2020-01-14
87
В расчетно-пояснительной записке кратко формулируется служебное назначение конструкции. На основе технологического эскиза операции с принятой схемой базирования разрабатывается эскиз конструкции приспособления и технические требования на него. Затем определяется способ базирования приспособления на станке.
Расчеты в зависимости от особенностей конструкции должны включать: расчет усилий зажима, расчет силового привода, расчет на прочность особо нагруженных деталей приспособления, расчет точности приспособления.
При расчете усилий зажима определяются силы резания и составляется расчетная схема с указанием точек приложения и направления всех действующих на деталь сил в процессе обработки. На основании этой схемы определяются усилия зажима, производится расчет силовых приводов и выбираются юс конструктивные параметры.
При расчете приспособления на точность составляются погрешности установки детали с допустимой погрешностью обработки (допуском) [2, 15, 17]. Составляется спецификация приспособления.
В качестве средств механизации и автоматизации могут разрабатываться конструкции устройств для автоматизации рабочего цикла станка, средств активного контроля, установки закрепления и снятия обработанных деталей, загрузочно-транспортных и бункерных устройств и т.д.
В графической части проекта выполняется сборочный чертеж проектируемой конструкции.
Режущий инструмент
На основании анализа операций существующего техпроцесса изготовления детали выявляются недостатки конструкции режущих инструментов, не позволяющие обеспечить соответствующее качество деталей или высокую производительность.
В курсовом проекте на основании патентных исследований, изучения современных журналов по технологии машиностроения и др. источников выбираются новые режущие инструменты прогрессивной нестандартной конструкции. Проектируется один-два инструмента. Например, объектами проектирования могут быть специальные резцы, фасонные резцы, протяжки наружные и внутренние, сборные цилиндрические и торцовые фрезы, червячные фрезы для обработки зубчатых колес и неэвольвентных профилей, долбяки, шеверы, комбинированные инструменты для обработки отверстий сложной формы, инструменты для нарезания резьбы, инструментальная оснастка для станков с ЧПУ и др.
При проектировании инструментов решаются вопросы профилирования режущих кромок, выбора оптимальной геометрии режущей части и рациональных конструктивных размеров.
В расчетно-пояснительной записке приводятся обоснование выбора конструкции инструментов, схемы к аналитическому расчету, расчеты профилей режущих инструментов, порядок выбора геометрических параметров режущей части инструментов и режимов резания, краткое описание разработанной конструкции и другие расчеты и пояснения.
Графическая часть работы содержит сборочные и рабочие чертежи разработанных режущих инструментов. Сборочные чертежи должны быть дополнены спецификацией.
На рабочем чертеже инструмента должна содержаться вся необходимая для изготовления информация: достаточное количество проекций, сечений, линейные и угловые размеры с допускаемыми отклонениями, геометрические параметры режущей части инструмента, обозначение шероховатости, технические требования, место маркировки. При выполнении рабочих чертежей желательно применять масштаб 1:1.
При выполнении чертежей инструментов сложной формы допускается применять упрощения:
1) у многолезвийных инструментов полностью дается изображение только 2 – 3 зубьев;
2) профиль инструмента обычно вычерчивается отдельно в увеличенном виде;
3) винтовые линии при вычерчивании многолезвийных инструментов заменяются прямыми линиями;
4) для обозначения передних и задних углов сечения вычерчиваются только частично.
На рабочем чертеже инструмента приводятся технические требования, которые содержат следующее: марки материалов; твердость отдельных частей инструментов; допуски и отклонения, обеспечивающие необходимое качество инструментов (биение режущих кромок, торцов и т.д.); ссылка на номер стандарта, содержащего технические требования на данный вид инструмента; содержание маркировки инструмента. Кроме того, на чертеже зуборезного инструмента в таблице указываются характеристики инструмента, например, для червячных фрез указываются: модуль, угол профиля исходного контура, число заходов, направление витков, число стружечных канавок, шаг витков по оси, шаг витков по нормали, угол подъема витка, направление стружечной канавки, шаг стружечной канавки [36, с. 147].
При выполнении чертежей необходимо ознакомиться со стандартами, содержащими технические требования на различные виды режущих инструментов. Например, ГОСТ 28442-90 “Протяжки для цилиндрических, шлицевых и граненых отверстий. Технические условия”.
Сборочный чертеж проектируемого инструмента должен содержать изображение инструмента в собранном виде с достаточным для сборки количеством проекций, видов, сечений. На сборочном чертеже должны содержаться необходимые размеры, размеры сопряженных деталей с указанием допусков и посадок, указания об обработке в процессе сборки или после нее, технические требования. В спецификации указывается наименование, количество деталей, твердость и метод повышения стойкости режущей части инструмента (цианирование, сульфидирование и пр.).
