Оглавление
0. Введение.............................................................................................................	5
1. Проектирование фасонного призматического резца......................................	6
1.1. Нумерация поверхностей детали...............................................................	6
1.2. Определение размеров детали с симметричными допусками................	7
1.3. Определение рабочих размеров режущих кромок резца в осевой плоскости................................................................................................................	8
1.4. Выбор углов резца в главной секущей плоскости...................................	9
1.5. Определение геометрии режущих кромок в нормальном сечении рез-ца аналитическим способом..................................................................................	10
1.6. Определение геометрии режущих кромок в нормальном сечении рез-ца графическим способом.....................................................................................	13
1.7. Определение размеров резца в связи с измерительными базами...........	13
1.8. Определение дополнительных режущих кромок.....................................	15
1.9. Конструирование резца..............................................................................	15
1.10. Проектирование шаблона и контршаблона............................................	16
1.11. Конструирование резцедержателя для фасонного резца......................	17
2. Проектирование круглой протяжки.................................................................	17
2.1. Определение основных характеристик.....................................................	18
2.2. Определение размеров хвостовика...........................................................	18
2.3. Определение геометрии протяжки............................................................	18
2.4. Определение режимов резания..................................................................	19
2.5. Определение размеров зубьев...................................................................	19
2.6. Определение сил резания...........................................................................	20
2.7. Определение размеров протяжки..............................................................	21
3. Проектирование червячной модульной фрезы...............................................	23
3.1. Определение основных характеристик.....................................................	23
3.2. Определение размеров и геометрии режущей части...............................	23
3.3. Определение основных размеров..............................................................	26
Заключение.............................................................................................................	28
Список использованных источников...................................................................	29

Введение

В настоящее время огромная часть продукции производства, как и многие годы ранее, частично или полностью изготавливается с использованием металлорежущих инструментов, которые применяются как в заготовительных, так и отделочных операциях технологических процессов. Бесчисленное многообразие конструктивных вариантов инструментов позволяет получать изделия практически любой сложности и конфигурации.

Основными задачами проектирования современного режущего инструмента являются совершенствования его геометрии, особенно при проектировании зубо- и резьбообрабатывающего инструмента и другого фасонного инструмента, и увеличение стойкости инструмента путём разработки новых сплавов.

В данном курсовом проекте необходимо произвести расчёт:

• фасонного призматического резца;

• круглой протяжки;

• модульной червячной фрезы.

1. Проектирование фасонного призматического резца

Фасонные резцы представляют собой резцы, повторяющие своей геометрией контур обрабатываемой детали. Применяются в серийном и массовом производстве в виду дороговизны и длительности своего производства. Способны обеспечить точность по 8–12 квалитетам.

Рисунок 1 – Деталь

Деталь представляет собой тело вращения, на поверхности которой имеется четыре цилиндрических, три конических и одна торцовая поверхность. Материал детали – латунь Л63.

1. Нумерация поверхностей детали

Нумерация производится в порядке удаления поверхности от оси детали.

Рисунок 2 – Нумерация поверхностей детали

2. Определение размеров детали с симметричными допусками

(1)

;

;

;

;

Рисунок 3 – Размеры детали с симметричными допусками

;

;

;

.

;

;

;

;

;

;

.

3. Определение рабочих размеров режущих кромок резца в осевой плоскости

Допуски на изготовление резцов обычно принимают 20% от допусков на соответствующие размеры детали.

Рисунок 4 – Размеры режущей кромки резца в осевой плоскости

;

;

;

;

;

;

;

.

;

;

;

;

;

;

.

4. Выбор углов резца в главной секущей плоскости

Латунь Л63, из которой изготавливается деталь, является мягким материалом и поэтому резцу для её обработки требуются большие положительные передний и задний углы. Для резцов из быстрорежущей стали Р6М5 они могут быть равны [1, 130 с., т. 3.48]:

;

;

;

.

5. Определение геометрии режущих кромок в нормальном сечении резца аналитическим способом [1, 138-139 с.]

(2)

.

