Круглый фасонный резец с радиальной подачей

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

КРУГЛЫЙ фасонный резец с радиальной подачей

1. Анализ детали

Исходные данные обрабатываемой детали:

Обрабатываемый материал — Латунь Л63;

Станок — 1Е165

Рисунок 1.1 — Эскиз обрабатываемой детали

Определяем квалитеты степени точности на размеры, неуказанные на эскизе в задании:

Для обеспечения заданной точности и шероховатости на размер Ш42h7 необходимо оставить припуск на шлифование 0,2 мм, а на размер, получаемый точением, назначаем размер Ш42,2h9. Остальные размеры можно получить проектируемым фасонным резцом, без окончательного шлифования. Допуск на неуказанные размеры при механической обработке резанием по 12 квалитету точности, симметрично обозначенные или. Для валов -- 12 квалитет. А шероховатость выбираем Ra = 6,3.

Ш26h12> Ш26−0,21

Ш32h12? Ш32−0,25

Ш40h12? Ш40−0,25

Ш42,2h9? Ш42,2−0,062

Ш44h12? Ш44−0,25

Ш48h12? Ш48−0,25

R18h12> R18−0,18

2> 2±0,05

12> 12±0,09

14> 14±0,09

30> 30±0,105

70> 70±0,15

Описание поверхностей детали:

1,3,5,6 — Цилиндрическая поверхность;

2 — Сферическая поверхность;

4 — Коническая поверхность;

Рисунок 1.2 — Эскиз обрабатываемой детали с допусками

2. Выбор схемы резания и форма среза

Данный вид детали можно получить фасонным точением, используя круглый фасонный резец с радиальной подачей. Взаимное расположение детали и инструмента, направление подачи в (двух проекциях) изображено на рисунке 2. 1:

Рисунок 2.1 — Взаимное расположение инструмента и детали, направление подачи

Толщина срезаемого слоя, а для фасонных призматических резцов равна подаче:

мм/об

Рисунок 2.2 — Форма среза

Ширина срезаемого слоя b:

b1=14 мм; b2=38,11 мм; b3=12,17 мм; b4=12; b5=3,61 мм.

b= b1+ b2+ b3+ b4+ b5 = 79,89 мм.

3. Выбор материала инструмента и геометрии режущего клина

Т.к. обрабатываемый материал Латунь Л63, согласно справочной литературы материалом режущей части резца выбираем быстрорежущую сталь Р6М5.

В соответствии с материалом обрабатываемой детали выбираем:

— передний угол г=20°; задний угол б=10°.

Рисунок 3.1 — Геометрия режущего клина

4. Конструктивные параметры резца

Конструктивные параметры выбираем из справочника (стр. 110, табл. 3.5 [1]). Для этого находим глубину профиля заготовки tmax:

tmax=;

Глубина заточки по передней поверхности, необходимая для размещения стружки e = 5 мм; диаметр посадочного отверстия do = 27 мм; толщина тела резца, необходимая для его прочности K = 10 мм.

Габаритный радиус резца определяем по формуле

Наибольший диаметр резца Dн = 2R окрягляем в большую сторону до величин нормального ряда линейных размеров.

Dн = 94,66 мм. Принимаем Dн = 100 мм.

Выбираем размеры рифлений и посадочного отверстия исходя из глубины профиля изделия и наибольшего диаметра резца, а также ширину резца исходя из обрабатываемой детали и дополнительных лезвий.

r =2мм, l1 = 18 мм, L = 80 мм, l = 5 мм, d1 = 50 мм.

Рисунок 4.1 — Конструктивные параметры инструмента

Выбор левой и правой дополнительной части резца. Дополнительная левая часть резца предназначена для прорезания канавки под дальнейшую отрезку, по профилю напоминает контур отрезного резца.

Рисунок 4.2 — Дополнительная левая часть резца

t — Высота лезвия под отрезку (не должна превышать наибольшей высоты профиля детали — t < tmax);

b — ширина лезвия под отрезку (равна ширине режущей кромки отрезного резца);

ц — угол в плане (15?);

Правая часть резца (дополнительное лезвие), упрочняющая часть резца.

