Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Л.Д. Мокроносов, Н.В. Бородина, Д.Г. Мирошин

Проектирование

 металлорежущих инструментов

Учебное пособие

Рекомендовано Учебно-методическим объединением

по профессионально-педагогическому образованию

в качестве учебного пособия для студентов

 высших учебных заведений, обучающихся

  по направлению 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

Екатеринбург 2013

УДК 621.9.06 (075.8)

ББК К63-52 я 73-1

М 63

 

 

Мокроносов Л.Д. Проектирование металлорежущих инструментов [Текст]: учеб. пособие / Л.Д. Мокроносов, Н.В. Бородина, Д.Г. Мирошин. 2-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: Изд-во ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2013. 136 с.

ISBN 978-5-8050-0297-8

 

Практикум содержит задания для курсового проектирования по дисциплине «Металлорежущие инструменты», а также методические указания по их выполнению. Приведены необходимые теоретические сведения и список рекомендуемой литературы.

Адресовано студентам вузов и колледжей, обучающимся по направлению 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям).

 

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.И. Вешкурцев (Урал. гос. техн. ун-т – УПИ), канд. техн. наук, доц. А.В. Савицкая (Рос. гос. проф.-пед. ун-т)

 

  

 

 

	ISBN 978-5-8050-0297-8

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2013

© Мокроносов Л.Д, Бородина Н.В.,

Мирошин Д.Г., 2013

   

Содержание

 

Введение ………………………………………………………………	5
1. Проектирование протяжек………………………………	8
1.1 Базовая методика расчета конструктивных элементов протяжек, срезающих припуск по групповой схеме………………………	8
1.2. Расчет шлицевой протяжки………………………………………	20
1.3. Расчет квадратной и шестигранной протяжек………………….	27
1.4. Расчет протяжек для обработки отверстий с одной и двумя плоскостями…………………………………………………………….	33
1.5. Расчет протяжки для обработки отверстия с двумя шпонками.	37
1.6. Расчет шпоночной протяжки…………………………………….	41
1.7. Выполнение рабочего чертежа протяжки……………………….	47
2. проектирование метчиков-протяжек………………..	51
2.1. Общие сведения…………………………………………………..	51
2.2. Расчет метчика-протяжки……………………………………….	54
2.3. Выполнение рабочего чертежа метчика-протяжки	61
3. Проектирование червячной фрезы для нарезания прямобочных шлицевых валов…………………….	63
3.1. Общие сведения……………………..…………………………...	63
3.2. Расчет червячной шлицевой фрезы……………………………..	68
3.3. Выполнение рабочего чертежа фрезы…………………………..	79
4. Проектирование фасонных резцов…………………	81
4.1. Общие сведения…………………..…………………………….	81
4.2. Расчет фасонных резцов………………………………………….	82
4.3. Пример расчета фасонного резца………………………………..	99
4.4. Выполнение рабочего чертежа фасонного резца……………….	105
Заключение…………………………………………………………….	109
Библиографический список…………………………………………..	110
Приложение 1. Задания к первой части курсового проекта………..	111
Приложение 2. Задание ко второй части курсового проекта……….	116
Приложение 3. Задания к третьей части курсового проекта……….	118
Приложение 4. Образец оформления титульного листа……………	129
Приложение 5. Размеры цилиндрических хвостовиков протяжек…	130
Приложение 6. Размеры хвостовиков шпоночных протяжек………	131
Приложение 7. Образец заполнения таблицы диаметров зубьев протяжки………………………………………………………………..	133
Приложение 8. Пример оформления исходных данных к проектированию метчика-протяжки для трапецеидальной резьбы………….	134
Приложение 9. Пример оформления исходных данных к проектированию метчика-протяжки для метрической резьбы………………	135

 

 

Проектирование круглого (призматического сборного, призматического цельного) фасонного резца

Введение

 

Курсовой проект выполняется в 7-м семестре в рамках изучения дисциплины «Металлорежущие инструменты». К началу работы над каждой частью студент должен владеть теоретическим материалом, в объеме программы дисциплины. Курсовой проект состоит из трех частей:

1. Проектирование протяжки.

2. Проектирование червячной шлицевой фрезы.

3. Проектирование фасонного резца.

     Выполнение каждой части проекта следует начинать с обра­ботки исходных данных, которые выбираются по таблицам прил. 1, 2, 3.

Номер варианта задания определяется по трехзначному шифру: первая цифра шифра – последняя цифра номера зачетной книжки студента (если в номере присутствуют цифры, обозначающие год поступления, то их не надо учитывать); вторая цифра выбирается в соответствии с первой буквой фамилии студента, а третья – в соответствии с первой буквой полного имени студента (таблица).

 

Выбор второй и третьей цифр шифра задания

Первая буква полного имени и фамилии	А, Б	В, Г	Д, Е Ж, З	И, Л	К	М,Н О	П, Р	С	Т, У Ф, Х	Ц,Ч,Ш Щ,Э,Ю Я
Цифра шифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

 

Например, у студента Константопуло Лаврентия Эдмундовича с номером зачетной книжки 432578 трехзначный номер будет 843.

В пояснительной записке следует описать порядок определения шифра: студент Константопуло Лаврентий Эдмундович, номер зачетной книжки – 432578. Первая цифра шифра – 8, вторая – 4, третья – 3. Полный шифр - 843

Затем следует внимательно изучить общие сведения о металлорежущем инструменте и последовательность расчета металлорежущего инструмента и лишь после этого приступить к выполнению расчета всех параметров инструмен­та с необходимыми проверками и рабочего чертежа инструмента (в третью часть работы входит еще схема графического профилирова­ния фасонного резца).

К оформлению курсового проекта предъявляются следующие требования.

Пояснительная записка должна содержать:

– общую часть: исходные данные и чертеж профиля обрабатываемой поверхности с указанием всех размеров и их предельных отклонений. Перевод буквенных обозначений предельных отклонений в численные нужно выполнять по таблицам ГОСТ 25347–32 (СТ СЭВ 144-75) [1, с.79 – 142];

– расчет протяжки;

– расчет червячной шлицевой фрезы;

– расчет фасонного резца.

Пояснительная записка оформляется на листах формата А4 (210x297) по форме 5а (ЕСКД, ГОСТ 2.106 - 66). Титульный лист по образцу, приведенному в прил. 4.

Чертежи инструментов выполняются в полном соответствии со стандартами ЕСКД с указанием всех размеров, предельных отклонений и технических требований, необходимых для изготов­ления инструмента.

Обозначение чертежа, проставляемое в графе 2 основной надписи, составляется по следующей схеме:

                                                          051000.62 ХХХ XX 

Шифр направления

Индивидуальный трехзначный шифр задачи

№ части работы (01, 02, 03)

 

Графическое профилирование фасонного резца обозначить 04.

В основных надписях листов пояснительной записки указывается это же обозначение.

Дополнительные графы основной надписи на чертежах, располагающиеся на полях и в верхней части формата, в учебном курсовом проекте допускается не выполнять.

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОТЯЖЕК

 

Таблица 1.1

Длина

протягиваемых

отверстий, L,

мм

Величина подачи на зуб

Величина подачи на зуб а выбирается по табл. 1.2 в соответствии с типом зубьев протяжки и материалом заготовки.

Таблица 1.2

Подача на зуб, а мм

Тип зубьев

Обрабатываемый материал

Сталь углеродистая

и малолегированная

Сталь

 высоколегированная

Чугун серый

 

Чугун

ковкий, бронза,

 латунь

s_в < 500 Н/мм² s_в = 500¸750 Н/мм² s_в > 750 Н/мм² s_в £ 800 Н/мм² s_в > 800 Н/мм² Цилиндрические Шлицевые Шпоночные 0,015 – 0,02 0,04 – 0,06 0,05 – 0,15 0,025 – 0,03 0,05 – 0,08 0,05 – 0,20 0,015 –0,025 0,03 – 0,06 0,05 – 0,12 0,025–0,03 0,04 – 0,06 0,05 – 0,12 0,010–0,025 0,025–0,05 0,05 – 0,10 0,03 – 0,08 0,04 – 0,10 0,06 –0,20 0,05 – 0,10 0,05 – 0,10 0,06 – 0,20

Примечание. При большом запасе прочности протяжки допускается увеличение подачи на зуб а в 1,5 раза.

