Из полученных выше значений длин протяжки и допустимых подач выбираем наименьшую длину, а следовательно и схему резания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Инженерно-педагогический факультет

Кафедра «Профессиональное обучение и

педагогика»

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теория резания и режущий инструмент»

Проектирование призматического фасонного резца и

круглой протяжки»

 

 

Выполнила: студентка гр. 109316

Мигун Л.В.

 

Руководитель: канд. техн. наук,

профессор Молочко В.И.

 

Минск 2008

Задача

Рассчитать и сконструировать призматический фасонный резец для обработки заготовки из прутка диаметром D. Заготовка обрабатывается под последующие отрезание.

Решение

Расчет проводим в соответствии с источником [1].

1. Передний и задний углы определяем по таблице: γ = 20˚; α = 10˚.

2. Размеры дополнительных режущих кромок под отрезание и подрезание принимаем: b₁ = 1мм; b = 7,55мм; с = 2мм; а = 2мм; φ₁ = 15˚; φ_фас = 45˚

 

B=b`+ x + b``=2,41+3+2,14=7,55мм где:

b``=ks·tg15˚=8·0,26=2,14мм;

b`=zy·tg15˚=9·0,26=2,41мм;

ks=(d₃-d_к)/2=(28-12)/2=8мм;

zy=(D-d_к )/2=(30-12)/2=9мм;

х=3 (ширина отрезного резца)

 

3. Общая ширина резца вдоль оси заготовки:

L_р = l_д + а + с + b + b₁ = 20 + 2 + 2 + 7,55 + 1 = 32,55мм

4. Наибольшая глубина профиля детали t_max = 9мм.

5. Габаритные и конструктивные размеры призматического резца для наибольшей глубины профиля заготовки выбираем по таблице 44 [1]: В=19; Н=90; Е=10; А=25; F=15; r=1; d=6; M (h9)=34,46.

 

6. Проводим коррекционный расчет.

h=r₁*sinγ = 6·sin20˚ = 2,052мм.

A₁ = r₁cosγ=6·cos20˚ = 5,638мм.

Проводим коррекционный расчет для точки «2»

γ ₂= arcsin (r₁/r₂·sin20˚) = arcsin(6/10·0,342) = 11,841˚

A₂ = r₂cos11,841˚=10·0,978 = 9,787мм.

C₂ = A₂-A₁=9,787-5,638=4,149мм.

P₂ = C₂·cos30˚=4,149·cos30˚=3,593мм.

Проводим коррекционный расчет для точки «3»

γ ₃= arcsin (r₁/r₃·sin20˚) = arcsin(6/14·0,342) = 8,417˚

A₃ = r₃cos8,417˚=14·0,989 = 13,849мм.

C₃ = A₃-A₁=13,849-5,638=8,211мм.

P₃= C₃·cos30˚=8,211·0,866=7,110мм.

 

Расчет протяжки.

Диаметр получаемого отверстия 28Н9(+0,052)

Материал заготовки Сталь 40

Твердость 187 НВ

Длина отверстия Lд=40мм

Модель станка – 7А510

Тяговая сила станка P₀=102 кН

Наибольший рабочий ход L_р.х=1250 мм

Расчет проводим в соответствии с источником [2].

 

1. Припуск под протягивание, мм;

А = 0.005D +(0,1÷ 0,2) ==0,005*28+(0,1÷ 0,2)* = 0,14 +(0,1÷0,2) * 6,324 = 0,772÷1,404мм

Принимаем А=1 мм

2. Диаметры отверстия до протягивания переднего направления Dп и первого зуба протяжки D₀₁, мм;

D₀₁ = D_п = D₀ – A=28-1= 27 мм

 

3. Расстояние до первого зуба, мм;

L₁ = 280 + L=280+40 = 320 мм

 

4. Диаметр хвостовика d₁, мм; (табл. 8.3)

d₁ = 25 мм

 

5. Площадь хвостовика F_х, определяющая его прочность, мм² (табл. 8.3)

Fх =283,5 мм².

 

6. Шаг режущих зубьев, мм; t_p = m ;

tp = (1,25 ÷ 1,5)* =7,905÷9,486.

 

7. Принятый шаг зубьев, мм, (табл. 8.6)

t_p =8 мм.

 

8. Наибольшее число одновременно работающих зубьев, мм;

 

9. Глубина стружечной канавки h_к, мм; (табл. 8.6)

h_к = 3 мм

 

 

10. Площадь стружечной канавки F_к,мм²;

F_к = 7,07 мм²

 

11. Коэффициент заполнения стружечной канавки К; (табл.8.8)

К = 4

 

12. Подача, допустимая по размещению стружки в канавке, мм/зуб;

S_zk=F_k/(K∙L); S_zk=7,07/4*40=0,044 мм/зуб

 

13. Наибольшее усилие, допустимое хвостовиком, Н; P_x = F_xσ_x (табл. 8,9)

P_x =283,5*300=85050 Н

 

14. Наибольшее усилие, допустимое протяжкой на прочность по первому зубу, Н;

P₁=F₁σ₁ = π (D₀₁– 2h)²σ₁/4=3,14(27-2*3)²*400/4= 138474 Н

 

15. Расчетная сила резания, Н; P_p = (P_x; P1; 0.9P_c)_min;

P_p=(85,050; 138,474; 0.9*120) = 85050 Н

 

16. Подача, допустимая по силе резания, мм/зуб;

S_zp = (P_p / C_p π D_о z_max)^1/x=(85050/2170*3,14*28*6)^1,25=0,039 мм/зуб

x = 8/10, C_p=2170;

 

Т. к. S_zp > S_zк следует применять одинарную схему резания, но проверяем значения подачи при: h_к = 2,5; F_к = 4,91; К = 4

S_zк =4,91/2,5*28 = 0.070

Т. к. S_zp < S_zк, поэтому проводим расчет для групповой схемы резания при n_г=2.

