Проектирование режущих инструментов

      3. Строим кривую профиля:

     а) через точки 1´´, 2´´, 3´´, 4´´ проводим траектории движения точек профиля  фрезы и на них откладываем  отрезки, равные дугам Р1´, Р2´, Р3´, Р4´, получим соответствующие точки профиля фрезы I, II, III, IV.

     б) на кривой профиля отмечаем фактический (действующий) участок профиля, равный h.

       

     Замена  кривой профиля дугой  окружности.

     Для упрощения изготовления фрез, шаблонов и контршаблонов теоретическую кривую, построенную графически или рассчитанную аналитически по координатам Х и У, заменяют обычно одной дугой окружности. Окружность определяем с помощью трех точек. Две точки обычно берут крайние точки профиля О и М. Положение третьей точки определяем методом подбора из условия минимальной погрешности

     получаемого профиля по сравнению с теоретическим. Обычно оптимальное решение получается для точки, лежащей посередине профиля. Подставляя координаты трех точек в уравнение окружности

     (x-p)2+(y-q)2=R2

     и решая их совместно определим  координаты центра О1 и радиус R0.  

                        

     2.3. Расчет режима  резания при фрезеровании 

     Фрезерование  осуществляется на шлицефрезерном станке ВС-50.

     1. Определяем глубину резания 

     t = = 3,006 мм.

     2. Назначаем подачу на один оборот  нарезаемого зубчатого колеса [9, стр.235, карта 3.2]

     Sо табл = 0,8 мм/об.

     S =S∙KMS ∙KFS

     KMS=0,9,

     KFS=1,0,

     S =0,8∙0,9 ∙1,0=0,72 мм/об.

     3. Период стойкости и износ фрезы:

     Ттабл  = 300 мин [9, стр. 235, карта 3.3],

     hз=0,3 мм – критерий затупления [9, стр. 235, карта 3.3],

     4. Определяем скорость главного  движения резания [9, стр. 235, карта  3.4]

     v=vтабл∙Kmv∙Kфv∙Kzv∙Kuv∙KΔv∙Kv∙KTv, где

     vтабл=25м/мин,

     коэффициенты  принимаем по [9, cтр. 235, карта 3.5]

     Kmv=0,9,

     Kфv=1,0,

      Kzv=1,1,

     Kuv=1,0,

     KΔv=1,0,

     Kv=1,0

     KTv=1,25,

     Т=180 мин,

      0,6.

     v=25∙0,9 ∙1,0∙1,1∙1,0∙1,0∙1,25=30,93 м/мин.

     5. Частота вращения шпинделя, соответствующая  найденной скорости главного движения резания:

      ,

     где dao=90мм.                                                       [9, стр. 235, карта 3.6]

       мин-1

     Корректируем  частоту вращения по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения:

     nд  = 100 мин-1.

     Определяем  действительную скорость главного движения резания:

                                

       м/мин;

     6. Мощность, затрачиваемая на резание: 

     N=10-5∙CN ∙SYn∙dUn∙v∙Kn,

     где коэффициенты принимаем по [3, cтр. 463, табл.67]:

     CN=42,

     Yn=0,65,

     Un=1,1,

      Kn=1,1.

     N=10-5∙42∙0,72 0,65∙421,1∙30б93∙1,4=0,69 кВт.

     Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:

        у станка ВС-50           Nшп = Nд ∙ η = 6 ∙ 0,85 = 5,1 кВт

                                                0,69 < 5,1 кВт, т.е. обработка возможна. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Расчёт и конструирование спирального сверла 

3.1.Общие  положения

 

Для обработки  отверстий применяются различные  лезвийные инструменты в зависимости  от служебного назначения детали и  технологического процесса её изготовления. Наиболее распространёнными инструментами  являются сверла, зенкеры, зенковки, развёртки. Выбор типа осевого инструмента зависит от параметров отверстия: диаметра, глубины, точности и требований к расположению геометрической оси, а также от физико-механических свойств обрабатываемого материала, производительности процесса обработки.

Сверла  представляют собой режущие инструменты, предназначенные для образования  отверстий в сплошном материале. В процессе сверления осуществляются два движения: вращательное – вокруг оси инструмента и поступательное – вдоль оси инструмента. Сверла также используются для рассверливания предварительно рассверленных отверстий. В промышленности распространены различные типы сверл.

Наибольшее  распространение получили  в промышленности спиральные сверла. Они используются при сверлении отверстий диаметром от 0,25 до 80 мм в различных материалах со скоростью 40-50 м/мин.