Рисунок 4.3 — Правое дополнительное упрочняющее лезвие

a — ширина дополнительного упрочняющего лезвия (1−3 мм);

с — ширина концевого лезвия (3−5 мм)

ц1 — угол концевого лезвия 15−20є

5. Определение режимов резания

Глубина резания t при фасонном точении равна длине резца L:

;

Подачу s выбираем из рекомендуемых подач при фасонном точении (стр. 269, табл. 16 [2]):

;

Принимаем:

Скорость резания v при фасонном точении рассчитываем по формуле (стр. 268, [2]):

, где:

T- среднее значение стойкости при одноинструментной обработке 30−60 мин.

Принимаем 60 мин.

Значения коэффициента Cv, показателей степени x, y и m (стр. 269, табл. 17 [2]): Cv=22,7; y=0,5; m=0,3.

, где:

Kmх — коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

Knх — коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки,

Kuх — коэффициент, учитывающий качество материала инструмента,

Kmх =4(стр. 263, табл.4 [2]); Knх = 0,9(стр. 263, табл.5 [2]);

Kuх = 1(стр. 263, табл.6 [2]);

Kх= 4 ·1·0,9=3,6;

;

Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости резания:

n===614 об/мин.

Рассчитываем главную составляющую сил резания (стр. 271, [2]):

, где:

Kp — поправочный коэффициент

;

Kмp=2,2 (стр. 265, табл. 10 [2]);

Kцp=1; Kгp=0,8; Krp=1 (стр. 275, табл. 23 [2]).

Значения постоянной Cр, показателей степени x, y и n (стр. 274, табл. 22 [2]):

Cр=55; x=1; y=0,66; n=0;

H.

Рассчитаем мощность резания по формуле (стр. 271, [2]):

;

В качестве рассматриваемого станка используем станок модели 1Е165.

Характеристика станка:

Диаметра заготовки, обрабатываемой в патроне:

Dmax=65 mm.

Наибольший ход:

Поперечного суппорта 60 мм; Продольного суппорта 120 мм;

Частота вращения шпинделя:

40…1600 об/мин;

Мощность электродвигателя 7,5 кВт;

Габаритные размеры станка:

Длина 2160 мм; Ширина 1200 мм; Высота 1700 мм; Масса станка 2855 кг.

Размеры рабочей зоны:

Рисунок 4.1 — Габариты рабочей зоны.

Рассчитываем машинное время обработки:

6. Составление технологического маршрута обработки

6.1 Составление фрагмента технологического маршрута обработки детали

005) Операция — заготовительная.

Основной переход: отделение прутка от проката (длина прутка L=150мм, диаметр прутка D=65h15 (ГОСТ 21 488−97)).

Рисунок 6.1 — Эскиз заготовки.

010) Операция — токарная.

Основные переходы:

Рисунок 6.2 — Подача прутка

Рисунок 6.2 — Подрезка торца

Рисунок 6.3 — Фасонное точение

015) Операция — шлифовальная.

Основные переходы:

Рисунок 6.4 — Шлифование детали.

020) Операция — токарная.

Основные переходы:

Рисунок 6.5 — Отрезание детали

6.2 Причины и виды искажения профиля

инструмент резание деталь обработка

а) Непараллельность оси заготовки и инструмента;

б) Погрешность установки инструмента;

в) Погрешность заточки инструмента;

г) Неточность расчета профиля.

6.3 Выбор начала системы координат и точек для расчета

Начало декартовой системы координат желательно располагать на наименьшем диаметре детали. Ось О Х параллельна оси детали, ось ОY перпендикулярна ей.