Предпочтителен выбор верхних значений подачи из интервалов, указанных в табл. 1.2. Однако при неудовлетворительном результате расчета протяжки на прочность величину подачи следует уменьшить.

 

1.1.3. Шаг режущих зубьев

     Предварительно шаг режущих зубьев определяют по формуле  

,

где L – длина протягиваемого отверстия, мм.

По найденной величине шага рассчитывают максимальное чи­сло одновременно работающих зубьев:

.

Вычисленную величину Z_max округляют до целого в большую сторону. Величина Z_max должна соответствовать ус­ловию: 2 < Z_max £ 6. В противном случае эту величину необходимо скорректировать.

Далее по найденной величине Z_max уточняют шаг t режущих зубьев:

.

Величину t следует округлить в большую сторону кратно 0,5 мм и окончательно принять для проектиру­емой протяжки.

 

Глубина стружечных канавок

Глубина стружечных канавок h (рис.1.1) вы­бирается кратной 0,5 мм из интервала h = (0,38...0,45)t .

Выбранную величину h следует проверить по условию размещения стружки в стружечных канавках: h ≥ 1,13 Ö aLK (мм), где К – коэффициент заполнения стружечных канавок. Коэффициент К выбирается по табл. 1.3.

 

Рис. 1.1. Форма стружечных канавок:

а – с прямолинейной спинкой; б – с вогнутой спинкой; в – удлиненная;

а – величина подачи на зуб; t – шаг режущих зубьев; h  – глубина стружечных канавок; r –  радиус дна стружечной канавки; R – радиус спинки зуба; g – ширина зуба; a –  задний угол; g – передний угол

 

При несоблюдении данного условия следует уменьшить Z_max на единицу и повторить расчеты t и h. 

Таблица 1.3

Величина коэффициента заполнения стружечных канавок

Подача на зуб а, мм

Обрабатываемый материал

Сталь

Чугун, бронза

Латунь

s_в < 400 Н/мм² s_в = 400¸700 Н/мм² s_в >700 Н/мм² До 0,03 Св. 0,03 до 0,07 Св. 0,07 3,0 4,30 4,5 2,5 3,0 3,5 3,0 3,5 4,0 2,5 2,5 2,0 2,5 3,0 3,5

 

Передние углы

Передние углы g (см. рис.1.1) всех зубьев протяжки выбираются в зависимости от материала заготовки (табл. 1.4)

 

Таблица 1.4

Передние углы зубьев протяжки

Обрабатываемый материал	Сталь			Чугун, бронза,  латунь
	sв < 400 Н/мм2	sв = 400¸700 Н/мм2	sв > 700 Н/мм2
Передний угол	12 – 15	10 – 12	8 – 10	5 – 10

 

Задние углы

Устанавливаются следующие задние углы зубьев протяжки (см. рис. 1.1):

– режущих зубьев a = 3°;

– у двух-трех последних режущих зубьев (переходных) a =2°;

– у калибрующих зубьев a = 1°.

Таблица 1.6

Значения поправочных коэффициентов K_g,K_c,K_и

 

Обраба- тываемый материал	Kg				Kc		Kи
	Угол				СОЖ		Степень затупления
	5°	10°	15°	20°	10 % - я эмульсия	без охлаж -дения	острая	затуп- ленная
Сталь	1,13	1,0	0,93	0,85	1,0	1,34	1,0	1,15
Чугун, бронза, латунь	1,1	1,0	0,95	–	0,9	1,0	1,0	1,15

 

Таблица 1.7

Точность обрабатываемой поверхности по СТ СЭВ 144-75	Количество калибрую­щих зубьев, Zк
6 – 9-й квалитеты   10-й квалитет и выше	7 – 8   4 – 6

Таблица 1.8

Предельные отклонения диаметров режущих зубьев

 

Подача на  зуб, а, мм	Предельные отклонения диаметров режущих зубьев, мм
	нижнее	верхнее
До 0,05 Св. 0,05 до 0,08 Св. 0,08	– 0,015 – 0,02 – 0,03	0 0 0

 

Дополнительные условия выбора предельных отклонений диаметров режущих зубьев:

а) если режущие зубья имеют разную подачу на зуб (например, переходные режущие зубья), то и предельные отклонения их диаметров могут оказаться неодинаковыми, что следует отразить в таблице диаметров зубьев протяжки;

б) на последний режущий зуб, имеющий размер калибрующих зубьев, предельные отклонения назначаются как на калибрующие зубья.

В таблицу диаметров зубьев заносятся также определенные ранее величины задних углов, диаметры и предельные отклонения калибрующих зубьев.

 

Шаг калибрующих зубьев

Шаг калибрующих зубьев t_к принимается равным шагу режущих зубьев t , кроме протяжек для точных отверстий (6 – 9-го квалитетов), у которых он выполняется меньше:

t_к = (0,6¸0,8) t.

В этом случае размеры стружечных канавок (h, g, r, R) следует уменьшить пропорционально шагу (размеры округлить до ближайших кратных 0,5 мм).

Профиль стружечной канавки перед первым калибрующим зу­бом в любом случае такой же, как у режущих зубьев (так как пер­вый калибрующий зуб является резервом режущей части).

 

Расчет шлицевой протяжки

Заданием предусматривается проектирование комбинирован­ной шлицевой протяжки для обработки всех поверхностей шлицевого отверстия, внутреннего диаметра и шлицевых пазов. Такая протяжка состоит из двух частей: цилиндрической и шлицевой. Цилиндрическая часть предназначена для обработки шлицевого отверстия, а шлицевая – для обработки шлицев.

Расчет шлицевых протяжек следует выполнять в следующей последовательности.амР

1.Исходные данные

1) Выписать исходные данные в соответствии с заданием.

2) Расшифровать размеры шлицевого отверстия и проставить на все размеры предельные отклонения.

3) Изобразить профиль отверстия с указанием размеров и предельных отклонений. Предельные отклонения определить по таблицам ГОСТ 25347–82 (СТ СЭВ 144–75).

Пример. Комбинированная протяжка для об­работки шлицевого отверстия d – 8´36H7´40HI2´6D9. Длина детали L = 40 мм. Материал детали – сталь 35, s_в = 700 Н/мм².

Размеры шлицевого отверстия:

· внутренний диаметр (малый)  – d = 36Н7 = 36^+0,025;

· большой диаметр – D= 40Н12= 40^+0,25;

· ширина паза – b=6 D9 = ;

· число шлицев – n_ш = 8.

Профиль шлицевого отверстия приведен на рис. 1.5.

2. Расчет цилиндрической части протяжки

Последовательность расчета цилиндрической части шлицевой протяжки включает 18 шагов.

1)  Рассчитать диаметр отверстия в заготовке, подготовленной под протягивание, по формуле:

d₀ = d – A₀,

 где d – малый диаметр шлицевого отверстия, мм; А₀ – припуск на диаметр отверстия, срезаемый цилиндрической частью протяжки (см. табл. 1.1).

2) Выбрать величину подачи на зуб а (см. п.1.1.2).

3) Рассчитать шаг режущих зубьев t и максимальное число одновременно рабо­тающих зубьев Z_max (см. п.1.1.3).

4) Определить глубину стружечной канав­ки h (см. п.1.1.4).

5) Выбрать величину переднего угла g (см. п.1.1.5).

6) Выбрать величины задних углов a (см. п.1.1.6).

 

 

 

Рис. 1.5. Профиль шлицевого отверстия

 

7) Определить размеры профиля стружечных канавок (см. п.1.1.7).

8) Выбрать размеры хвостовика (см. п.1.1.8).

9) Определить силу резания (см.п.1.1.9).

