Расчет режущего инструмента

Расчет сверла спирального.

Исходные данные:

Диаметр D =8 мм;

длина l = 50 мм;

σ_в = 1500 МПа.

1. Выбираем инструментальный материал по табл. 2, стр. 115 [Кос. т. 2] сталь Т15К6.

2. Рассчитываем рекомендуемый передний угол по формулам Ларина. Полученное значение угла округляем до целого:

3.

;

c = -5, x = +8,

 = -128º.

4. Выбираем угол наклона перемычки сверла ψ = 55º и угол заборного конуса 2φ в зависимости от обрабатываемого материала:

2 φ = 118º.

Рассчитаем толщину перемычки:

m = (0,1…0,2) D;

m = 1,2 мм.

Рассчитаем наименьший диаметр сверла d₀, на котором выполняют передний угол:

d₀ = ;

d₀ =  = 1,6 мм.

dср = ;

d_ср =  = 4,8 мм.

 

.

 

Угол подъема винтовой канавки ω равен:

ω = ;

 

ω = ;

 

ω = arctg3;

ω = 79,5º ≈ 80 º.

5. Рассчитаем значение переднего угла на диаметре:

d₀, D, , .

 

Для d₀: ;

 

;

= 0,0889; = 5,65º.

 

Для D: ;

 

;

= 3,7575; = 83º.

 

Для : ;

 

;

= 1,2966; = 58º.

 

Для : ;

 

;

= 2,9643; = 79,3º.

6. Выбираем длину сверла L_с, длину рабочей части l_р по табл. 42, стр. 146 ГОСТ 10902–77 [Кос. т. 2]:

L_с = 117 мм; l_р = 75 мм.

7. Проверяем: l_р ≥ l +15…20 мм;

75 = 50 + 15 мм.

условие выполняется.

8. Режимы резания.

t = ;

t =  = 4 мм;

s = 0,2 мм/об;

v = ;

где значения коэффициента C_v и показателей степени приведены в табл. 28 [Кос. т. 2]:

C_v =7; q = 0,4; y =0,7; m = 0,2.

T =8, по табл. 30 [Кос. т. 2].

k_v = k _mv · k_nv · k_lv;

k_v = ; n_v = 1; k_r = 1;

k_v =  = 0,5

k_nv = 0,8, по табл. 6 [Кос. т. 2],

k_lv = 0,7, по табл. 31 [Кос. т. 2].

k_v = 0,5 · 0,8 · 0,7 = 0,28;

v =  = 9,17 м/мин.

9. Рассчитываем крутящий момент М_кр и осевую силу Р₀:

М_кр = ;

Р₀ = .

Значения коэффициентов C_m и C_p и показателей степени приведены в табл. 32 [Кос. т. 2]:

C_m = 0,0345; C_p = 68;

q = 2; q = 1,0;

y = 0,8; y = 0,7.

K_р = k_мр = ; n = 0,75;

K_р =  = 1,68.

 

М_кр = 10 · 0,0345 · 8² · 0,2^0,8 ·1,68 = 10,24 Н · м;

 

Р₀ = 10 · 68 · 8¹ · 0,2^0,7 ·1,68 = 2962,3 Н · м.

 

10.Найдем момент трения на хвостовике:

М_тр = ; f = 0,1;

М_тр =  = 1185,1.

Проверяем: М_тр > М_кр

1185,1 > 10,24.

11.Конструктивные элементы:

– ширина ленточки сверла:

f = (0,04…0,06) D = 0,4 мм;

– шаг винтовой канавки:

H = ;

H =  = 8,2 мм.

 

Заключение

 

В дипломном проекте был проведен анализ базового технологического процесса и выявлены следующие недостатки:

1. Низкий коэффициент использования материала при получении заготовки (k=0.5).

2. Недостаточная производительность и качество обработки поверхности корпуса.

3. Наличие термических напряжений после азотирования.

Целью дипломного проекта является повышение производительности и точности изготовления корпуса сборной специальной кассетной фрезы внутреннего зацепления.

Предложены следующие мероприятия по решению перечисленных проблем:

1. Материал детали – сталь 38ХМА заменен на сталь 19ХГН.

2. Свободная ковка заменена ковкой в прокладных штампах, что приводит к увеличению коэффициента использования материала и уменьшению припусков на обработку.

3. Заменен метод термообработки. Вместо азотирования предложен метод нитроцементации. Нитроцементация проводиться перед операцией шлифования, поэтому деформация корпуса после термической операции устраняется на шлифовальных операциях.

Предложенные решения принесли следующие результаты:

1. Увеличен коэффициент использования материала при получении заготовки.

2. Уменьшен припуск на механическую обработку (уменьшено количество токарных операций).

3. Устранена деформация корпуса из-за термических напряжений.

4. Повышена точность изготовления корпуса фрезы.

5. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложенных мероприятий составил рублей.

Список литературы

 

1. Андреев Г.Н., Новиков В.Ю., Схиртладзе А.Г. Проектирование технологической оснастки – М: Высшая школа, 1999 – 415 с.

2. Брюханов А.Н. Ковка и объемная штамповка – М: Машиностроение, 1987–326 с.

3. Бухтояров Г.В., Гусев С.А. Прогрессивные конструкции и технологии изготовления крупногабаритных фрез, применяемых при обработке коленчатых валов. / Обзорная информация. Тольятти, ЦНИИТЭИ автопрома, 1987–48 с.

4. Горина Л.Н. Обеспечение безопасных условий труда на производстве. Учебное пособие, ТГУ.

5. Инструментальное обеспечение автоматизированных производств / В.А. Гречишников, А.Р. Маслов, Ю.М. Соломенцев и др. М: Высшая школа, 2001 – 271 с.

6. Методические указания к экономическому обоснованию дипломных проектов по совершенствованию технологических процессов механической обработки деталей / Составила Шушкина Ж.В., ТГУ, 2002 г.

7. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. М: «Машиностроение», 1987 – 486 с.

8. Перель Л.Я. Подшипники качения. Справочник – М: «Машиностроение».

9. Проектирование технологических процессов / И.П. Филонов, Г.Я. Беляев, Л.М. Кожуро и др. – Минск: «Технопринт», 2003 – 910 с.

10. Режущий инструмент / Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов и др. М: Машиностроение, 2004 – 512 с.

11. Справочник технолога-машиностроителя т. 1 / Под ред. Косиловой А., Мещерякова Р.К. – М: «Машиностроение», 1985 – 656 с.

12. Справочник технолога-машиностроителя т. 2 / Под ред. Косиловой А., Мещерякова Р.К. – М: «Машиностроение», 1985 – 556 с.

13. Справочник инструментальщика / Под ред. Ординарцева И.А. – М: «Машиностроение», 1987 – 946 с.

14. Справочник конструктора-инструментальщика / Под ред. Баранчикова М. – М: «Машиностроение», 1994 – 560 с.

15. Технология изготовления режущего инструмента. Методические указания по курсовому проектированию. Составил Малышев В.И., ТГУ, Тольятти, 2003 – 40 с.

16. Технология машиностроения: В 2-х кн., кн. I / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др. – М: Высшая школа, 2003 – 278 с.

17. Шапошников Д.Е. Изготовление поковок на горячештамповочных молотах. – М: «Машиностроение», 1987 – 326 с.