Материал: Теория формообразования деталей при механической обработке. методические указания к выполнению курсовой работы. Жачкин С.Ю

3.Определение длины сверла. Общая длина сверла L; длина рабочей части l0 хвостовика и шейки l2; и другие элементы конуса могут быть приняты по стандартам.

4.Определение геометрических и конструктивных параметров рабочей части сверла. По нормативам находим форму заточки, угол наклона винтовой канавки ω, угол при вершине конуса 2φ, шаг винтовых канавок находим по формуле:

5.Толщину dс сердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла по табл. 2:

Сверла, оснащенные твердым сплавом и твердосплавные делают более жесткими – с диаметром сердцевины около 0,3D. По направлению к хвостовику диаметр сердцевины увеличивается на (1,4...1,5)мм на 100 мм длины для сверл из быстрорежущей стали и на (1,7..1,8) мм для сверл твердосплавных.

6. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части сверла принимается по табл. 3:

Таблица 3

Рекомендуемые значения обратной конусности

7. Рекомендуемые размеры ленточки на калибрующей части сверл по ширине b и высоте h указаны в табл. 4.

Таблица 4

Рекомендуемые размеры ленточки спиральных сверл b и h, мм

Интервалы диаметров, мм

8.Ширина пера определяется по формуле В = 0,58 D.

9.Определение геометрических элементов профиля фрезы для фрезерования канавки сверла:

Большой радиус профиля

R0 = CRCrCфD,

где

21

при отношении толщины сердцевины к диаметру сверла D, равном 0,14, = 1;

10.По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы. Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла.

11.Выполняем рабочий чертеж.

Основой при проектировании специальных зенкеров и разверток так же служит стандартный инструмент, который подлежит необходимой доработке.

В связи с достаточной прочностью этих видов инструмента, проверки на прочность для них проводят только в особых случаях.

Проектирование зенкеров в этом случае сводится, как правило, к выбору его типа (насадной, хвостовой), конструкции (цельный, составной или сборный), числа зубьев и определению конструктивных размеров и геометрии заточки.

Проектирование разверток аналогично проектированию зенкеров с той разницей, что развертка это инструмент, обеспечивающий точность отверстия при высоких требованиях к нему. Поэтому на вопросы обеспечения точности следует обратить особое внимание. Так, с целью снижения уровня разбивки и предотвращения вибраций при обработке, угловой шаг зубьев разверток делают неравномерным. А к взаимному расположению зубьев и базовых поверхностей разверток предъявляют очень жесткие требования.

Достаточно жесткие требования предъявляются и к остальным поверхностям разверток. Допуск радиального биения хвостовика разверток относительно оси центровых отверстий или оси посадочного отверстия 0,010 мм для разверток диаметром до 30 мм и 0,015 . свыше 30 мм.

Предельные отклонения размеров разверток:

-общей длины и длин рабочей части, хвостовика и квадрата . h16;

-диаметра цилиндрического хвостовика машинных разверток . h9, ручных . f9;

-конуса Морзе: чистовых для квалитетов 6 и 7 и черновых №1 и №2 - IТ7;

-остальных - IТ8.

Проектирование фрез.

Основные размеры фрез, геометрические параметры и технические требования к ним приведены в стандартах или справочной литературе. Геометрические элементы

22

лезвия можно выбрать по нормативам или справочной литературе. Форму и размеры пластин из твердого сплава, марку твердого сплава выбирают также по ГОСТу.

Наружный диаметр фрезы D зависит от диаметра оправки, размеров обрабатываемой поверхности, припуска на обработку и других факторов.

Обычно при конструировании фрез для определения диаметров оправки и цилиндрической фрезы пользуются следующим соотношением: D = (2,5…3) d.

Порядок расчета фрез следующий:

1.Предварительно задаемся длиной L фрезы (для заданной ширины фрезерования B) и соответственно ее диаметром D’, числом зубьев z’ и углом ω.

2.По справочнику определяем скорость движения подачи Sz (мм/зуб).

3.Диаметр отверстия под оправку:

Здесь - суммарный момент при изгибе и скручивании оправки, Н·м (кгс·мм):

где P – равнодействующая сил Pz и Py; P = 1,411 Pz; l – расстояние между опорами фрезерной оправки (длина посадочного участка оправки), мм; -

(180...250)·106 МПа (~18 – 25 кгс/мм2).