Рисунок 6.6 — Система координат и нумерация точек для расчета

6.4 Перевод размеров в размеры с симметричными допусками

Номинальные размеры детали:

d0ном =26−0. 21

d1ном= 29−0. 21

d2ном =d3 ном = d4 ном = 32−0. 25

d5 ном = 40−0. 25

d6 ном =42−0. 25

d7 ном =44−0. 25

d8 ном =56,78−0. 30

d9 ном =62,22−0. 30

d10 ном =57,62−0. 30

d11 ном =48−0. 25

d12 ном =d13 ном =42,22−0. 062

l1= 1±0,05

l2=2±0,05

l3=8±0,09

l4=14±0,09

l5=l6=20±0,105

l7=26±0,105

l8=32,14±0,125

l9=41,63±0,125

l10= 50,47±0,15

l11=l12=56±0,15

l13=70±0,15

Перевод размеров в размеры с симметричными допусками:

d0ном =26−0. 21>25,9±0,1

d1ном= 29−0. 21>28,9±0,1

d2ном=d3ном=32−0. 25>31,88±0,12

d4 ном=32−0. 25>31,88±0,12

d5 ном = 40−0. 25>39,88±0,12

d6 ном =42−0. 25>41,88±0,12

d7 ном =44−0. 25>43,88±0,12

d8 ном =56,78−0. 30>56,63±0,15

d9 ном =62,22−0. 30>62,07±0,15

d10 ном =57,62−0. 30>57,47±0,15

d11 ном =48−0. 25>47,88±0,12

d12 ном =42,22−0. 062>42,189±0,031

d13 ном =42,22−0. 062>42,189±0,031

l1= 1±0,05

l2=2±0,05

l3=8±0,09

l4=14±0,09

l5=l6=20±0,105

l7=26±0,105

l8=32,14±0,125

l9=41,63±0,125

l10= 50,47±0,15

l11=l12=56±0,15

l13=70±0,15

Координаты точек по оси Х:

Рисунок 6.6 — Схема расчета координаты Х

Координаты точек по оси Y:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Рисунок 6.7 — Схема расчета координаты Y

Рисунок 6.8 — Технологическая схема

7. Составление эскиза расчётной схемы и расчётного формуляра с формулами

Выполнение коррекционного расчёта.

Составим эскиз расчетной схемы:

Рисунок 7.1 -- Расчетная схема

Произведем коррекционный расчёт, данные изобразим в виде таблицы 7. 1:

m = r0·sinг = 25. 9·sin20є=8. 858

A0= r0·cosг= 25. 9·cos 20є=24. 338

H=R1·sin (б+г)=50·sin30є=25

Коррекционный расчет профиля резца — Таблица 7. 1

Номер точки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

m

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

8. 858

ri

25. 9

28. 9

31. 88

31. 88

31. 88

39. 88

41. 88

43. 88

56. 63

62. 07

57. 47

47. 88

42. 189

42. 189

гi=arcsin (m/ri)

20

17. 849

16. 132

16. 132

16. 132

12. 833

12. 211

11. 646

9

8. 205

8. 866

10. 661

12. 120

12. 120

A0= r0·cosг

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

24. 338

Ai= ri·cosгi

24. 338

27. 509

30. 625

30. 625

30. 625

38. 884

40. 932

42. 977

55. 933

61. 435

56. 783

47. 054

41. 249

41. 249

Ci= Ai — A0

0

3. 171

6. 287

6. 287

6. 287

14. 546

16. 594

18. 639

31. 595

37. 097

32. 445

22. 716

16. 911

16. 911

H=R1·sin (б+г)

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

25

B0=R1cos (б+г)

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

43. 301

Bi = B0 — Ci

43. 301

40. 13

37. 014

37. 014

37. 014

28. 755

26. 707

24. 662

11. 706

6. 204

10. 856

20. 585

26. 39

26. 39

еi =arctg (H/Bi)

30

31. 922

34. 036

34. 036

34. 036

41. 004

43. 109

45. 390

64. 909

76. 063

66. 528

50. 532

43. 451

43. 451

Ri=H/sin еi

50

47. 28

44. 666

44. 666

44. 666

38. 103

36. 582

35. 117

27. 605

25. 758

27. 255

32. 384

36. 351

36. 351

Pi=R1-Ri

0

2. 72

5. 334

5. 334

5. 334

11. 897

13. 418

14. 883

22. 395

24. 242

22. 745

17. 616

13. 649

13. 649

Расчет допусков на размеры профиля — Таблица — 7. 2

№ точки

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Допуск на диаметр дDi

0,21

0,21

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,30

0,30

0,30

0,25

0,062

0. 062

Допуск на радиус дRi=дDi/2.