Для круглых зубьев эмпирическая формула для определения силы резания имеет вид

P_к = C_p  a^x  pd Z_max  К_g  К_c  К_и.

10) Проверить протяжку на прочность по найденной силе резания   (см. п. 1.1.10).

11) Определить номинальный диаметр калибрующих зубьев d_k      (см. п. 1.1.11).

12) Назначить предельные отклонения на диаметр калибрующих зубьев (см. п. 1.1.12).

13) Определить количество калибрующих зубьев в зависимости от точности диаметра детали d (см. п. 1.1.13).

14) Составить таблицу диаметров зубьев (см. п. 1.1.14).

15) Определить шаг калибрующих зубьев t_k (см. п. 1.1.15).

16) Определить форму, размеры, количество и расположение стружкоделительных канавок (см. п.1.1.16).

17) Определить размер передней направляющей  (см. п.1.1.17).

18) Определить размеры направляющего конуса (см. п.1.1.18).

3. Расчет шлицевой части протяжки

Порядок расчета следующий:

1) Выбрать величину подачи на шлицевый зуб а_ш (см. п. 1.1.2).

2) Принять максимальное число одновременно работающих шлицевых зубьев Z_{max ш} исходя из следующих условий:

· при Z_max  = 3 Z_{max ш} = Z_max  = 3;

· при Z_max  > 3 Z_{max ш}  = Z_max  – 1.

3) Определить шаг режущих шлицевых зубьев:

 Величину шага режущих шлицевых зубьев округлить до величины, кратной 0,5 мм в большую сторону.

4) Определить глубину стружечной канавки h_ш (см. п.1.1.4).

5) Выбрать величину переднего угла g (см. п.1.1.5).

6) Выбрать величины задних углов a (см. п.1.1.6).

7) Определить размеры профиля стружечных канавок (см. п.1.1.7).

Шаг зуба, глубина и форма стружечной канавки перед первым шлицевым зубом выполняются такими же, как для остальных шлицевых режущих зубьев.

8) Определить силу резания (см. п.1.1.9).

Для шлицевых зубьев эмпирическая формула для определе­ния силы резания имеет вид

P_ш = C_p   b  n_ш  Z_{max ш} К_g  К_c  К_и,

где b – ширина шлица, мм; n_ш – число шлицев.

9) Проверить протяжку на прочность при нагружении ее силой Р_ш , если Р_ш > Р_к при работе цилиндрической части (см. п.1.1.10).

10) Определить номинальный диаметр калибрующих шлицевых зубьев d_кш (см. п. 1.1.11).

11) Назначить предельные отклонения на диаметр калибрующих шлицевых зубьев в соответствии с величиной допуска на диа­метр (см п. 1.1.12).

12) Определить количество калибрующих шлицевых зубьев Z_кш. в зависимости от точности диаметра детали D (см. п. 1.1.13).

13) Составить таблицу размеров зубьев (см. п. 1.1.14). Эта таблица является продолжением таблицы диаметров зубьев цилиндрической части (на чертеже протяжки выполняется единая таблица), поэтому обе таблицы должны иметь сквозную ну­мерацию зубьев, т.е. номера присваиваются всем зубьям, включая калибрующие, а первому шлицевому зубу присваивается номер, сле­дующий за номером последнего круглого калибрующего зуба.

При определении диаметров шлицевых зубьев следует иметь в виду, что диаметр первого режущего шлицевого зуба определяется по формуле

D_рш1 = d + 2а_ш,

где d – номинальный внутренний диаметр шлицевого отверстия, мм.

14) Определить шаг калибрующих шлицевых зубьев t_кш в зависимости от точности диаметра D (см. п. 1.1.15).

15) Определить профиль шлицевых зубьев в сечении, перпендикулярном оси протяжки (рис. 1.6).

 

Рис. 1.6. Профиль шлицевых зубьев

 

Номинальный размер ширины шлицевых выступов:

b_ш = b_max – d,

где b_max – наибольший предельный размер (ширина) шлицевого паза отверстия детали, мм; d – величина разбивки отверстия (d = 0,05 ¸ 0,01 мм).

Предельные отклонения: верхнее предельное отклонение принимается равным нулю, нижнее – выбирается в пределах от 1/4 до 1/3 величины допуска на размер b детали со знаком «минус».

Номинальный размер диаметра направляющих площадок:

d_н = d_min,

где d_min – наименьший предельный размер внутреннего диа­метра детали, мм (допуск по f9).

С целью снижения трения боковые поверхности шлицевых вы­ступов поднутрены под углом j₁ = (1 ¸ 2)° после ленточки шириной 0,8 – 1,0 мм (cм. pиc.1.5).У основания шлицевых выступов выполняются продольные ка­навки (см. рис.1.5).

16) Определить форму, размеры, количество и расположение стружкоделительных канавок (см. п.1.1.16). Количество стружкоделительных канавок и их расположение выбирается по табл.1.9 (рис.1.7).

 

 

Рис. 1.7. Стружкоделительные канавки:

а – исполнение 1; б – исполнение 2

Таблица 1.9

Количество и расположение стружкоделительных канавок

Ширина шлица, bш, мм	Испол­нение	Количество канавок
		Четный зуб	Нечетный зуб
Св. 6 до 10	I	1 1	1
св. 10 до 22	II	1	2

Примечание. При ширине шлица b_ш < 6 мм канавки не выполняются.

 

4.Определение размеров задней направляющей

Задняя направляющая у шлицевых протяжек выполняется цилиндрической формы. Номинальный диаметр задней направляющей определяется по формуле

d_зн =  d_min,

где d_min – наименьший предельный размер внутреннего диаметра шлицевого отверстия, мм. Допуск на диаметр задней направляющей принимается по f7.

Длина задней направляющей l_зн = 0,75 L (где L – длина протягиваемого шлицевого отверстии), но не менее 40 мм.

 

С одной и двумя плоскостями

 

Образование профиля отверстия с одной или двумя плоскостями производится по последовательной (генераторной) схеме сре­зания припуска, т.е. режущие кромки зубьев имеют форму дуг ок­ружностей, прерываемых одной или двумя лысками с размером S (рис.1.11).

Такую протяжку можно представить как цилиндри­ческую, профиль зубьев которой (в сечении, перпендикулярном оси) срезан одной или двумя лысками.

Порядок расчета протяжек для обработки отверстий с одной или двумя лысками следующий.

1. Исходные данные

Привести исходные данные в соответствии с заданием, изобразить отверстия детали с указанием всех размеров и предельных отклонений.

 

 

Рис. 1.11. Схема срезания припуска протяжкой с лысками:

а – с одной лыской; б – с двумя лысками

 

2. Определение диаметра отверстия в заготовке

Диаметр отверстия в заготовке, подготовленной под протягивание, рассчитывается по формулам:

· для протяжки с одной лыской:

d₀ = d – 2 (d – S) = 2S – d;

· для протяжки с двумя лысками:

d₀ = S,

где d – диаметр цилиндрической поверхности готового отверстия, мм; S – размер отверстия по плоскости, мм.

 

Примечание. При такой величине диаметра отверстия в заготовке на плоскости готового отверстия остаются следы предварительного круглого отверстия, что обычно допускается для отверстий тако­го типа.

 

3. Выбор величины  подачи на зуб (см. п.1.1.2).

4. Определение шага режущих зубьев (см. п.1.1.3).

5. Определение глубины стружечных канавок с учетом величины подачи на зуб на предпоследней ступени (см. п.1.1.4).

6. Выбор величины переднего угла g (см. п.1.1.5).

7. Выбор величин задних углов a (см. п.1.1.6).

8. Определение размеров профиля стружечных канавок (см. п. 1.1.7)

Номинальный размер S_n (рис 1.12) от оси до лыски протяжки определяется по формулам:

· для протяжек с одной лыской:

· для протяжек с двумя лысками:

S_n = S_max – d,

где S_max – наибольший предельный размер по лыскам отверстия, мм; d – величина разбивки отверстия (см. п.1.1.11).