· Расчет и конструирование протяжек
Обоснование конструкции протяжки связано с выбором схемы резания при протягивании. При выборе схемы резания учитываются форма протягиваемой поверхности, требования к точности размеров и качеству обработанной поверхности, обеспечение необходимой стойкости, трудоемкость изготовления [19, с. 55 - 56].
Исходными даннымидля проектирования являются: чертеж протягиваемой заготовки, ее материал; твердость; состояние (после нормализации, отжига, закалки); подготовка поверхности под протягивание (прокат, литье, штамповка, после механической обработки); диаметр отверстия до обработки и после обработки с полем допуска; параметр шероховатости поверхности; наибольшая длина протягивания; станок для протягивания (тип, модель, тяговая сила, диапазон скоростей, длина хода штока, тип патрона, размеры опорной плиты, состояние станка).
Сведения о станках можно принять по каталогам металлорежущего оборудования.
Диаметр отверстия до протягивания, полученного после сверления, зенкерования или растачивания, определяют как разность между номинальным диаметром протянутого отверстия и припуском под протягивание. Припуски под протягивание отверстий определяют по таблицам работы [19, с. 57 - 58, таблица 6,7] или рассчитывают по формулам работы [20, с. 62 - 63].
Для уменьшения возможности коробления протяжек при термообработке существуют рекомендуемые предельные нормы их длин в зависимости от диаметров [19, с. 73].
Порядок расчета круглой и шлицевой протяжки переменного резания подробно изложен в работах [21, 22]. Особенности расчета и конструирования протяжек для обработки фасонных отверстий и наружных протяжек рассмотрены в книге [23].
Расчет и проектирование выглаживающих элементов протяжек для обработки круглых отверстий приведен в книге [24].
· Расчет и конструирование фасонных резцов
При выборе типа и проектирования фасонного резца учитываются все особенности формы детали, определяемые чертежом [25, с. 5 - 13].
Исходные данные для проектирования фасонных резцов: форма, размеры и материал обрабатываемой резцом детали, допуски на ее изготовление и шероховатость ее поверхности.
Порядок аналитического расчета круглых и призматических резцов с базовой точкой изложен в работе [21]. Особенности расчета резцов с базовой линией, с винтовой задней поверхностью, с наклонной базой крепления, а также тангенциальных резцов рассмотрены в книге [25].
Державки для фасонных резцов выбираются в зависимости от типа резца, способа крепления резца в державке, способа регулирования положения режущей части резца, способа крепления державки на станке. Конструкции державок рассмотрены в работе [25].
· Расчет и конструирование зуборезных фрез
Выбор конструкции фрезы зависит от вида и модуля нарезаемых колес, степени точности колес, характера обработки, необходимости обеспечения равномерности износа зубьев, трудоемкости изготовления и др. [20, с. 184 - 187].
Для расчета червячной зуборезной фрезы задаются следующие данные: модуль, угол зацепление пары колес, коэффициент высоты головки зуба, коэффициент радиального зазора, толщины зубьев нарезаемых колес по нормали на делительной окружности, угол наклона зуба на делительной окружности, степень точности и вид сопряжения.
Чистовые червячные фрезы стандартизованы по типам и основным размерам. В соответствии с ГОСТ 9324-80 их изготавливают трех типов и пяти классов точности. Для выбора типа и класса точности фрезы можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в работах [13, с. 188; 19, с. 106].
Методика расчета черновых, получистовых и чистовых червячных зуборезных фрез представлена в [21].
· Расчет и конструирование зуборезных долбяков
Выбор конструкции долбяка зависит от вида и модуля нарезаемых колес, степени точности колес, характера обработки и др. [13, с. 188 - 189].
Для расчета зуборезного долбяка задаются следующие данные нарезаемого и сопряженного зубчатых колес: профильный угол и модуль по нормали, числа зубьев колес, диаметры делительных окружностей, диаметры окружностей вершин и впадин, толщина зубьев по нормали, угол наклона зубьев на делительной окружности, межцентровое расстояние зубчатой передачи.
Зуборезные долбяки стандартизованы по типам и основным размерам. В соответствии с ГОСТ 9323-79 дисковые и чашечные прямозубые долбяки изготавливают трех классов точности. Для выбора типа и класса точности фрезы можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в работах [19, с. 119 - 120; 20, с. 202].
Методика расчета прямозубого зуборезного долбяка для обработки колес внешнего зацепления приведена в работе [21]. Особенности расчета долбяков для нарезания колес под шевингование и колес внутреннего зацепления приведены в книге [26].
В этой же книге представлена методика расчета и конструирования пальцевых и дисковых фасонных фрез, дисковых шеверов и инструментов для нарезания неэвольвентных зубчатых колес.
· Расчет и конструирование сборных резцов, фрез, осевого инструмента может производиться по работам [13, 27].
· Расчет и конструирование резьбонарезного инструмента может производиться по работам [18, 27].
· Расчет и конструирование инструментальной оснастки для станков с ЧПУ может производиться по работам [27, 28, 34].
