисунок 1.6 – Профіль шаблона

Рисунок 1.8 – Профіль контршаблона

Необхідні розміри

,

де:

t – максимальна глибина профіля;

k – запас по передній поверхні для розміщення стружки.

Діаметр контрольной риски

;

Діаметр контрольного циліндра, що відповідає радіальній вимірювальній базі, яку утворює ріжуча кромка на поверхні Ø 42^+0,042. Максимальний діаметр різця Ø 75^+0,19.