 

 

Рис. 1.12. Размеры стружечных канавок:

а – с одной лыской; б – с двумя лысками

Предельные отклонения на размер S: верхнее предельное отклонение принимается равным нулю, нижнее – выбирается в пределах от 1/4 до 1/3 от разности допусков (T_s – T_d) со знаком «минус», где T_s и T_d, – допуски на размеры S и d отверстия детали соответственно.

С целью уменьшения трения на плоских сторонах зубьев выполняется задний угол 1°, который располагается позади ленточек шириной 0,8 мм (см. рис.1.12).

9. Выбор размеров хвостовика (см. п.1.1.8).

10. Определение силы резания (см. п.1.1.9)  

Сила резания при протягивании данными протяжками определяется так же, как для цилиндрической протяжки, т.е. по следующей эмпирической фор­муле:

P_ш = C_p  d₀  p Z_max   К_g  К_c  К_и.

11. Проверка протяжки на прочность по найденной силе резания (см. п.1.1.10).

12. Определение номинального диаметра калибрующих зубьев d_k (см. п. 1.1.11).

13. Назначение предельных отклонений на диаметр калибрующих зубьев (см. п.1.1.12).

14. Определение количества калибрующих зубьев Z_к (см. п.1.1.13).

15. Составление таблицы диаметров зубьев (см. п. 1.1.14).

16. Определение шага калибрующих зубьев t_k (см. п. 1.1.15).

17. Определение формы, размеров и расположения стружкоделительных канавок (см. п.1.1.16).

18. Определение размера передней направляющей (см. п. 1.1.17).

19. Определение размеров направляющего конуса (см. п. 1.1.18).

20. Определение размеров задней направляющей

Задняя направляющая имеет профиль отверстия в детали (рис. 1.13).

 

Рис. 1.13. Профиль поперечного сечения задней направляющей протяжки:

а – с одной лыской: б – с двумя лысками

 

Размер S_n выбирается таким же, как на рабочей части. Но­минальный диаметр d_зн = d. Допуск на диаметр d_зн принимается по f7. Длина задней направляю­щей l_зн = 0,75L , но не менее 40 мм.

 

Расчет шпоночной протяжки

Заданием предусматривается проектирование плоской шпоночной протяжки, предназначенной для обработки шпоночного па­за в готовом круглом отверстии (с помощью направляющей оправки).

На рис.1.16 изображено положение шпоночной протяжки 1 относительно обрабатываемой детали 2 и направляющей оправки 3 во время обработки. Хвостовик протяжки закреплен в патроне протяжного станка, а направляющая оправка своим буртиком упи­рается в торец опорного кольца. Порядок расчета протяжки для обработки отверстия с двумя шпонками следующий.

1. Исходные данные

Привести исходные данные в соответствии с заданием, изобразить отверстия детали с указанием всех размеров и предельных отклонений.

 

Рис. 1.16. Обработка паза шпоночной протяжкой:

1 – шпоночная протяжка; 2 – обрабатываемая деталь; 3 – направляющая оправка

2. Выбор величины подачи на зуб (см. п.1.1.2).

3. Расчет шага режущих зубьев и макси­мального числа одновременно работающих зубьев (см. п.1.1.3).

4. Расчет глубины стружечных канавок

У шпоночных протяжек с целью увеличения возможного числа переточек канав­ки делают более глубокими: h = 0,5 t.

Вычисленную величину h  следует округлить кратно 0,5 мм и проверить по условию размещения стружки в канавке:

h ³ 1,13 ,

где k – коэффициент заполнения стружечных канавок (см. табл. 1.3.).

 5. Выбор величины переднего и заднего углов

Передний угол зуба шпоночной протяжки g (см. п.1.1.5). Задние углы у всех зубьев обычно выбираются равными a = 4°.  

6. Определение остальных размеров профиля зубьев и стружеч­ных канавок

Для шпоночных протяжек рекомендуется выполнять стружечные канавки с прямолинейной спинкой зуба (см. рис.1.1, а). Размеры g, r, R  выбираются в соответствии с п.1.1.7.

8. Выбор размеров хвостовика

Хвостовики шпоночных протяжек изготавливаются по ГОСТ 4043–70 (прил. 6). Для обработки пазов шириной b до 10 мм делают протяжки с утолщенным телом (исполнение хвостовика I), для обработки пазов шириной b свыше 10 мм применяют протяжки с тонким телом (исполнение хвостовика II).

В обоих случаях из ряда типоразмеров выбирается хвостовик,  размер b₁ которого равен номинальному размеру b шпоноч­ного паза.

Для хвостовиков исполнения I размер Н₀ (высота утолщен­ной части) ГОСТом не устанавливается. Его определяют по формуле

Н₀ = H – I,25h,

 где h – глубина стружечных канавок, мм.

Величина Н₀ должна быть кратной 0,5.

При выполнении чертежа шпоночной протяжки следует иметь в виду, что выбранное сечение хвостовика сохраняется на всей длине протяж­ки.

9. Определение силы резания (см. п.1.1.9)  

Сила резания при протягивании данными протяжками определяется по следующей эмпирической фор­муле:

P_ш = C_p  b Z_max   К_g  К_c  К_и.

10. Проверка протяжки на прочность по найденной силе резания (см. п.1.1.10)

 Опасным сечением является сечение по канавкам хвостовика, площадь которого указана в таблицах прил. 6.            

11. Определение суммарного припуска под протягивание

A _max=S _max – 0,5d _min – 0,5 ,

где S _max и d _min  – соответственно наибольшее и наименьшее зна­чения размеров S  и d отверстия в детали (рис. 1.17).

12. Определение высоты калибрующих зубьев

Высота калибрующих зубьев рассчитывается по формуле

Н_к = Н + А_max,

где Н – высота сечения хвостовика, мм.

13. Определение шага калибрующих зубьев

Шаг калибрующих зубьев у шпоночных про­тяжек равен шагу режущих зубьев. Последний калибрующий зуб выполняется удлиненным (см. рис.1.17):  t ¢ = 1,5 t.

14.  Определение количества калибрующих зубьев

Количество калибрующих зубьев у шпоночных протяжек принимается  Z_k =  4.

 

 

 

Рис. 1.17. Параметры калибрующих зубьев:

t – шаг режущих зубьев; t_к – шаг калибрующих зубьев; t¢ – длина последнего калибрующего зуба; H_к – высота последнего калибрующего зуба; Н_i – высота режущих зубьев; А – глубина шпоночного паза; b – ширина шпоночного паза;       d – диаметр оправки; S – размер шпоночного паза

 

15. Составление таблицы диаметров зубьев

При составлении таблицы определяются номинальные размеры H_i режущих зубьев, количество режущих зубьев и общее количество зубьев. Таблицу следует заполнить до начала выполнения чертежа. Размер первого зуба Н₁ = Н, (высоте сечения хвостовика). Размер каждого последующего зуба определяется путем увеличения размера предыдущего зуба на величину а. Таким образом, размер i -го зуба можно вычислить по формуле

H_i  = Н + (i – 1) a.

Размер последнего режущего зуба должен быть равен размеру калибрующих зубьев Н_к. Для этого зуба допускается уменьшенная величина подачи а.

В таблице размеров зубьев шпоночной протяжки можно не ука­зывать:

а) величину задних углов (они у всех зубьев одинаковы, поэтому указываются на чертеже);

б) предельные отклонения на размеры зубьев (их следует обозначить по посадке h7 для всех зубьев и отметить это на чертеже).

16. Определение номинального значения ширины зубьев протяж­ки

Номинальное значение ширины зубьев протяж­ки рассчитывается по формуле

b_п = b_max – d,

где b_max – наибольший предельный размер (ширина) шпоночного паза детали, мм; d – ве­личина разбивки (d = 0,005 ¸ 0,01 мм).

Предельные отклоне­ния на размер b_п:  верхнее предельное отклонение равно нулю, а нижнее – выбирается в пределах от 1/3 до 1/4 от вели­чины допуска на размер  b детали со знаком «минус».