0,10

0,10

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,15

0,15

0,15

0,12

0,031

0. 031

(Rб)

Высота профиля детали, переносимая с резца на деталь hi.

-

1. 5

2. 99

2,99

2,99

6. 99

7. 99

8. 99

15. 365

18. 085

15. 785

10. 99

8,145

8. 145

Высота профиля резца,

полученная при коррекционном расчете Pi

-

2. 72

5. 334

5. 334

5. 334

11. 897

13. 418

14. 883

22. 395

24. 242

22. 745

17. 616

13. 649

13. 649

Высота точки профиля резца, проставляемая на рабочем чертеже Pi'.

-

2. 72

(Pдmin)

5. 334

5. 334

5. 334

11. 897

13. 418

14. 883

22. 395

24. 242

22. 745

17. 616

13. 649

13. 649

Допуск на высоту профиля hi, переноcимую с резца

на деталь: дhi=дRi-дRб.

0. 069

(дmin)

0. 069

0. 089

0. 089

0. 089

0. 089

0. 089

0. 089

0. 119

0. 119

0. 119

0. 089

-

-

Часть допуска высоты hi, отводимая на погрешности от неточной заточки и установки резца

дhз.у. i=0,5·д min·Pi'/P'дmin

-

0. 035

0. 068

0. 068

0. 068

0. 151

0. 170

0. 189

0. 284

0. 308

0. 289

0. 232

0. 173

0. 173

Часть допуска высоты hi,

остающаяся на неточности выполнения высот профиля

Pi', дhp= дhi- дhз.у.i.

0. 069

0. 034

0. 021

0. 021

0. 021

0. 062

0. 081

0. 1

0. 165

0. 189

0. 17

0. 143

0. 173

0. 173

Допуск на высоту профиля Pi' дPi' =дhPi·Pi'/ hi.

-

0. 062

0. 037

0. 037

0. 037

0. 106

0. 136

0. 166

0. 240

0. 253

0. 245

0. 229

0. 29

0. 29

Верхнее и нижнее отклонения высоты профиля Pi'.

-

±0,031

±0,018

±0,018

±0,018

±0,053

±0,068

±0,083

±0,12

±0,126

±0,122

±0,115

±0,145

±0,145

8. Расчет допусков на профиль шаблона и контршаблона

Шаблон и контршаблон имеют те же номинальные размеры профиля, что и фасонный резец, однако допуски на размеры профиля шаблона (дШ) и допуски на размеры профиля контршаблона (дКШ) должны быть в 1,5…2 раза жестче, чем соответствующие допуски резца.

Допуски на профиль шаблона — Таблица 8. 1

Номера точек

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

-

±0,031

±0,018

±0,018

±0,018

±0,053

±0,068

±0,083

±0,12

±0,126

±0,122

±0,115

±0,145

±0,145

Рисунок 8.1 -Шаблон и контршаблон

Допуски на неуказанные размеры соответствуют 12 квалитету.

9. Расчет задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки

Для определения задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки рассчитаем углы в плане:

Рисунок 9.1 -Углы в плане

ц0=146°20'; ц1=146°20'; ц2=33°40'; ц2'=90°; ц3=90°; ц4=90°; ц4'=180°; ц5=180°; ц5'=99°30; ц6=99°30'; ц7=80°30'; ц7'=150°25'; ц8=121°55'; ц9=90°; ц10=60°40'; ц11=37°10'; ц11'=180°; ц12=180°; ц12'=90°; ц13=90°.

Рассчитаем задние углы в нормальном сечении к проекции режущей кромки:

;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

; °;

Построим график изменения задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки:

Рисунок 9.2 — График изменения задних углов в нормальном сечении к проекции режущей кромки

Расчет заднего кинематического угла производится по следующей формуле:

Где — угол скорости резания:

При = 90 = arctg (S/v), а при? 90

;

На участках 4'-5 и 11'-12 профиля резца будет происходить интенсивное изнашивание, так как на них нормальный задний угол равен нулю. Для резца, ось которого параллельна оси заготовки, увеличивать задние углы на участке профиля 4'-5 и 11'-12 нельзя, поэтому режущая кромка для уменьшения трения задней поверхности об обработанную поверхность оформляется следующим образом:

Рисунок 9.3 -- мероприятия по уменьшению трения по задней поверхности

10. Выбор державки или оправки. Разработка метода регулирования инструмента при установке на державке или оправке в станке

Рисунок 10.1 — Оправка под резцедержатель.