Pz определяется по нормативам или справочнику, полученное значение d округляется до ближайшего диаметра отверстия фрезы по ГОСТ 9472 – 83.

Далее по формуле D = (2,5…3) d окончательно устанавливается наружный диаметр фрезы и по стандарту принимается ближайший к расчетному. Значение длины фрезы L также берется из стандартов.

4.Рассчитывается окончательное число зубьев фрезы . Значение

коэффициента m зависит от типа фрезы и выбирается по табл. 5.

Определяется шаг зубьев фрезы: окружной торцовый шаг

23

осевой шаг

5.Проверяются полученные величины z и Sос на условие равномерного фрезерования:

С должно быть целым числом или величиной, близкой к нему.

Проектирование протяжек

Задача проектирования протяжки сводится к выбору схемы резания и определения конструктивных элементов ее зубьев и протяжки в целом, исходя из выбранных режимов резания, формы и размеров обрабатываемой поверхности и свойств обрабатываемого материала. При этом следует учитывать особенности процесса резания при протягивании и то, что протяжки - это один из наиболее дорогих видов инструмента в связи с высокими затратами на их изготовление и большими размерами.

Схему резания и форму режущих кромок выбирают в зависимости от назначения протяжки и формы обрабатываемой поверхности с учетом получения оптимальной конструкции протяжки, т.е. обеспечения наименьшей ее длины при обеспечении прочности зубьев и протяжки в целом и наиболее полном использовании тяговой силы двигателя станка.

Одной из наиболее важных особенностей протягивания является обязательное условие обеспечения размещения стружки в канавке между зубьями, исходя из которого и рассчитывают размеры канавок. Глубина стружечных канавок непосредственно влияет на поперечное сечение тела протяжки и тем самым определяет ее прочность.

На режущих кромках большой ширины (больше 6...8 мм) для улучшения условий формирования стружки делают стружкоразделительные канавки треугольной (с углом 45...60°) или радиусной формы. Стружкоразделительные канавки выполняются только на режущих зубьях в шахматном порядке. Повышенный износ лезвий по уголкам канавок и ухудшение процесса заполнения канавки стружкой являются недостатком такой конструкции протяжки. Поэтому более целесообразны протяжки групповой схемы резания (переменного резания), например круглые протяжки с выкружками на зубьях.

Расчет протяжек. Режущую часть протяжки рассчитывают с учетом прочности и возможности размещения стружки в канавке. Конструкция протяжки должна обеспечить требуемые размеры и качество обработанной поверхности детали и иметь минимальную длину с целью уменьшения расхода материала и трудоемкости изготовления.

При расчете протяжек определяют:

• размеры конструктивных элементов режущей части, исходя из прочности тела протяжки, силы протягивания и соответствия этой силы тяговой силе двигателя

24

станка, удовлетворения условий формирований и размещения стружки в стружечных канавках, из наименьшей длины протяжки и соответствия этой длины длине хода ползуна протяжного станка, возможности изготовления протяжки;

• исполнительные размеры калибрующих зубьев, обеспечивающие требуемые параметры обработанных поверхностей.

Все необходимые указания для расчетов элементов конструкции протяжек приведены в литературе [1].

Далее расчет протяжек сводится к проверке конструкции на прочность. Расчет конструкции на разрыв во впадине первого зуба:

где - максимально допустимая главная составляющая силы резания Н (кгс),

рассчитываются по формулам приведенным в [1] или берется по нормативам в справочной литературе; F – площадь опасного поперечного сечения во впадине первого зуба

- диаметр зуба, h – глубина канавки; напряжение в опасном сечении (если площадь опасного сечения хвостовика <F, то расчет надо вести по ).

Напряжение в опасном сечении σ не должно превышать допустимого напряжения табл. 6.

Таблица 6

Допустимое напряжение для материала протяжек и прошивок.

Примечание. Для конструкционных сталей, из которых изготовлен хвостовик, если инструмент сварной, σ = 250 МПа (25 кгс/мм2).

Расчет хвостовика на смятие

где - опорная площадь замка

25