17. Определение формы, размеров, количества и расположения стружкоделительных канавок (см. п. 1.1.16)

Количество канавок и их расположение выбирается так же, как и для шлицевых зубьев протяжки.

19. Определение остальных размеров протяжки

У протяжек с утолщенным телом с целью снижения трения на боковых сторонах зубьев делают поднутрения с углом j₁ = 1 ¸ 2°, которые располагаются после ленточек шири­ной 0,8 мм (рис. 1.17).

У протяжек с тонким телом с целью снижения трения на бо­ковых сторонах делают выемки глубиной 0,1^+0,1 мм, шириной t₀  =  t – g  (см. рис.1.18).

 

 

 

Рис. 1.18. Параметры зубьев шпоночной протяжки:

h – высота зуба протяжки; g – толщина зуба протяжки; t – шаг зубьев протяжки; b_n – ширина зубьев протяжки; H_i – расстояние от опорной плоскости до режущей кромки зуба протяжки; f – длина стружечной канавки протяжки

 

Расстояние до опорной плоскости протяжки  S₀ = Н – 1,5 h.

 

Общие сведения

 

Метчик-протяжка позволяет нарезать внутреннюю сквозную резьбу любого профиля с любым числом заходов за один проход. Производительность труда при работе этим инструментом в не­сколько раз выше, чем при нарезании резьбы токарным резьбовым резцом.

Основные особенности конструкции:

1) хвостовик расположен перед режущей частью;

2) длинная режущая часть (обычно в несколько раз длиннее резьбы детали);

3) наличие передней и задней направляющих;

4) конструкция хвостовика позволяет фиксировать инструмент в осевом направлении.

Нарезание резьбы метчиком-протяжкой производится чаще всего на обычном токарно-винторезном станке  (рис.2.1).

 

Рис. 2.1. Схема работы метчика-протяжки:

1– заготовка; 2 – метчик-протяжка; 3 – державка; 4 – резцедержатель; 5 – патрон

Обрабатываемую заготовку 1, расточенную по внутреннему диаметру, надевают на хвостовик метчика-протяжки 2. Хвосто­вик вставляют в отверстие державки 3 и закрепляют в резцедержателе  4 станка, например, эксцентриковым зажимом (который показан на схеме) либо клином. Ось отверс­тия державки при  этом совпадает с линией центров  станка. Далее продольным  перемещением  суппортов  метчик-протяжку с надетой на него деталью  вводят между  раскрытыми кулачками патрона 5, и де­таль закрепляют в патроне. Левая часть метчика-протяжки  при этом размещается в отверстии шпинделя станка. Ходовой механизм станка настраивают на шаг нарезаемой резьбы, вводят маточную гайку станка в зацепление  с ходовым винтом, после чего включают  вращение  шпинделя (при нарезании правой резьбы – обратное направление вращения). Вращением заготовки в  сочетании с продольным перемещением метчика-протяжки  обеспечивают нарезание заданной резьбы.

Основной особенностью работы  метчика-протяжки является наличие принудительной подачи с заданным шагом при нарезании. Конструкция метчика-протяжки приведена на рис. 2.2. Рабочую часть можно представить как винт с прорезанными стружечными канавками (обычно винтовыми, с углом наклона w), резьба которого срезана по вершинам по конической  поверхности  с углом конуса на сторону j.  Для образования задних  углов зубья (перья) на всей длине метчика-протяжки  затылованы  по профилю резьбы (т.е. по среднему и внутреннему диаметрам) на величину К_п, а также затылованы  по вершинам  профиля на величину K_в.

Передняя направляющая  часть конструктивно совмещена с хвостовиком протяжки  длиной  l₃ диаметром d₀. Задняя направляющая  часть длиной l₀  выполняется гладкой цилиндрической формы с диаметром d₀ , равным диаметру хвостовика.

 

 

Рис. 2.2. Конструкция метчика-протяжки

Такой метчик срезает припуск по генераторной (последова­тельной) схеме (рис.2.3), т.е. каждый зуб метчика-протяжки срезает свой слой толщиной а и шириной b_i (равной ширине впадины резьбы).

 

 

 

Рис. 2.3. Схема срезания припуска метчиком-протяжкой

 

Это обеспечивается превышением каждого последующего зуба над предыдущим вследствие наклона режущих кромок  под  углом j к оси метчика-протяжки.

 

Расчет метчика-протяжки

 

Порядок расчета метчика-протяжки следующий.

1. Исходные данные

Необходимо привести все  исходные данные в соответствии с заданием, изобразить профиль резьбы обрабатываемой детали со всеми размерами и предельными отклонениями (прил. 8 и 9).

Для определения номинальных  размеров резьбы и предельных  отклонений следует пользоваться справочными данными.

2. Выбор числа перьев

Для всех размеров метчиков-протяжек, предусмотренных  заданием, можно принимать число перь­ев n = 4, что обеспечивает их достаточную прочность, вместимость стружечных канавок, технологичность конструкции  метчика-протяжки  (простоту контроля размеров резьбы).

3. Определение максимального числа зубьев, одновременно участвующих в работе

Максимальное число зубьев, одновременно участвующих в работе, рассчитывается по формуле

,

где L – длина протягиваемого отверстия, мм; P – шаг нарезаемой резьбы, мм.

Величина Z_max округляется до 0,1.

4. Определение максимальной ширины среза

Максимальная ширина среза b_max  представляет собой максимальную длину режущей  кромки в начале режущей части (рис.2.4).

Так как угол j мал, то b_max » b_max¢ , где b_max¢  – максимальная длина режущей кромки зуба в сечении, параллельном оси метчика-протяжки.

Для трапецеидальной резьбы максимальная ширина среза рассчитывается по формуле

где Р – шаг, измеряемый по среднему диаметру резьбы, мм.

 

 

Рис. 2.4. Профиль нарезаемой резьбы

 

Для метрической резьбы максимальная ширина среза вычисляется по формуле

5. Расчет диаметральных размеров конструктивных элементов метчика-протяжки

1) Диаметр хвостовика и  задней направляющей:

d₀ = D₁,

(предельное отклонение по f7 (см. рис. 2.2)).

2) Диаметр по вершинам  зубьев в начале режущей части:

d_р = D₁,

(предельное отклонение по Н10 (см. рис. 2.2)).

3) Диаметр по вершинам зубьев  калибрующей части:

d = D + 0,05 P,

(предельное отклонение по h9 (см. рис. 2.2).

 

Примечание. Следует отметить, что традиционное название «калибрующая часть» не отражает назначения этого элемента метчика-протяжки. На самом деле эта часть с зубьями одинаковой высоты служит запасом на переточку.

 

4) Внутренний диаметр резьбы:

d₁=D₁ – 0,05 Р.

5) Средний диаметр резьбы:

d₂ =D₂ + 0,75 _D2,

где T_D2 – допуск на размер D₂, мм.

Верхнее предельное отклонение среднего диаметра резьбы равно нулю, а нижнее предельное отклонение определяется как 0,25T_D2, со знаком «минус». Средний диаметр контролируетcя на конце калибрующей час­ти, а на остальной  длине метчика-протяжки  выполняется с обратной конусностью (0,02 ¸ 0,03) мм на длине 100 мм (уменьшается от хвостовика  к задней направляющей).

 

6) Диаметр канавок:

d₃  = d₀ – 0,5.

6. Определение размеров поперечного сечения метчика-протяжки по стружечным канавкам

Размеры поперечного сечения метчика-протяж­ки по стружечным канавкам (см. рис.2.2) принимаются равными: е = 0,09 d₀ (при этом передний угол g = 10°), с = 0,2 d₀, r = 0,15 d₀. Вычисленные значения е, с, r следует округлить до величин, кратных 0,5 мм.

7. Определение полярного момента сопротивления кручению опасного сечения метчика-протяжки

Опасным является сечение по канавке диаметром d₃ между хвостовиком и режущей частью. Полярный момент сопротивления  кручению этого сечения можно вычислить  по приближенной  формуле

где с – расстояние от спинки пера до оси метчика-протяжки, мм.