(3)

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

На конических поверхностях необходимо проверить уменьшенный задний угол в сечении нормальном режущей кромке.

			(4)
где:	φ – половина угла конуса.

;

;

;

;

;

.

При переднем угле в 10º отклонение допусков радиусов от допусков профиля резца в плоскости передней поверхности ~1,5%.

(5)

;

;

;

;

;

;

;

;

– радиальный прогиб на участке 2–7;

– радиальный прогиб на участке 3–7;

– радиальный прогиб на участке 3–6.

(6)

;

;

;

.

Рисунок 5 – Геометрические параметры режущей части резца

(7)

;

;

;

.

6. Определение геометрии режущих кромок в нормальном сечении резца графическим способом (рис. 6)

Определение геометрии фасонного резца графическим способом заключается в проецировании поверхности детали на режущей кромке на плоскость ортогональную к задней поверхности резца.

Полученные размеры резца соответствуют значениям, полученным аналитическим способом.

7. Определение размеров резца в связи с измерительными базами [2, 22 с., ф. 3.6-3.7]

			(8)
где:	AΣ max,min,ср – максимальный (минимальный, средний) размеры замыкающего звена;
	Aув max,min,ср – максимальный (минимальный, средний) размеры увеличивающих звеньев;
	Aум min,max,ср – минимальный (максимальный, средний) размеры уменьшающих звеньев.

Для нахождения всех размеров необходимо уменьшить наибольшие допуски.

;

;

;

;

;

;

;

Рисунок 6 – Геометрические параметры режущей части резца

;

;

;

;

;

;

;

.

8. Определение дополнительных режущих кромок

;	;	;
;	;	;
;	;	.

Рисунок 7 – дополнительные режущие кромки резца

9. Конструирование резца [1, 132 с., т. 3.49]

; ; ; ;

; . ; .

Рисунок 8 – Конструкция резца

10. Проектирование шаблона и контршаблона

За номинальные размеры шаблона и контршаблона принимаются размеры резца, исполнение которых обеспечит наибольшую массу резца. Допуски на размеры шаблона назначаются в его тело равными 10% допуска на размер резца, допуски на размеры контршаблона назначаются симметричными.

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

11. Конструирование резцедержателя для фасонного резца

Резец устанавливается в резцедержатель зажимом ласточкина хвоста. Положение резца по высоте задаётся регулировочным винтом.

2. Проектирование круглой протяжки

Протяжки представляют собой многолезвийный ступенчатый режущий инструмент, предназначенный для обработки фасонных поверхностей. Применяются в серийном и массовом производстве в виду дороговизны и длительности своего производства. Способны обеспечить точность до 6 квалитета и шероховатость до Ra0,32.

Рисунок 9 – Отверстие

Таблица 1 – Исходные данные
Заготовка	Характеристика	Станок	Характеристика
Материал детали	Сталь 20	Тип	Протяжной
Твёрдость	HB 163	Модель	7А510
Термообработка	высокий отпуск	Тяговая сила, кН	100
Предварительная обработка	механическая	Диапазон скоростей, м/мин	1,5...13
Продолжение таблицы 1
Предварительный размер, мм	Ø36(+0,3)	Длина протягивания, мм	30
Требуемый размер, мм	Ø38H7(+0,025)	Длина хода штока, мм	100...1250
Требуемая шероховатость, мкм	Ra1,25	Состояние станка	новый

1. Определение основных характеристик

Группа обрабатываемости материала – I [3, 541 с., т. 8.1].

Группа качества требуемой поверхности – 1 [3, 542 с., т. 8.2].

Материал режущей части протяжки – сталь Р6М5 [3, 543 с.].

Материал хвостовиков протяжки – сталь 40Х [3, 543 с.].

2. Определение размеров хвостовика [4, т. 2]

;	;	;
;	;	;
;	;	;
;	;	.

Рисунок 10 – Размеры хвостовика протяжки

3. Определение геометрии протяжки

Углы в главной секущей плоскости [5, пр. 1]

;	;
;	;
	.

