Проектирование шаблона для контроля профиля резца при его изготовлении

1.7 Проектирование шаблона для контроля профиля резца при его изготовлении

 

Часто для контроля профиля фасонных резцов в процессе их изготовления применяют шаблоны, которые прикладываются к фасонной задней поверхности резца. По величине просвета судят о точности выполнения профиля резца.

Шаблон имеет те же номинальные размеры профиля, что и фасонный резец, однако допуски на размеры профиля шаблона должны быть в 1,5-2 раза жестче, чем соответствующие допуски резца.

Для контроля шаблона при его эксплуатации, если он работает длительное время применяют контр-шаблон. Его профиль одинаков с профилем резца, но допуски на размеры профиля контр-шаблона должны быть в 1,5-2 раза жестче, чем соответствующие допуски шаблона.

Шаблон и контр-шаблон изготавливают из листового материала толщиной 1-3 мм в зависимости от размеров. Для увеличения износостойкости их закаливают до твердости 56-64 HRC. Мерительные кромки по всему фасонному контуру делают тоньше основной пластины для облегчения обработки точных размеров профиля и удобство контроля резца.

Допуски на размеры шаблона:

r1= 29,3±0,36;

r2=34,72±0,31;

r3=35,78±0,31;

r4= 39,38±0,31;

Допуски на размеры контр-шаблона:

r1= 29,3±0,18;

r2=34,72±0,155;

r3=35,78±0,155;

r4=39,38±0,155;

1.8 Проектирование державки фасонного резца

 

Державки фасонных резцов должны удовлетворять следующим требованиям:

1)  Конструкция державки должна быть простой и обеспечивать надежность и жесткость закрепления резца;

2)  Необходима быстрая предварительная установка и точная регулировка высоты базовой точки лезвия резца по высоте оси детали;

3)  Для державок, предназначенных для различных круглых фасонных резцов с разной высотой оси резца над осью детали (универсальные державки) необходима точная регулировка этой высоты;

4)  Для державок, используемых на автоматах, необходима быстрая точная установка базовой точки лезвия резца на высоте оси детали.

5)  Для державок всех типов необходимо согласование размеров державки с размерами рабочего пространства и суппорта применяемого станка.

Крепление дискового фасонного резца осуществляется в державке с нониусом. Это крепление позволяет производить настройку резца на станке двумя способами: вращением эксцентричной втулки с фланцем, снабженным отверстиями (можно изменять положение резца по высоте); вращением рифленой опорной шайбы (можно устанавливать режущую кромку дискового резца по оси обрабатываемого изделия).

Державка спроектирована для станка 16К20.

Задание №2

Сконструировать протяжку для обработки выделенной части контура детали

Материал: СЧ52 НВ220

Проектирование шпоночной протяжки.

 

2.1 Выбор типа шпоночной протяжки

Для протягивания шпоночных канавок в цилиндрических отверстиях применяются в основном два типа протяжек: протяжки с плоским телом и протяжки с цилиндрическим телом. Выбираем плоскую шпоночную протяжку. Протяжки с плоским телом имеют форму полосы с прямоугольным сечением, они движутся при работе в прямоугольном пазу направляющей оправки. Задним концом эта оправка вставляется в отверстие переходного или опорного кольца, которое присоединяется к столу протяжного станка. На передний конец оправки вставляется обрабатываемая деталь, внутри отверстия которой должна быть прорезана шпоночная канавка. Промежуточный цилиндрический бурт-фланец является опорной частью оправки.

Протяжки с плоским телом делятся на две разновидности: протяжки с утолщенным телом и протяжки с тонким телом или ленточные. Выбираем протяжку с утолщенным телом, т.к. такие протяжки наиболее жесткие и выдерживают большие нагрузки, чем тонкие протяжки.

2.2 Расчет плоской шпоночной протяжки

 

Припуск А на обработку шпоночной протяжкой, а следовательно и суммарный подъем зубцов будет складываться из глубины канавки и величины f₀ дуги, соответствующей ширине протягиваемой канавки в. Таким образом:

А=SDh=t’₁-D+ f₀,

где t’₁- расстояние от края отверстия до дна канавки

t’₁=29,51мм

D – диаметр отверстия

D=26.021мм

Величина f₀ определяется по формуле:

 

f₀=0,5(D-ÖD²-в²)=0,5(26,021-Ö26,021²-7,022²)=0,48

А=SDh=29,51-26,021+ 0,48=3.97

Ширина тела протяжки принимается равной:

В=в+(2…6)мм

В=8+(2…6)=10-14мм

Принимаем В=12(-0,006;-0,018)мм

Ширина зубчатой части в_п определяется по формуле:

в_п=в_max-d_в,

где в_max – наибольшая допустимая ширина шпоночного паза на изделии;

d_в- Наибольшее разбивание по ширине паза

d_в=(0,005…0,010)мм

в_п=7,022-0,005=7,017мм.

Подача на зуб: S_z=0.1мм

Шаг зубьев: t=12мм.

Число одновременно работающих зубьев: z₁=6

Размеры стружечной канавки:

h₀=5мм

r=2,5мм

F_a=19,6мм²

Для упрощения расчетов отношение объемов канавки и стружки может быть заменено отношением площади активной части F_a к площади продольного сечения среза, т. е.