Рисунок 10.2 — Резцедержатель.

Основные параметры для резцедержателя — Таблица 10. 1

H

B

l

L

d

h

Dнаиб

45

90

200

300

16

13

100

Регулировка резца по высоте осуществляется при помощи винта, который подвижной планкой соединен с фасонным резцом (на торцевой поверхности планки рифления под резьбу винта, на боковой стороне планки — рифления под фасонный резец).

Прочность резцедержателя определяется по формуле:

Так как условие выполняется, державка удовлетворяет условию прочности.

Жесткость резцедержателя определяется по формуле:

Допустимое значение стрелы прогиба [] = 0,07 мм.

Мы получили, что [] > (0,07 > 0,058), значит выбранная нами державка удовлетворяет условию жесткости.

12. Схема износа инструмента. Причины, факторы и виды износа

В результате высокого давления, температуры и скорости относительного перемещения контактные поверхности инструмента в процессе его эксплуатации изнашиваются.

Так как работа резца проходит в нежестких режимах, то будет наблюдаться абразивно-механический износ — механическое изнашивание, царапание инструмента твердыми частицами стружки и особенно частицами твердого нароста, карбидными или другими твердыми включениями, имеющимися в обрабатываемом металле.

Рисунок 12.1 — Схема износа инструмента

При относительном перемещении твердой частицы 1 инструмента по поверхности сравнительно мягкого металла отрывается слой в виде стружки. Снимаемая стружка деформируется и наклепывается так сильно, что прочность в сечении 2−3 превзойдет прочность частицы 1, и последняя выкрашивается. В результате деформации в стружке происходят фазовые превращения с выделением мельчайших карбидов, способствующих изнашиванию трущихся поверхностей.

Под влиянием высоких давлений и температур, достигающих на отдельных участках контакта огромных величин, на трущихся поверхностях образуются тончайшие слои оксидов. Эти окисные пленки оказывают значительное влияние на характер износа. При прочном соединении с телом они могут предохранять трущиеся поверхности от непосредственного контакта и тем значительно уменьшать износ, или, наоборот, при слабом соединении с поверхностью они, отрываясь в виде тончайшей аморфной пыли, будут усиливать трение и износ трущихся поверхностей.

Рисунок 12.2 — Схема износа

13. Схема переточки

Число переточек круглого фасонного резца определяется по формуле:

Принимаем число переточек K=35.

Высота заточки фасонного резца:

Высота установки фасонного резца:

Рисунок 13.1 — Схема заточки фасонного резца.

Круглые и призматические фасонные резцы необходимо затачивать по передней поверхности чашечными кругами на универсально-заточных станках. Если передний угол резца не будет точно выдержан по чертежу, то профиль резца будет искажен. Поэтому при заточке фасонных резцов необходимо обращать особое внимание на правильное расположение резца относительно шлифовального круга.

На рисунке 13.1 дана схема заточки круглого фасонного резца. Приспособление должно быть таким, чтобы резец мог быть установлен под определенным углом, равным сумме заднего и переднего углов призматического резца.

Заточка фасонных резцов как круглых, так и призматических, должна производиться исключительно по передней грани. Для заточки можно применять универсально-заточные станки; заточку следует производить чашечными кругами. Заточка вручную фасонных резцов недопустима, и для крепления затачиваемых резцов обязательно должны применяться приспособления, которые позволяли бы установить затачиваемый резец по отношению к плоскости чашечного круга под определенным углом.

Если передний угол резца не будет строго выдержан по чертежу резца, то профиль резца будет искажен, и резец не даст точного изделия, поэтому при заточке фасонных резцов необходимо обращать особое внимание на правильное расположение резца относительно шлифовального круга. Это приспособление должно давать возможность установить резец под определенным углом, равным сумме заднего и переднего углов призматического резца. Можно для заточки призматических резцов использовать также универсальные тиски, поставив их под соответствующим углом.