4. Определение режимов резания [3, 547 с., т. 8.7-8.9]

;

;

; ; .

5. Определение размеров зубьев [5, пр. 2, т. 1]

Рисунок 11 – Форма и размеры профиля зубьев

Высота зубьев [3, 549 с.].

			(9)
где:		K – коэффициент заполнения стружечной канавки.

;

.

Шаг зубьев [3, 550 с.]

(10)

;

.

Толщина зубьев [3, 550 с.]

(11)

;

.

Радиус на передней и задней поверхностях зубьев [3, 550 с.]

(12)

;

.

(13)

;

.

Рисунок 12 – шаги чистовых и калибрующих зубьев [5, пр. 2, т. 2]

;

;

.

6. Определение сил резания

Максимальная сила протягивания [3, 554]

			(14)
где:		Pz msx – максимальная сила протягивания;
		kc – удельная сила резания при протягивании;
		zр – наибольшее количество одновременно работающих зубьев;
		KМ – коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;
		KСОЖ – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ;
		Kγ – коэффициент, учитывающий влияние переднего угла;
		Kи – коэффициент, учитывающий влияние износа зубьев;
		Kк – коэффициент, учитывающий влияние группы качества протягиваемого отверстия;
		Kр – коэффициент, учитывающий влияние способа разделения стружки.

.

Сила, допустимая прочностью хвостовика [3, 545 с.]

			(15)
где:	Pх – сила, допускаемая прочностью хвостовика;
	[σ]р – допустимое напряжение при растяжении;
	Fос – площадь опасного сечения хвостовика.

.

Сила, допустимая прочностью шейки перед первым зубом [3, 553 с.]

			(16)
где:	Pш – сила, допускаемая прочностью шейки;

.

7. Определение размеров протяжки [5, т. 1]

Количество групп пар зубьев [3, 561 с.]

(17)

;

;

;

.

Заданным условиям соответствует протяжка 2400-0307 ГОСТ 20365-74.

Рисунок 13 – Размеры круглой протяжки

;	;
;	;
;	;
;	;
;	;
;	;
;	;
;	;
;	.
;

3. Проектирование червячной модульной фрезы

Червячные модульные фрезы представляют собой зубообрабатывающий инструмент, имитирующий обкат заготовки зубчатого колеса зубчатой рейкой. В силу своей универсальности применяются в любом типе производства. Способны производить колёса до 5 степени точности (прецизионные фрезы).

Таблица 2 – Исходные данные
Характеристика	Величина	Характеристика	Величина
Тип фрезы	Общего назначения	Число заходов	1
Модуль m, мм	3	Направление нарезки	Правое
z	28	Признак фрезы	Чистовая
Угол зацепления αω, º	20	Метод профилирования	Осевое

1. Определение основных характеристик

Материал фрезы – сталь Р6М5 [3, 839 с.];

Конструктивное исполнение – цельная [3, 840 с.];

Класс точности – AA [3, 840 с.].

2. Определение размеров и геометрии режущей части [3, 945-953 с.]

Высота головки зуба фрезы:

			(18)
где:	mn0 – модуль в нормальном сечении.

.

Высота ножки зуба фрезы:

(19)

.

Высота профиля зуба фрезы:

(20)

.

Радиусы закруглений на головке и ножке зубьев:

(21)

;

.

Диаметр делительного цилиндра фрезы:

(22)

.

Угол подъёма витка фрезы на делительной окружности:

		(23)
		(24)

.

Осевой модуль фрезы:

.

Осевой шаг фрезы:

(25)

.

Угол профиля зуба в осевом сечении:

(26)

.

Число зубьев фрезы:

(27)

.

Передний угол в сечении главной секущей плоскости:

;

(28)

;

Задний угол в сечении главной секущей плоскости:

;

(29)

;

.

Величина затылования:

		(30)
		(31)

;

.

Глубина канавки:

			(32)
где:	r – радиус закругления дна канавки.

.

Угол профиля канавки:

.

Толщина основания зуба:

.