Проектирование режущих инструментов

10. Ширина  ленточки  (вспомогательной задней  поверхности лезвия) f₀ и высота затылка по спинке k выбираем по ([4]табл.63): в соответствии с диаметром сверла f₀  =2,4 мм,  k=1,2 мм.

11. Ширина  пера B=0,58 D=0,58´22=12,76мм.

12.Геометрические  элементы профиля фрезы для  фрезерования канавки сверла  определяют графическим или аналитическим методом. Воспользуемся упрощенным аналитическим методом [2].

Большой радиус профиля

R₀ = C_R ´C_r´С_φ´D, где

при  отношении сердцевины к диаметру d_с/D =0,14, C_r =1;

где D_φ – диаметр фрезы; при D_φ =13ÖD С_φ  =1, следовательно

R₀ = 0.6·16·1·1=8,77 мм.

Меньший радиус профиля

R_k=C_k´D = 0,17´22=3,993 мм., где C_k =0,015w^0,75=0.17;

Ширина  профиля 

B= R₀+ R_k =9.92+3,74=12,77 мм.

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

(ГОСТ 885-77).

Предельные отклонения диаметра сверла D=22h9, (_-0,043) мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен (± IT14/2)  по ГОСТ25347-82. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм. Предельные отклонения размеров конуса хвостовика устанавливают по ГОСТ 2848-75 (степень точности AT8). Углы 2j= 127^° ± 2^°, 2j₀=70^°+5°.Угол наклона винтовой канавки w =35°_-2° . Предельные отклонения размеров подточки режущей части сверла +0,5 мм.

Твёрдость рабочей части сверла  63-66 HRC_э ,  у лапки хвостовика 32-46,5 HRC_э.

14. Выполняем  рабочий чертёж с указанием  технических требований к сверлу  
 

3.3. Режим резания  при сверлении 

Обработку производим на вертикально-сверлильном  станке 2Н125

1. Глубина  резания

t= D/2 = 22/2=11 мм

2. Подача

Выбираем  подачу S_o=0,47..0,54, принимаем S_o=0,5 мм. Проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка. Для этого определяем осевую составляющую силы резания P_x= 396H;

Необходимо  выполнить условие P₀ £P_max,

P_max – максимальное значение осевой составляющей силы резания, допускаемая механизмом подачи станка. По паспортным данным станка 2Н125: P_max = 9000Н. Так как 396< 9000, то назначенная подача вполне допустима.

3. Период стойкости сверла T=60 мин

Допустимый  износ сверла ([ 5],табл.1 9, 228 c/] h_з =0, 5мм

4. Скорость  главного движения резания, допускаемая  режущими свойствами сверла υ_и = 22,14 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. Крутящий момент от сил сопротивления  резанию при сверлении

M_кр= 68,8Нм

8. Мощность, затрачиваемая на резание

 кВт

Проверим, достаточна ли мощность станка. Обработка  возможна, если

N_рез £N_шт, N_шт =N_д ´h= 2, 26´0, 8=2,8 кВт

9. Основное  время

, мин

где L= y+∆+l =0, 4´16+2+30=38,4мм- полный путь, проходимый сверлом в направлении подачи;

y=0,4D; ∆=1..3; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                    3. Расчет и проектирование  круглой протяжки

                                      3.1.Общие сведения. 

     Протягивание  — один из наиболее эффективных методов механической обработки, позволяющий получать изделия высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0,32 мкм. При применении твердосплавных выглаживателей 0.08. Протягивание в основном применяют в крупносерийном и массовом производстве, однако этот метод успешно используют и в мелкосерийном и даже единичном производстве, когда протягивание является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

     В качестве режущего инструмента при протягивании используются различные типы протяжек. Протяжка—многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвиями в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи. Протяжки имеют значительные преимущества перед инструментами других видов. Они являются самыми высокопроизводительными инструментами, примерно в сто и более раз производительнее зенкеров и разверток. При протягивании совмещаются операции черновой, получистовой и чистовой обработки. Это повышает производительность, сокращает номенклатуру применяемых режущих и мерительных инструментов, уменьшает число станков и технологической оснастки.

     Протяжки  – металлоемкий, сложный в изготовлении и поэтому дорогой инструмент. Экономическая целесообразность их применения оправдывается при обеспечении  оптимальных элементов конструкций  и режимов резания, качественном изготовлении протяжек и правильной эксплуатации. 

      Протягивание применяют для обработки  внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей. Соответственно различают  внутренние и наружные протяжки. Разновидностью протяжек являются прошивки, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции протяжек, однако в процессе резания прошивки подвергаются в основном сжимающим усилиям, в то время как протяжки работают на растяжение. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных, многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др.