8. Выбор величины подачи на зуб

Предварительно величину подачи можно принять так же, как для шлицевой протяжки (см. табл. 1.2). Для этого из указанных в таблице интервалов  следует выбрать минимальную величину. В дальнейшем, в случае несоблюдения условий прочности метчика-протяжки, величину а необходимо уменьшить.

9. Определение крутящего момента сил резания

Крутящий момент сил резания рассчитывают по эмпирической формуле

[Н´мм],

где C_p, x, К_g, К_и, К_с выбираются в соответствии с п. 1.1.9.

 

10. Проверка метчика-протяжки на прочность

Проверка метчика протяжки на прочность при кручении осуществляется по условию:              

,

где [t_к] – допускаемые касательные напряжения.  При изготовлении  метчика-протяжки из быстрорежущей стали следует принимать [t_к]= 210 Н/мм².                            

При несоблюдении условия прочности нужно повторить расчет  (пп. 8, 9, 10), уменьшив при этом величину подачи а.

11. Определение размеров хвостовика

Длину хвостовика и размеры выкружки на хвостовике (см. рис. 2.2) определяют в соответствии с диаметром хвостовика d₀ и длиной резьбы детали L (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Размеры хвостовика, мм

Диаметр хвостовика, d0	Глубина выкружки, g  (предельное отклонение по Н8)	Радиус выкружки, R (предельное отклонение по Н8)	Длина крепежной части, l4	Длина хвостовика, l3
Св. 20 до 25	d0 – 3	20	35	L + 60
Св. 25 до 30	d0 – 3,5
Св. 30 до 35	d0 – 4
Св. 35 до 40	d0 – 5	25	40	L + 80
Св. 40 до 45	d0 – 6
Св. 45 до 50	d0 – 7
Св. 50 до 55	d0 – 8	30	45	L + 100
Св. 55 до 60	d0 – 9

 

 

12. Определение угла заборного конуса j

Обычно угол j выполняет­ся не более 1°¸1°30', по­этому в случае метрической резьбы его следует уменьшить до 1°, в случае трапецеидальной  резьбы – до 1° 30' (рис. 2.5).

13. Определение размеров вдоль оси метчика-протяжки

1) Длина режущей части метчика протяжки  (размер для справок):

2) Длина рабочей части метчика-протяжки (размер расчетный, на чертеже не проставляется):

l₂ = l₁ + (4 ¸ 7) P.

3) Расстояние от торца хвостовика метчика-протяжки до начала стружечных канавок:          

4) Длина задней направляющей метчика-протяжки:

l₆ =  (5 ¸ 8)P.

5) Ширина канавок метчика-протяжки:

l₇ =  (1,5 ¸ 2)P.

6) Общая длина метчика-протяжки:

l₈ = l₂  + l₅ + l₆.

 

 

Рис. 2.5. Определение угла заборного конуса

14. Определение величины затылования

1) Величина затылования по профилю резьбы (по среднему и внутреннему диаметрам) принимается в пределах

К_п = (0,1 ¸ 0,2) мм.

2) Величина затылования по вершинам зубьев

,

где  a – задний угол по вершинам зубьев, град.

Из указанного интервала значений К_в нужно выбрать величину, кратную  0,5 мм.

15. Определение угла наклона витков резьбы

Угол наклона витков резьбы t на среднем диаметре резьбы вычисляется (с точностью до одной секунды) по формуле

.

16. Определение шага и угла подъема винтовых стру­жечных канавок

Для метчика-протяжки нужно принимать w = t, тогда шаг винтовых стружечных канавок Р_ск будет составлять

Вычисленную величину Р_ск необходимо округлить до значения, крат­ного 6 мм, после чего уточнить угол w с точностью до одной секунды по формуле

.

На чертеже  угол w указывается как справочный размер, а шаг стружечных канавок Р_ск – как основной размер (в технических требованиях).

Направление винтовых стружечных канавок выбирается противоположным направлению резьбы.

17. Определение угла профиля резьбы метчика-протяжки

Угол профиля резьбы метчика-протяжки назначается:

· для нарезания трапецеидальной резьбы:

b = 15° ± 2¢,

· для нарезания метрической резьбы:

b = 30° ± 2¢.

18. Назначение предельных отклонений шага резьбы метчика

Предельные отклонения шага резьбы метчика: верхнее предельное отклонение +0,005 мм, нижнее предельное отклонение – минус 0,005 мм.

 

Общие сведения

 

Червячная шлицевая фреза обрабатывает боковые стороны фаски на вершинах шлицев и цилиндрическую поверхность меньшего диаметра шлицевого вала методом центроидного огибания (обкатки).

Фреза совершает главное вращательное движение с угловой скоростью n_фр. Зубья фрезы расположены по винтовой линии, поэтому в процессе вращения фрезы, ее профиль смещается на величину шага за один оборот (в приведенном на рис.3.1 примере профиль смещается вправо). Это поступательное смещение профиля можно рассматривать как одну из составляющих относительного движения обкатки. Другая составляющая движения обкатки – вращение заготовки шлицевого вала с угловой скоростью n_заг.

Соотношение угловых скоростей фрезы и заготовки обеспечивается настройкой кинематических цепей станка (зубофрезерного или шлице- фрезерного) таким образом, чтобы начальная окружность заготовки катилась без проскальзывания по начальной прямой профиля фрезы.

Основной задачей при проектировании червячной шлицевой фрезы является профилирование, т.е. определение таких размеров профиля фрезы в нормальном сечении, которые при обкатке обеспечат заданные размеры шлицевого вала. Профилирование будет достаточно точным, если определить размеры профиля рейки, которая находится в правильном плоском зацеплении со шлицевым валом, и принять этот профиль в качестве профиля зубьев в нормальном сечении фрезы.

 

 

 

Рис. 3.1. Схема резания червячной шлицевой фрезы:

n_заг – вращение заготовки; n_фр – вращение фрезы

 

 

Рис. 3.2. Схема нарезания шлицев червячной шлицевой фрезой

Правильное плоское зацепление характеризуется следующими обязательными условиями:

1) в точках контакта сопряженные профили детали и инструмента должны иметь общую нормаль;

2) эта нормаль должна проходить через неподвижную точку начальной окружности заготовки и начальной прямой инструмента;

3) в любых положениях изделия нормаль должна пересекать (или касаться) начальную окружность.

Наиболее точным методом профилирования червячной фрезы является аналитический метод, сущность которого состоит в составлении уравнений кривой, ограничивающей про­филь сбоку. По таким уравнениям можно найти координаты не­скольких точек профиля. На практике обычно находят координа­ты трех точек профиля, далее определяют радиус и координаты центра окружности, проходящей через эти три точки. Дугу этой окружности и принимают в качестве кривой, ограничивающей про­филь сбоку. Такая замена сложной кривой профиля дугой окруж­ности упрощает изготовление и контроль профиля фрезы и в то же время обеспечивает достаточную точность профиля при обработке шлицевых валов с высотой шлица до 3,5 мм.

В положении, изображенном на рис.3.2, на­чальная прямая профи­ля катится по началь­ной окружности радиуса обрабатываемого шлицевого вала.

Аналитические уравнения профиля зуба фрезы выражаются в си­стеме координат ХОY. Для осуществления расчета совместим эту систему координат с начальной прямой фрезы (см.рис. 3.2).

Ось абсцисс на­правлена по начальной прямой, начало координат находится в точке пересечения профиля зуба фрезы с начальной прямой, ось ординат направлена в сторону центра детали.

 

 

 

Рис. 3.3. Схема профиля фрезы

 

В начальном положении I точка начала координат 0 совпада­ет с полюсом Р. При повороте изделия, например, против часовой стрелки в положение II на произвольный угол j начало координат вместе с начальной прямой фрезы передвинется влево на величину ОР.

Так как отрезок ОР катился по дуге SP без скольжения, то

ОР = È SP = R_нj 

(j в радианах).