Маркировка шлифовального круга:

ЧАЗ ЧК 1 504 032 25А 25 М² 7 К5 35 АА 1 ГОСТ 2424–83

ЧАЗ — Челябинский абразивный завод; ЧК — Круг чашечного конического профиля; 150 — Наружный диаметр круга (мм); 40- Высота круга (мм); 32 — Диаметр посадочного отверстия (мм); 25А — Марка шлифовального материала (электрокорунд белый); 25 — Зернистость (заточка режущих инструментов); М2 — Степень твердости; 7- Номер структуры (в объеме круга содержится 46% зерен основной фракции); К5 — Связка керамическая; 35 м/с — Допустимая (рабочая) скорость резания; АА — Класс точности инструмента (более точное содержание зерен основной фракции, более точные размеры);

1 — Класс дисбаланса.

Рисунок 13.2 — Чашечный конический шлифовальный круг

14. Определение технических требований и маркируемых параметров на проектируемый фасонный инструмент

Материал режущей части резца -- быстрорежущая сталь Р6М5, ГОСТ 19 265–73.

Твёрдость: HRC 62… 65.

Размеры контурных точек профиля резца получить коррекционным расчетом.

Общие допуски по ГОСТ 30 893.1 Н12, h12, =IT12/2.

Маркировать: индекс детали, марку стали резца, передний угол, задний угол и товарный знак завода изготовителя.

Проектирование сложнорежущего инструмента — метчик

Исходные данные:

1) Нарезаемая резьба — М14Ч1 — 7Н, длина резьба 18 мм.

2) Материал детали — Сталь 45

3) Особенности инструмента: Машинный метчик.

Составляем эскиз нарезаемой резьбы в детали:

Рисунок 1 — Эскиз обрабатываемого отверстия

Вычерчиваем профиль резьбы детали:

Рисунок 2 — Профиль резьбы детали

Профиль резьбы регламентирован ГОСТ 9150–81. Резьба М14Ч1 — 7Н относится к разряду резьб с мелким шагом (на чертеже в обозначении резьбы указывается шаг).

ГОСТом установлены номинальные размеры элементов профиля резьбы:

— наружный диаметр: D =14,000 мм;

— внутренний диаметр: D1= 12,917 мм;

— средний диаметр: D2 = 13,350 мм;

Размеры элементов профиля резьбы:

Н = 0,8 660 254·Р=0,8 660 254 · 1=0,8 660 254 мм;

Н1=5/8Н=0,5 412 659•Р=0,5 412 659•1=0,5 412 659 мм;

R=Н/6=0,1 443 376•Р=0,1 443 376•1=0,1 443 376 мм.

1. Определение необходимого класса точности инструмента

Степень точности метчика выбирается в зависимости от точности нарезаемой резьбы, вида посадки и физико-механических свойств обрабатываемого материала. По табл. 7. 11 [8, с. 278] выбираем Н4. Следовательно, профиль метчика будет нешлифованным.

2. Составление схемы резания

Конструкция рабочей части метчика определяется в основном принятой схемой резания распределением работы по срезанию стружки между отдельными участками лезвий его зубьев. Различают нормальную, шахматную и коррегированную схемы резания или конструкцию метчиков нормальная конструкция предусматривает цилиндрическую (генераторную) и коническую схемы резания.

Цилиндрическая схема резания предусматривает работу комплектами из двух или трёх метчиков. Все метчики комплекта имеют разные наружные и средние диаметры, причём полный профиль резьбы лишь у последнего метчика. Обычно метчики диаметром от 2 до 24 выполняются комплектом из двух штук.

В соответствии с данными рекомендациями применяем для нашего комплекта метчиков цилиндрическую схему резания.

Рисунок 3 — Схема резания

При работе метчика по цилиндрической схеме резания за один оборот его срезается плоская стружка толщиной а.

3. Выбор материала инструмента

Материал рабочей части машинных метчиков определяется условиями эго эксплуатации. Для нарезания резьбы в сталях применяют сталь Р6М5, а хвостовик изготавливают из стали 45 или 40Х. Твердость метчика после термообработки с диаметром от 6 до 63 мм — 66 HRC. Твердость хвостовика не регламентируется.