F_a/ F_с= F_a/S_z*L=ph₀²/4S_z*L>K_min

K_min=3,5

F_a/ F_с =19.6/4_*0.1_*60=3,6>3,5

У шпоночных протяжек не следует делать передний угол g больше 15⁰, т.к. в противном случае получается волнистая поверхность из-за того, что протяжка втягивается в обрабатываемый металл, что может привести к перегрузке и поломке протяжки. Принимаем g =15⁰. Задний угол a обычно принимают 2…3º. Допустимые отклонения для передних углов могут быть приняты равными ±1⁰30’, а для задних ±30’. Принимаем a =4^0.

Высоту зубчатой части h₀’ можно считать приблизительно равной

 

h₀’>1.25 h₀,

где h₀ – глубина стружечных канавок.

При этом необходимо учитывать, чтобы полностью сточенная по высоте протяжка не задевала верхними углами за материал детали, это означает, что высота h₀’ должна быть больше глубины стружечной канавки.

 

h₀’=1,25_*5=6,25мм

Принимаем h₀’=9, что больше t₁’-D=3.5

Сила протягивания определяется по следующей формуле:

Р=С_рS_z^xвz_maxk_yk_ck_и,

где в- ширина шпоночной канавки в мм,

С_р- постоянная, зависящая от обрабатываемого материала и формы протяжки

С_р=202 ,

S_z – подача на зуб или подъем зубцов на сторону в мм

S_z=0,1,

z_max – наибольшее количество одновременно работающих зубьев.

х – показатель степени при S_z

х=0,85

k_y, k_c, k_и – поправочные коэффициенты, характеризующие влияние переднего угла, состава СОЖ, степени износа зубцов протяжки

k_y=0,93,

k_c=1.34,

 k_и=1.

Наибольшее количество одновременно работающих зубьев определяется по формуле:

z_max=L/t,

где L – длина протягиваемой поверхности

L=60мм

t – шаг режущих зубцов

t=12.

z_max=60/12=5

Р=202 _*0,1^0,85_*7_*5_*0,93_*1,34=1242кг_.

Высота протяжки по первому зубцу h₁ должна удовлетворять следующему условию:

 

h₁>P/B[s]+h₀’,

h₁>1242/12_*20+9=14.

Принимаем h₁=18мм.

Высота протяжки по последнему режущему зебу h_п и по калибрующим зубцам Н_в составляет:

h_п = Н_в= h₁+SD h_/

h_п = Н_в=18+3,97=21,97мм

Количество режущих зубцов определяется по формуле:

z_p=SD h/S_z+(1…2)мм

z_p=3,97/0,1+2=41,7

Принимаем z_p=42

Длина режущей части l=t_* z_p

l=12_*42=504мм.

 Угол бокового поднутрения j_i=1⁰30’, переходные кромки высоты 0,3мм с углом 45⁰.

Хвостовик выбираем плоский с размерами Н₁=Н₂=18мм.

 

F_x=h_1*в₁

F_x=18_*7=126мм²

Напряжение на растяжение в материале хвостовика

s=Р/ F_x

s=1242/126=9,9кг/мм.

Калибрующая часть:

Высота зубцов Н₅=h_п=21,97мм,

Количество зубцов z_к=5,

Шаг t_k=t=12мм,

Длина l_к=t(z_к+0.5)=12(5+0.5)=60

Стружечная канавка такая же, как у режущих зубцов.

Фаска f_k=0.2мм.

Общая длина гладких частей протяжек l определяется суммой длин отдельных элементов:

l= l₁- l₃+ l_с+ l_а+ l_в+ l_н’,

 

где l₁ – длина хвостовика, зависящая от способа крепления и размеров протяжки.

l₃ – длина входа патрона в отверстие станка

l_с – толщина опорной плиты станка

_а – длина выступающей части опорного кольца

l_в – длина выступающей части фланца направляющей оправки

l_н’ – длина, необходимая для беспрепятственного насаживания изделия.

 

l=70-0+70+25+8+70+0=243

Принимаем l_н’=250мм

Общая длина: L= l+ l₅+l₆

L=814мм

Глубина паза в направляющей оправке:

 

Н=h₁+f₀

Н=18+0.48=18.48

Проверка толщины тела оправки определяется по наибольшему допустимому значению глубины паза Н:

 

Н<0,5(D+Ö0.5D²-В²)

Н<0,5(26+Ö0.5_*26²-12²)=19,98

№ зуба  Высота h  Допуски № зуба  Высота h  Допуски 1 18.00 -0,02 25 20,40 -0,02 2 18.10 -0,02 26 20,50 -0,02 3 18,20 -0,02 27 20,60 -0,02 4 18,30 -0,02 28 20,70 -0,02 5 18,40 -0,02 29 20,80 -0,02 6 18,50 -0,02 30 20,90 -0,02 7 18,60 -0,02 31 21,00 -0,02 8 18,70 -0,02 32 21,10 -0,02 9 18,80 -0,02 33 21,20 -0,02 10 18,90 -0,02 34 21,30 -0,02 11 19,00 -0,02 35 21,40 -0,02 12 19,10 -0,02 36 21,50 -0,02 13 19,20 -0,02 37 21,60 -0,02 14 19,30 -0,02 38 21,70 -0,02 15 19,40 -0,02 39 21,80 -0,02 16 19,50 -0,02 40 21,88 -0,02 17 19,60 -0,02 41 21,97 -0,015 18 19,70 -0,02 42 21,97 -0,015 19 19,80 -0,02 43 21,97 -0,015 20 19,90 -0,02 44 21,97 -0,015 21 20,00 -0,02 45 21,97 -0,015 22 20,10 -0,02 46 21,97 -0,015 23 20,20 -0,02 47 21,97 -0,015 24 20,30 -0,02