В положении II профиль изделия будет профилироваться фрезой в точке С, которая получена путем опускания перпенди­куляра из полюса зацепления Р на прямую профиля изделия.

Вычислим координаты точки С:

1) абсцисса:

Х = OP – NP = R_н j – PC cos (g + j),

где g – угол профиля шлица;

2) ордината

Y = CN = PC sin (g + j).

Определим расстояние РС

Из треугольника О₁КР:

КР = R_н  sin (g + j);

O₁L = KC.

Из треугольника О₁LS:

O₁L = R_н sin g.

Следовательно,

 PC = R_н sin (g + j) – R_н sin g = R_н [sin (g + j) – sin g].

После подстановки величины РС в формулы для определения X и У получим уравнения:

 Х = R_н {j – [sin (g + j) – sin g] cos (g + j)},                  (3.1)

                Y = R_н {[sin (g + j) – sin g] cos (g + j)}.                              

Считая Y заданным и решая уравнение для ординаты Y относительно sin (g + j), получим:

                                                    (3.2)

Формулы (3.1) и (3.2) и есть расчетные формулы для профилирования зуба фрезы.

Для замены теоретической кривой профиля дугой окружности на теоретической кривой выбирают три точки и определяют радиус и координаты центра окружности, проходящей через эти три точки. Для выбора точек задаются координатой Y начальной точки (рис.3.4).

 

 

 

Рис. 3.4. Схема к определению координат центра

заменяющей окружности и ее радиуса

 

Одну точку (А₀) выбирают на начальной прямой (Y = 0); вторую точку (А₁) – примерно на середине профиля (Y₁ = 0,45h, где h – высота профиля фре­зы); третью точку (А₂) – около вершины профиля (Y₂ = 0,9h).Абсцисса точки А₀ рав­на 0. Абсциссы Х₁ и Х₂ точек А₁ и А₂ вычисляются по формулам (1) и (2). Зная координаты трех точек, лежащих на окружности, можно рассчитать координаты X₀ и Y₀ центра этой окружности и ее радиус r₀ по формулам аналитической геометрии.

 

Общие сведения

На практике наиболее часто применяются призматический (рис.4.1, а) и круглый (рис. 4.1, б) фасонные резцы с базой крепления (отверстие или «ласточкин хвост»), расположенной параллельно оси детали.

 

Рис. 4.1. Фасонные резцы:

а – призматический; б – круглый

 

Призматический резец имеет фасонный профиль на всей высоте. Для создания задних углов резец устанавливается наклонно под углом a₀. Передний угол g₀ обычно положительный, для чего переднюю поверхность резца выполняют с углом скоса å₀ = a₀ + g₀, град.

 

 Круглый фасонный резец имеет наружную фасонную поверхность вращения и вырез, образующий переднюю поверхность и режущую кромку. Для создания заднего угла a₀ резец устанавливают так, чтобы его ось была выше оси детали на величину h_p . Для создания положительного переднего угла g₀ переднюю поверхность выполняют под углом å₀ к радиусу резца, проведенному к наиболее выступающей точке режущей кромки. Величина угла å₀ для круглых фасонных резцов определяется по той же формуле, что и величина этого угла для призматических фасонных резцов.

Для изготовления таких резцов размеры профиля удобно контролировать в нормальном сечении профиля, поэтому на чер­тежах резцов следует задавать размеры именно этого сечения. Однако из-за наличия положительных заднего и переднего углов профиль детали, обработанной фасонным резцом, отличается от профиля нормального сечения резца. Поэтому основной задачей при проектировании фасонного резца является профилирование, т.е. определение таких размеров профиля резца в нормальном сечении, при которых обрабатываемая деталь будет получаться с заданными чертежом размерами.

 

Расчет фасонных резцов

Заданием предусмотрено проектирование призматического или круглого фасонного резца с базой крепления, расположенной параллельно оси дуги. Расчет таких резцов выполняется в следующей последовательности.

1. Исходные данные

Привести все исходные данные в соответствии с заданием, изобразить обрабатываемую деталь в масштабе со всеми размерами и предельными отклонениями.

2. Выполнение расчетной схемы

 На отдельном листе пояснительной записки следует выполнить расчетную схему для определения размеров профиля резца (см. пример расчета в разд.4.4), для чего:

1) в верхней части листа начертить в увеличенном масштабе профиль обрабатываемой детали (одну образующую профиля);

2) обозначить все точки профиля, положение которых задано размерами чертежа (узловые точки). Цифрой «0» следует обозначить точку, наиболее близкую к оси детали, а остальные точки обозначить цифрами в порядке возрастания диаметров. Причем, если несколько точек лежат на одном расстоянии от оси, удобно в их обозначении использовать лишь одну цифру (например, 1, 1¢, 1¢¢). Точки окончания фасок на торцах детали обозначать не нужно;

3) проставить для каждой точки расчетные размеры вдоль оси, которые следует определять как среднее арифметическое между наибольшим и наименьшим предельными значениями соответствующих размеров детали (все размеры проставить от одного базового торца, обычно правого);

4) проставить для каждой i-й точки (или нескольких точек, лежащих на одном расстоянии от оси) расчетные радиусы r_i, равные половинам соответствующих расчетных диаметров:

где d_imax и d_imin – соответственно наибольший и наименьший предельные диаметры i-й точки, мм;

5) при наличии на профиле детали участка, заданного радиусом (сферическая или торовая поверхность), необходимо вычислить размер вдоль оси от центра радиусного участка до точки окончания радиусного участка. Из двух точек следует выбрать ту, для которой определяемый размер больше (рис. 4.2).

 

 

Рис. 4.2. Участки детали со сферической поверхностью:

а – с внутренним радиусом; б – с наружным радиусом

 

На рис. 4.2 точка i – точка профиля, лежащая в одном сечении с центром радиуса, а точка j – точка окончания радиусного участка (более удаленная от точки i); r_i и r_j – расчетные радиусы точек i и j; R – расчетная величина радиуса, равная среднему арифметическому между наибольшим и наименьшим допустимыми значениями.

Тогда искомый размер l_ij (из заштрихованных треугольников)  можно определить по формуле

Вычисленные размеры l_ij и R следует проставить в рас­четной схеме;

6) в нижней части листа начертить профиль фасонной поверхности резца. Этот профиль следует изобразить как копию фасонной образующей детали (в проекционной связи с последней);

7) оформить правую часть профиля резца (рис. 4.3). Наклонная режущая кромка, обрабатывающая фаску, должна выходить за пределы торца детали на величину S₁ = 1 мм, а заканчивается резец упрочняющей частью шириной S₂ = 2 ¸ 3 мм (рис.4.3, а). При отсутствии фаски на правом торце S₁ = 0 (рис. 4.4, б);

 

Рис. 4.3. Профиль фасонного резца:

а – с упрочняющей фаской; б – при отсутствии упрочняющей фаски

 

з) оформить левую часть профиля резца (см. рис.4.4а) Слева резец заканчивается выступающей режущей кромкой шириной S₄ = 2 ¸ 3 мм, предназначенной для надрезания детали. Величина перекрытия наклонной кромки для обработки фаски S₃ = 1 мм. Размер S₅ кромки с наклоном 22° определяется графически на схеме (кратно 1 мм) так, чтобы крайняя точка М была на 2 ¸ 4 мм глубже самой глубокой точки профиля А;

9) определить и проставить на схеме общую ширину резца (см. рис.4.3). Общая ширина резца рассчитывается по формуле

L_р = l_д + S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅,

где l_д – номинальная длина детали, мм;

10) обозначить точки профиля резца так же, как и соответствующие точки профиля детали;

11) проставить размеры от базовой стороны резца до точек профиля вдоль оси детали. Если на детали такие размеры про­ставлены от правого торца, то на резце их следует также про­ставлять от правой стороны резца. В этом случае размеры рез­ца больше соответствующих расчетных размеров детали на вели­чину S₁ + S₂.

3. Определение основных размеров резца

Размеры призматических фасонных резцов (рис. 4.4) определяются в зависимости от ширины резца L_р  (табл.4.1).