4. Выбор геометрических параметров режущей части метчика

Рекомендуемые значения переднего угла г метчика при обработке стали 45 — 10є, значение заднего угла б примем 12є.

5. Расчет конструктивных параметров метчика

Рисунок 4 — Конструктивные параметры метчика

Основными элементами метчика являются хвостовик и рабочая часть. Рабочая часть lраб содержит режущую (заборную) часть l1, срезающую основной припуск, калибрующую часть l2, осуществляющую основную обработку резьбы, стружечные канавки, перья, сердцевину dc, предающие метчику достаточную для обработки прочность и жёсткость. Хвостовая часть lхв служит для закрепления метчика во время обработки, придания ему требуемых перемещений.

Определение размеров конструктивных параметров проводим с учётом их распределения для комплекта из двух штук — чернового и чистового метчиков.

Причём рекомендуемое стандартом распределение нагрузки между метчиками комплекта (по объёму снимаемого припуска и углу ц) для комплекта из двух метчиков составит:

— черновой метчик — 70%, ц=7 °;

— чистовой метчик — 30%, ц=20 °.

5.1 Длина режущей части метчика назначается для каждого метчика

— для чернового (первого) метчика:

;

— для чистового (второго) метчика:

;

5.2 Длины калибрующей части метчиков

Калибрующая часть метчика обеспечивает получение резьбы требуемой точности с учётом запаса на переточки.

Длина калибрующей части:

;

При определении длины калибрующей части для комплектных метчиков надо исходить из длины чернового метчика, т. к. он имеет наименьшую её величину.

Приняв l2=12мм, получим длину рабочей части метчика (чернового):

lраб=12+6=18мм;

В соответствии с ГОСТ 3266–81 принимаем длину рабочей части двух метчиков одинаковой. Следовательно, длина калибрующей части чистового метчика будет равна:

5.3 Угол заборного конуса

Рекомендуемое стандартом распределение нагрузки между метчиками комплекта (по объёму снимаемого припуска и углу ц) для комплекта из двух метчиков составит:

— черновой метчик — ц=7 °;

— чистовой метчик — ц=20 °.

5.4 Ширина пера и число перьев

Желательно выбирать четное количество канавок, так как в этом случае проще измерять средний диаметр резьбы при изготовлении метчика. Исходя из обрабатываемого диаметра отверстия, число перьев метчика выбираем z=4, а ширина пера будет равна 0,24…0,3d.

5.5 Проверочный расчет по толщине срезаемой стружки

При выборе угла ц следует учитывать нагрузку на инструмент, определяемой толщиной среза, а в мм, снимаемого зубом режущей части:

Для метчиков изготовленных из стали Р6М5 amin=0,02 мм, amax=0,15 мм

— черновой метчик

— чистовой метчик

Условие выполняется.

5.6 Определяем исполнительные диаметральные размеры резьбы метчиков и их допуски

Наружный диаметр d и средний диаметр d2 метчиков комплекта различны (и для чистового метчика d=D и d2=D2),

где D — наружный диаметр нарезаемой резьбы,

D2 — средний диаметр нарезаемой резьбы.

Внутренний диаметр d1 принимаем одинаковым для всех метчиков в комплекте с учётом зазора в резьбовом соединении d1=D1+0,055Р, где D1 — внутренний диаметр нарезаемой резьбы, Р — шаг резьбы.

5.6.1 Чистовой метчик

Допускаемые отклонения на диаметры метчика (при степени точности Н4 по ГОСТ 17 039–71) равны:

Исполнительные размеры резьбы:

а) Наружный диаметр:

-- наибольший

-- наименьший

б) Средний диаметр:

-- наибольший:

-- наименьший:

в) Внутренний диаметр:

-- наибольший:

-- наименьший не регламентируется

5.6.2 Черновой метчик

а) Наружный диаметр:

-- наибольший

-- наименьший

где 0,12 — предельное отклонение для наружного диаметра чернового метчика.