     Протягивание  поверхностей вращения может производиться  призматическими или спиральными  протяжками. В процессе обработки  осуществляется быстрое вращение детали и относительно медленное движение протяжки. Спиральная протяжка представляет собой диск, на который как бы навернута призматическая протяжка. Режущие кромки зубьев такой протяжки располагаются на разных расстояниях от оси. Разность радиусов соседних зубьев определяет подачу на зуб. 

                                       3.2. Исходные данные:

     Рассчитать  и сконструировать круглую  протяжку для цилиндрического отверстия  диаметрами D в заготовке из стали У10А твердостью 202-239 НВ, и   длиной lи в. Отверстие протягивают после сверления до диаметра Dо на горизонтально протяжном станке 7534. Параметр шероховатости протянутой поверхности Ra=2 мкм. Расчет протяжки выполняем по схеме, приведенной в ГОСТ20365-74*.

     D=45H7(+0,025) мм.

      Dо=43,7мм. 
     Примем материал протяжки Р18, конструкция сварная, хвостовик из стали 40Х.

     Эскиз детали:

     

     1. Для круглых отверстий припуск под протягивание на диаметр можно рассчитывать по уравнению при подготовки отверстия зенкерованием:

     Ао=2А=0,005Dо+(0,05-1)√l+(0,7-1)δ=0,005*43,7+0,1*11=1,3мм. [11,116стр.]

     2. Подъем на зуб на сторону  Sz, выбираем по [1,стр. 275,табл. 105]:

     Sz=0,025-0,03мм, принимаем Sz = 0,03м.

     Для нашего примера принимаем Zз=3 и распределяем подъем на зуб  как ½  Sz=0,015мм; 1/3 Sz=0,01мм; 1/6 Sz=0,004мм.

     3. Профиль, размеры зуба и стружечных  канавок между зубьями выбираем  по [1,стр. 276,табл. 106] в зависимости от площади слоя металла, снимаемого одним режущим зубом протяжки. Необходимо, чтобы площадь сечения стружечной канавки между зубьями отвечала условию:

      =2…5,

     где k = 2-5 — коэффициент заполнения канавки, принимаем k = 3, [1,стр. 277,табл. 107].

     Fc – площадь сечения среза металла,  снимаемого одним зубом,

     Fc=lд  Sz=90·0,03=2,7 мм2 
 

      Fk — площадь сечения канавки,  мм2;

     Находим

     Fk = Fc ·k =3·2,7=3,75 мм3.

     Пользуясь[1, стр. 276,табл. 106] для ближайшего большего значения Fk = 12,5мм2, при криволинейной форме стружечной канавки зуба принимаем: шаг протяжки t=10 мм; глубина канавки h = 3,6 мм; длина задней поверхности b =4 мм; радиус закругления канавки r = 2 мм.

     Шаг калибрующих зубьев  tк круглых  протяжек принимаем равным 0,6-0,8 от t,

     tк=0,8·t=0,8·10=8 мм.

     4. Геометрические элементы лезвия  режущих и калибрующих зубьев  выбираем по [5,стр. 76]:

     γ=15º; α=3º - для черновых и переходных зубьев,

     γ=20º - для чистовых и калибрующих зубьев,

     α=2º - чистовые зубья,

     α=1º - калибрующие зубья.

       Число стружкоразделительных  канавок и их размеры выбираем по [1, стр 278, табл. 108].  Число канавок n=22мм, m=0,6мм, hк=0,7мм, r=0,-0,3мм. Расстояние между канавками,

     bк=πD/n=(3.14·45)/16=6,9мм,

     bк’=0,4 bк=0,4·6,9=2,76мм,

     Предельное  отклонение передних углов всех зубьев +2°, задних углов режущих зубьев +30°, задних углов калибрующих зубьев +15°.

     5. Максимальное число одновременно  работающих зубьев:

     

     6. Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба принимаем  равным  диаметру  передней направляющей части, т.е.:

     D3=D-A=45-0,8=43,7 мм.

      Диаметр каждого последующего чернового  зуба будет увеличиваться на две  толщины срезаемого слоя, т.е.

     Dn=D1+(n-1)2Sz

     Между режущими и калибрующими зубьями  делаем зачищающие зубья с постоянно  убывающим подъемом на зуб. Толщина срезаемого слоя каждым зачищающим зубом уменьшается от первого к последнему.

     7. Диаметр калибрующих зубьев равен диаметру последнего чернового зуба,  Dк=Dmax+-δ=45,025-0,009=45,034 мм,

     где δ-изменение диаметра отверстия   после протягивания , для протягивания заготовок из стали  увеличение диаметра отверстия  составляет 0,005-0,01 мм, прием его равным 0,01 мм.