17. Шаг режущих зубьев для групповой схемы резания; t_p = m*

m=1,45÷1,9; t_p=(1,45÷1,9)* =9,170÷12,016

 

18. Принятый шаг, мм; t_p=10 мм.

 

19. Определяем z_max=(40/10)+1= 5.

 

20. Определяем h_k – 4 мм

 

21. Определяем F_k– 12,56 мм²

 

22. Определяем K=3

 

23. Подача, допустимая по размещению струж­ки в канавке, мм/зуб; S_zk=F_k/(K∙L)=12,56/3*40= 0,104мм/зуб

24. Подача, допустимая по силе резания, мм/зуб;

S_zp = (P_pn_г / C_p π D_о z_max)^1/x=(85050*2/2170*3,14*28*5)^1,25=0,115 мм/зуб

x = 8/10, C_p=2170

 

25; Примерная длина режущей части при одинарной схеме резания;

l_р=At_р/2S_{z min}=1*8/2*0,039= 102,564мм

 

26; Примерная длина режущей части при групповой схеме резания;

l_р=At_рn_г/2S_{z min}=1*10*2/2*0,104= 96,15мм

Нет смысла пересчитывать дальше, т.к. S_zp> S_zk

 

Из полученных выше значений длин протяжки и допустимых подач выбираем наименьшую длину, а следовательно и схему резания.

Принимаем значение h_k=4

27.S_z=0,1.

28.n_г=2.

29.Диаметры режущих зубьев с учетом групповой схемы резания.

2гр.

D₁ = 27,00

3гр.

1гр.

D₂ = 27,20

D₃ = 27,19

5гр.

D₄ = 27,40

D₅ = 27,39

 

D₆ = 27,60

D₇ = 27,59

4гр.

D₈ = 27,80

D₉ = 27,79

 

D₁₀ = 28,00

D₁₁ = 27,99

 

6гр.

D₁₂ = 28,052

 

30.Число режущих зубьев z_p=12.

 

31.Длина режущей части, мм.

L_p = t_p (z_p – 1) = 10*(12-1) = 110 мм

 

32.Число зубьев калибрующей части (табл. 8.17)

z_к=5.

 

33.Шаг калибрующих зубьев, мм.t_к ≈ 2t_p/3.

t_к ≈ 2*10/3 = 6,66

Принимаем t_к =8 мм.

34.Длина калибрующей части, мм.

L_к = t_к z_к = 8*5 = 40 мм

 

35.Длина заднего направления протяжки, мм.

L_з = 40 мм

 

36. Общая длина протяжки, мм.

L_пр = L₁ + L_p + L_к +L_з=320+110+40+40=510 мм.

 

37. Допустимая длина протяжки, мм.

L_{пр max} = 40 D₀.=40*28=1120 мм

 

38. Необходимая длина рабочего хода, мм.

L_px = L + L_p + L_к.=320+110+40=470 мм.

 

39. Расстояние между выкружками, мм.

b = 1.7 =1,7* =8,9 мм.

 

40. Диаметр D_k круга для шлифования выкружек, мм

D_k= 80 мм

 

41. Глубина выкружки, мм.

h_в>(2÷5)S_z.=0,22÷0,55=0.6 мм

 

42. Расстояние между осями круга и протяжки, мм.

а=((D₀+D_k)/2)-h_в.=((28+80)/2)-0,6=53,4 мм

 

43. Вспомогательный угол θ, рад.

cosθ= (D₀²+4a²-D_k²)/4aD₀.

cosθ = (28²+4*53,4²-80²)/4*53,4*40=0,969

θ =0,2 рад

 

44. Число выкружек.

i=πD₀/(b+θ D₀)=3,14*28/(8,9+0,2*28)=6,038

Принятое i=6

 

45. Фактическая длина режущей кромки, мм.

B= D₀(π/ i-θ)=28*((3,14/6)-0,2)=9,053 мм

 

46. Передний угол γ=15º.

 

47. Угол β_к правки круге для заточки угла γ=45º.

 

48. Наибольший диаметр круга для заточки, мм.

D_кз = (D₀₁ – h_к)*sin β_к /sin γ=(27-4)*0,707/0,258=63,97 мм

 

49. Наибольший диаметр D_max протягивания отверстия, мм

D_max=28,052 мм

 

50. Допуск на разбивку, мм. 0.005

 

51. Допуск на изготовление, мм.1/3 допуска на отверстие 0,02

 

52. Диаметр калибрующих зубьев, мм. 28,047_-0,02

 

53. Допуск на диаметр режущих зубьев, мм.0,01–0,02, не более 0,4 от S_z..

–0.01.