б) Средний диаметр:

-- наибольший

-- наименьший

в) Внутренний диаметр

-- наибольший

5.7 Определяем диаметр торца метчиков dт

Значение диаметра метчика по переднему торцу dт принимается одинаковым для всех метчиков в комплекте в пределах:

Но не зависимо от типа метчика и его назначения диаметр переднего торца должен быть выбран одинаковым и в зависимости от величины вхождения метчика в предварительно просверленное отверстие m.

,

где l1 — длина режущей части метчика;

f =0,3ч0,18 для метчиков от 2 до 30 мм.

Принимаем f=0,2

Тогда

Диаметр переднего торца

,

где dc=D-Р=14−1=13мм;

Тогда для чернового метчика и чистового соответственно:

что не выходит за пределы рекомендуемого:

5.8 Диаметр сердцевины метчика

dc=0. 5d0, где d0 — наименьший наружный диаметр метчика

Для чистового метчика:

Для чернового метчика:

5.9 Ширина пера метчика

Для обоих метчиков по формуле:

Для чистового метчика:

Для чернового метчика:

5. 10 Величина затылования

Падение затылка задней поверхности режущей части при затыловании по спирали Архимеда определяем по формуле:

На калибрующей части метчика затылуется с величиной затылования в пределах:

Кк=0,01ч0,015 мм.

Принимаем Кк=0,015 мм.

5. 11 Профиль стружечной канавки

Рисунок 5 — Профиль стружечной канавки метчика

Профиль и размеры канавок должны быть такими, чтобы имелось достаточное пространство для размещения стружки, и было обеспечено свободное её завивание, а также не допускать заклинивание стружки при реверсировании метчика.

Для метчиков, которые выворачиваются из отверстия после обработки, профиль стружечной канавки должен обеспечить создание угла о на нерабочем участке спинки в целях предотвращения попадания корней стружки, образованных при нарезании резьбы, под заднюю поверхность, что также обеспечивает выбранная форма канавки после затылования зуба по наружному диаметру.

5. 12 Обратная конусность калибрующей части

В целях исключения заклинивания имеется обратный конус по профилю резьбы обоих метчиков. Обратная конусность составляет 0,04ч0,08 мм на 100 мм длины.

5. 13 Размеры хвостовика

Размеры хвостовика выбираем из ГОСТ 3266–81, исходя из диаметра обрабатываемого отверстия.

Рисунок 6 — Размеры хвостовика метчика

5. 14 Кинематический задний угол

Кинематический задний угол режущей части бк отличается от статического заднего угла:

где

знак «-» — относится к случаю нарезания резьбы;

знак «+» — относится к случаю вывинчивания.

Для чернового метчика:

— нарезание резьбы:

— вывинчивание:

Для чистового метчика:

— нарезание резьбы:

— вывинчивание:

6. Определение режимов резания и сил резания

Скорость резания:

D — номинальный диаметр резьбы, D = 14 мм

Т — период стойкости;

СV = 64,8; y = 0,5; q = 1,2; m = 0,9; Т = 90мин

КV = КMV · КИV · КTV = 1,0 · 1,0 · 1,0 =1

Крутящий момент

СМ = 0,027; y = 1,5; q = 1,4; Кр = 1

Мощность

Принимаем n = 610 об/мин, тогда

8. Выбор модели станка

При выборе модели станка стоит руководствоваться мощностью резания, а также количеством оборотов при обработке. Выбираем вертикально-сверлильный станок модели 2Н150, у которого частота вращения шпинделя — 22−1000 об/мин, а мощность электропривода главного движения 7,5 кВт.

9. Схема заточки инструмента

Метчики затачивают абразивными кругами на универсальных заточных станках или на станках специального назначения. При износе режущих и калибрующих зубьев метчика заточку его производят сначала по передним, а затем по задним поверхностям режущей части. При заточке передних поверхностей метчик закрепляют в центрах и затачивают торцовой поверхностью тарельчатого или дискового круга. Для обеспечения переднего угла торцовую поверхность круга смещают относительно оси центров на величину. Криволинейную затылованую поверхность затачивают на универсально — заточном станке в приспособлениях, обеспечивающих затылование путём совмещения вращательного и возвратно-поступательного движений в направлении перпендикулярном к оси метчика.

Рисунок 7 — Заточка метчика

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой