Технологический процесс изготовления детали

Рисунок 9 – Обозначение базирования детали на технологическом эскизеРисунок 10 –Базирование детали Втулка на чертеже2.3 Расчет усилия зажима детали в приспособленииЗаготовка Втулки полого зажимается в трехкулачковом патроне на токарной операции.Схема сил зажима будет выглядеть следующим образом: Рисунок 11 - Расчетная схема для определения силы зажима WРассчитаем силы резания при точенииØ73 мм. Анализ расчетной схемы. Рассматриваем вероятность смещения заготовки в процессе резания. Составляющая силы резания Рх при обтачивании смогут сместить заготовку влево. Ее удерживает сила трения между каждым кулачком и поверхностью заготовки . , но у нас стоит упор, смещения не произойдет. Рассмотрим поворот заготовки вокруг оси Х под действием тангенциальной силы Pz. Уравнение равновесия моментов сил будет иметь вид: где W1 – сила зажима, f– коэффициент трения; сталь по стали f= 0,16.К – коэффициент запаса, учитывающий надежность закрепления, принимаемК = 2,7. Cамая большая сила резания по расчетам получилась при точении диаметров Ø63 и Ø72 мм,. Радиус поверхности, зажимаемой кулачками r1 = 31,5 мм; радиус точения r = 36 мм. Сила зажима каждого кулачка составит: Нам подойдет патрон с усилием зажима 30кН с наружным диаметром 255 мм. В процессе обработки может произойти выворот заготовки из кулачков относительно точки А под действием составляющих сил резания и Ру.Уравнение равновесия моментов сил будет иметь вид: Cила зажима определяется из зависимости: Определим. где–коэффициент [4, табл. 22, стр. 372];–глубина резания, мм;–подача на оборот, мм/об;–скорость резания, м/мин;где–поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [4, табл. 9, стр. 363].Показатели степеней определяются по [4, табл. 22, стр. 373].=339=1,0=0,5= - 0,4ТогдаОпределим . Показатели степеней определяются по [4, табл. 22, стр. 373].=243=0,9=0,6= - 0,3ТогдаКак мы видим, наибольшее усилие зажима требуется для предотвращения поворота заготовки от действия тангенциальной силы резания . Нам подойдет патрон с усилием зажима 30кН с наружным диаметром 165 мм. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяем по формуле: где Q – требуемое усилие зажима, Н; Р – давление воздуха, принимаем Р = 0,6 МПа. Диаметр штока принимаем: d = 20 мм. 3 Проектирование фасонного резца3.1 Исходные данныеПроектируем фасонный резец для точения детали Рукоятка. Рисунок 12 – Чертеж заготовки детали Рукоятка Материал детали: сталь 30 (.Обрабатываемая деталь представляет собой тело вращения и имеет три цилиндрических участка, один радиусный участок (дуга) и один конический участок. Длина детали составляет 55 мм. Наибольший радиус детали 20 мм, наименьший – 12 мм. Материал детали: сталь 30.Таблица 14 Химический состав материала деталив%.SiMnCuAsNiSCPCr0,17-0,370,5-0,80,250,080,250,040,27-0,350,0350,25Резец изготавливаем из быстрорежущей стали Р6М5Ф3 ГОСТ 19265-73.В качестве базовой точки принимаем точку минимального радиуса, точку 1. Остальная нумерация производится по порядку.Деталь имеет 8 расчетных (узловых) точек.3.2 Графическое профилирование круглого фасонного резцаРисунок 13 – Конструктивные размеры круглого фасонного резцаОбщая длинна круглого фасонного резца:,где – длинна детали;, – ширина режущей кромки под отрезание, ; – перекрытие режущей кромки под отрезание, , –ширина концевой режущей кромки;мм. Параметры зубчатых рифлений:Наружный диаметр резца:Наружный диаметр резца выбирается в зависимости от .Размеры конструктивные фасонного круглого резца принимается в зависимости от глубины профиляизделия[5, табл. 3.5, стр. 84].Таблица 15Габаритные размеры профиля круглого резцаГлубина профиля изделияРазмеры резцаРазмеры рифленийДо 43010112203Выбор углов в точках базовых.Задний угол α и передний угол γ зависят от свойств стали 30. Также зависят от установки резца относительно центра заготовки на величину h. Принимаем: и [5, табл.3.3, с. 81].Принятые значения относятся к наружным точкам резца фасонного. С приближением к центру заготовки задний угол увеличивается, а передний уменьшается. Высота профиля и размеры рабочей части резца соответствуют профилю, получающемуся при пересечении фасонной поверхности с передней поверхностью резца. 3.3 Коррекционный расчет фасонного круглого резцаОпределяем сумму заднего и переднего углов базовой точки резца:Определяем смещение передней грани фасонного круглого резца относительно его оси в нормальной плоскости передней поверхности:Рассчитываем высоту установки оси фасонного круглого резца относительно оси изделия: Определяем положение вершины фасонного круглого резца относительно центра изделия в плоскости параллельной к передней поверхности резца:Определяем расстояние от центра заготовки до базовой точки резца в плоскости его передней поверхности:Рассчитываем расстояние от центра фасонного круглого резца в плоскости его поверхностипередней:Определяем значение угла переднего в i-ой точке профиля:Определяем расстояние от центра заготовки до i-ой точки резца в плоскости его поверхностипередней:Определяем расстояние от i-ой точки до базовой точки резца в плоскости его поверхностипередней:Рассчитываем расстояние от центра фасонного круглого резца до i-ой точки резца в плоскости его поверхностипередней:Рассчитываем угол определяющий сумму заднего и переднего углов в i-ой точке:Определяем радиус кривизны круглого фасонного резца в i-ой точке:Рассчитываем задний угол резца в i-ой точке:Вычисляем углыпередние:Вычисляем углы задние:3.4 Расчет профиля режущей кромки резца формирующей радиусный и конусный участки детали РукояткаРисунок 14 – Схема к определению недостающих параметров Составляем систему уравнений: Рисунок 15 – Схема конического участка профиля детали РукояткаВысота размера участка режущей кромки, которая формирует конический участок изделия, который в свою очередь определяется в нормальной к задней поверхности резца плоскости. Учитываем размеры, полученные при коррекционном расчете:Ti = |Rк – Rн|где Rк и Rн – радиусы резца соответственно в конечной и начальной точках рассматриваемого участка профиля режущей кромки;T7 = |10 – 6| = 4 мм.Рассчитываем угол профиля рассматриваемого участка режущей кромки фасонного резца:φti = arctg(XKi/ Ti) где XКi – длина рассматриваемого конического участка;φt7 = arctg(XK/ T7) = arctg(5/4) = 51,34°.Рисунок 15 – Расчетная схема 3.5 Особенности конструкции круглого фасонного резцаЧаще всего применяют резцы радиального типа. Эти резцы имеют подачу, направленную по радиусу; тангенциальные имеют подачу, направленную по касательной к внутренней поверхности детали. Радиальные резцы проще в эксплуатации и настройке. Резцы, как правило, изготавливаются из быстрорежущих сталей или с пластинами из твердого сплава. Точность размеров и формы обрабатываемых деталей – по IT8-IT12 cшероховатостью Ra = 0,63-2,5 мкм. Фасонные резцы по расположению относительно детали бывают с параллельным расположением осей или базы крепления или под углом. Фасонные резцы обеспечивают строгую идентичность обработанных деталей, высокие размерную и общую стойкость, большое количество переточек, совмещение окончательной и предварительной обработки. А также обеспечивает простоту наладки и установки на станке, это делает их незаменимыми ив автоматизированном производстве, и особенно на токарных автоматах.Для получения на профиле детали точного конического участка применяются резцы с наклоном передней поверхности под углом λ. Но у нас размеры не настолько точные (11 квалитет), поэтому λ = 0. Решение вопроса о дополнительных лезвиях резцов фасонных связано с тем, что резцы, кроме обработки заданного профиля снимают также фаску с торца детали или, как в нашем случае, прорезают канавку для облегчения работы отрезного резца. Рисунок 16 – Принятая конструкция резцаДля крепления, установки и регулирования фасонных резцов на станках применяются державки разнообразных конструкций в зависимости от типов резца и станка. Державки применяются также для удобства и возможности размещения резца на суппорте, при наличии различных механизмов регулирования положения резца относительно детали и т. д.Резцы фиксируются с помощью: а) зубчатого венца, изготовленного на торце регулировочного сектора и на торцовой поверхности резца; б) штифта установочной зубчатой шайбы, входящего в отверстие на резце; в) шпонки регулировочной и шпоночных пазов в резце и опорном болте. Для проектируемого фасонного круглого резца используем второй способ фиксации – с помощью зубчатого венца. Для нашего резца выбираем двухопорную державку для работы на автоматах широкими круглыми резцами.Резец устанавливается на опорный болт 4, закрепленный на двух опорах. Одна из которых перемещается по направляющей шпонке 2, укрепленной на подвижной опоре 6 с помощью штифта. Регулировка положения резца осуществляется регулировочным винтом 1.Рисунок 17 - Двухопорная державка для круглых фасонных резцов: 1-регулировочный винт корпус; 2-шпонка; 3-корпус; 4-болт опорный; 5-регулировочный сектор; 6-опора подвижнаяЗаточка резцов производится в основном на универсально-заточных и точильно-шлифовальных станках.Список использованной литературыОбработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ.ред. А.А. Панова. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2004. – 784 с., ил.Технология машиностроения. Часть II: Проектирование технологических процессов: Учеб.пособие / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, Б.Я. Розовский, В.В Дегтярев, А.М Соловейчик; Под ред. С.Л. Мурашкина. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. 498 с.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т1 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с., ил.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 944 с., ил.Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование: учебное пособие / под ред. Е.Э. Фельдштейна. Минск: Дизайн ПРО, 2002.-320 с.: ил. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальностям «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты»/ Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. – М.: Машиностроение, 1989. – 328 с.: ил.Нефедов Н. А., Осипов К. А Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб.пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент». – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 448 с.: ил.Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: Учеб.пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»/Под общ. ред. Г. Н. Кирсанова – М.: Машиностроение, 1986. – 288 с.: ил.Семенченко И.И., Матюшин В.М., Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. – 952 с.: ил.