Основные  размеры и углы лезвия сверл стандартизованы. Геометрические элементы рабочей части  сверл (w,g и 2j) зависят от материала заготовки и сверла. Угол наклона поперечной режущей кромки  для сверл диаметром до 12 мм принимают 50^°, для сверл диаметром свыше 12 мм-55^°.Задний угол a различен в различных точках режущей кромки. У стандартных спиральных сверл в наиболее удаленной от оси сверла  точке (вершина лезвия) a=8…15^°, в ближайшей к оси точке a=2^°…26  ^°.

Технические требования к изготовлению спиральных сверл приведены в ГОСТ 2034-80.Хвостики сверл с коническим хвостиком  имеют конус Морзе, выполняемый  ГОСТ 25557-82. 
 

3.2. Расчёт и конструирование  спирального сверла  из быстрорежущей  стали с коническим хвостиком 

Рассчитать  и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5К5 с коническим хвостиком для обработки сквозного отверстия под болт М24 глубиной l=30 мм в заготовке из СЧ35 с твёрдостью 243 НВ

1. Определяем  диаметр сверла  d =22 мм ГОСТ 885-77

2. Определяем  режим резания:

а) находим  подачу по (табл.25, стр.277 [3])

S=0, 47...0, 54 мм/об, принимаем S₀=0, 5 мм/об 
 

б) Определяем скорость главного движения резания: коэффициенты  выбираем по (табл.28, стр. 278 [3]); 

 ;

С_υ =17,1, q=0,25, x_υ =0, y_υ =0,4, m =0,125;

 Стойкость  сверла T=60 мин. (табл. 28,стр 276 [3 ]);

Поправочный коэф.-т K_υ =K_Mυ ´K_Uυ ´K_lυ =0,73´1,0´1,0=0,73, где

K_Mυ = 0, 73 - коэф. на качество обрабатываемого материала ( [3],261-263);

K_Uυ = 1, 0 -  коэф. на инструментальный материал ([3],табл. 6);

K_{lυ =} 1, 0  - коэф. учитывающий глубину просверленного отверстия ([3],табл. 31) 

; 

                           м/мин;

5. Частота  вращения шпинделя

 

                   мин^-1

Корректируем  частоту вращения шпинделя по станку n_д= 320 мин^-1

6. Действительная  скорость главного движения резания

                                      м/мин

7. Осевая составляющая силы резания.

 n=0.6 ([3],табл.9, стр. 264);

C_p=42, 7, q_p=1, 0, y_p=0, 8 ([ 3],табл. 32, стр. 281);  

P_x= 9, 81´42, 7´22^{1, 0}´0, 5^{0, 8}´1,16= 396 Н

8. Момент сил сопротивления резанию(крутящий момент) ;

C_м=0, 021, q =2, 0, y=0, 8 ([3,]табл. 32, 281 c.); n_p= 0, 6 ([3]табл. 9, стр. 264);

M_ср= 9, 81´0,021´22^2,0 ´0,5^0,8 ´ 1.16= 68,8Нм. 
 
 
 
 

9. Определяем номер конуса Морзе хвостовика.

    Определяем средний диаметр хвостовика

;

  , где

μ = 0,16 – коэф. трения стали по чугуну;

θ= 1^° 30^'– половина угла конуса ;

∆θ=5^' отклонение угла конуса;

По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус Морзе№2 с лапкой со следующими основными конструктивными размерами:

D=17,78, D₁=18, d₂=14, d_3max=13,5, l_3max=75, l₄=80, bh13=5.2, a=5,

R=6, c=10, R₁=1, 6

10. Определяем длину сверла по ГОСТ 10903-77[3, табл. 42,146с.]

L=240 мм - общая длина сверла

l₁=140 мм - длина рабочей части

Центровое отверстие выполняется по форме  В ГОСТ 14034-74.

11. Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла([4],табл.43-45, 151с.).

      угол наклона винтовой канавки w =35^°;

      углы между режущими кромками 2j=127^°, 2j₀ =70^°;

          угол наклона поперечной канавки Y = 55^°;

      размеры подточенной части перемычки:

      А=3,08, l=6 мм

      Шаг винтовой канавки :

 мм.

12. Толщину d_с сердцевины сверла - выбирают в зависимости от диаметра сверла: принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0,14 D.  Тогда d_с =0,14´22=3,35мм. Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4-1,8 мм на 100 мм длины. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.

13. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части составляет 0,04-0,10 мм. Принимаем обратную конусность 0,1 мм.