Размеры круглых фасонных резцов (рис. 4.5 выбираются в зависимос­ти от максимальной глубины профиля резца Т_max (табл.4.2).

Максимальную глубину профиля Т_max на данном этапе расчета можно приблизительно определить из расчетной схемы.

4. Выбор величины переднего угла g ₀ в наиболее выступающей точке режущей кромки

Угол g₀ в наиболее выступающей точке режущей кромки выбирается в зависимости от материала детали (табл.4.3). Общепринятым является выбор величины угла g₀ из стандартного ряда: 5, 6, 10, 12, 15, 20, 25°.

Выбранный угол g₀ проверяют по условию:

где r_max – наибольший обрабатываемый радиус детали, мм; Т_max – наибольшая глубина профиля резца, мм.

При несоблюдении данного условия нужно выбрать меньшую величину угла g₀.

 

 

Таблица 4.1

 

Размеры призматических фасонных резцов, мм

 

Lр	С не менее	B	a	h	e	Длина резца, А
До 30	10	15,4	23	7,5	10	75
Св. 30 до 45	12	24,4	39	14	15	60
Св.45 до 60	16	31,4	46	14	20	85
Св. 60 до 60	20	41,4	56	14	25	95
Св. 80 до 100	25	54,4	72	17	30	105

 

Примечание. Предельные отклонения размеров b по h9, h по h9.

 

 

Таблица 4.2

Размеры круглых фасонных резцов, мм

 

Тmax	D	d	d1	b	r	D1±0,1	d2
До 6	50	12	13	D – Тmax – 3	1	26	5
Св. 6 до 8	60	16	17		2	34	5
Св. 8 до 11	75	22	23	D – Тmax – 4	2	42	5
Св. 11 до 14	90	22			2	45	6
Св.14 до 18	100	27	28	D – Тmax – 5	2	52	8
Св. 18 до 25	120	–	–		3	55	8

 

Примечания.

1. Предельные отклонения размеров D по h7, d по h6, d₂ по H9.

2. Размер а определить по формуле  (округлить до целого)

 

 

 

Рис. 4.4 Основные размеры призматических фасонных резцов:

L_p – ширина резца (длина режущей кромки); b – ширина перемычки; h – высота присоединительного элемента типа «ласточкин хвост»; а – ширина основания присоединительного элемента; l – ширина канавки; с – толщина тела резца;        A – общая высота резца; S₀ – угол наклона передней поверхности

 

 

Рис. 4.5 Основные размеры круглых фасонных резцов:

Т_max – максимальная глубина профиля; L_p – ширина резца (длина режущей кромки); d – диаметр посадочного отверстия; a – ширина посадочной поверхности;    d₁ – диаметр расточки; D₁ –  диаметр резца; b – размер; r – переходный радиус; D_o – диаметр центров отверстий.

Таблица 4.3

Величина переднего угла g₀

Материал детали		g0, град
Марка	sв, Н/мм2
Медь, алюминий	–	20 – 25
Сталь	До 500	20 – 25
	Св. 500 до 800	15 – 20
	Св. 800	10 – 15
Бронза, латунь	–	5
Чугун	–	8 – 12

 

5. Выбор величины заднего угла a ₀ в наиболее выступающей точке режущей кромки

Угол a₀ в наиболее выступающей точке режущей кромки в большинстве случаев принимается 8° либо 10°. После определения величины a₀  необходимо проверить величины боковых задних углов в нормальном сечении режущей кромки a_N, которые должны быть не менее 3°.

Угол a_N можно определить по формулам:

· для призма­тического фасонного резца:

tg a_iN » tg a₀ ^· sin j_i;

· для круглого фасонного резца:

,

где T_i – глубина про­филя круглого резца в точке i (на данном этапе расчета ее мо­жно определить измерением на расчетной схеме с учетом масшта­ба), мм; j_i – угол между касательной к профилю в данной точке и направлением подачи, которая перпендикулярна оси детали (рис. 4.6).

 

 

 

Рис. 4.6. Схема к определению угла j_i

 

Из формул видно, что чем меньше угол j в данной точке, тем меньше угол a_N. Поэтому на расчетной схе­ме следует найти точку профиля, где угол j минимальный, определить величину угла j_min в этой точке (можно измерением) и по одной из приведенных выше формул вычислить ве­личину угла a_N. Если величина угла a_Nmin < 3°, то ее нужно увеличить путем увеличения угла a₀ (но не более 15°).

6. Определение угла скоса передней поверхности

 Угол скоса передней поверхности (см. рис. 4.4, 4.5) круглого и призматического фасонных резцов рассчитывается по формуле

å₀ = a₀ + g₀.

Для круглого резца величина h_p превышения оси резца над осью детали вычисляется по формуле

7. Коррекционный расчет профиля резца

Коррекционный расчет профиля заключается в определении величин Т_i глубины профиля в нормальном сечении для каждой узловой точки профиля. Нормальная секущая плоскость у призма­тического резца перпендикулярна образующим призмы; у круглого – проходит через ось резца.

На чертеже резца размеры Т_i задаются как расстояния по перпендикуляру к базе крапления от наивысшей (наиболее удаленной от базы крепления) точки профиля до остальных узловых точек профиля (рис.4.7).

Для определения величины Т_i рассмотрим схемы об­работки призматическим резцом участка профиля детали с точками i и 0 (радиусы соответст­венно r_i и r₀).

Для призматического фасонного резца (рис.4.8) величи­на Т_i определяется в зависимости от заданных размеров r₀ и r_i детали и от выбранных параметров a₀, g₀, å₀ резца.

 

 

Рис. 4.7 Определение глубин профиля

 

 

 

 

Рис. 4.8. Схема к определению величины Т_i

призматического фасонного резца

 

Рассмотрим треугольник ОМО_д .                                                      

Из треугольника ОМО_д :

Ао = r₀ · sin g₀ .                                                  (4.1)

Из треугольника iМО_д:

.                                                (4.2)

Из треугольника iКО_д:

 B_i = r_i · cos (g₀ – g_i),                                      (4.3)   

 y_i = B_i – r₀.                                                                                   (4.4)   

 

 

Из треугольника iКО:

.                                                     (4.5)   

Из треугольника iОР:

Т_i = t_i cos å₀ .                                                (4.6)  

 

Совместив формулы (4.3) – (4.6) и исключив промежуточные ве­личины B_i,  y_i, t_I, а также введя новую промежуточную величину , получим удобный для использования алгоритм вычисления Т_i для призматического фасонного резца:

 

Ао = r₀ sin g₀,                                                         (4.7)

,                                                             (4.8)

,                                                         (4.9)

Т_i = [r_i cos (g₀ – g_i) – r₀] К.                                      (4.10)

 

Расчеты по формулам (4.7) и (4.8) выполняются один раз для всех точек резца, а по формулам (4.9) и (4.10) – для каждого значения r_i всех узловых точек.

Найденные значения Т_i следует свести в таблицу (см. разд. 4.4) и проставить на расчетной схеме.

Для коррекционного расчета круглого фасонного резца необходимо определить радиус наивысшей точ­ки профиля резца по формуле

где D – наружный диа­метр резца, мм.

Величину Т_i определим из схемы (рис. 4.9) в зависимос­ти от заданных размеров r₀ и r_i детали и выбранных парамет­ров a₀, g₀, å₀ и R₀ резца.

Рассмотрим треугольник ОМО_д .                                                      

Из треугольника ОМО_д :

 Ао = r₀ sin g₀.                                                    (4.11)  

Из треугольника iМО_д:

.                                                  (4.12)  

Из треугольника iКО_д:

 B_i = r_i cos (g₀ – g_i),                                          (4.13)   

y_i = B_i – r₀.                                                                                         (4.14)   

Из треугольника iКО:

.                                                      (4.15)   

Из треугольника ОО_рР:

W₀ = R₀ cos å₀,                                              (4.16)  

 H₀ = R₀ sin å₀,                                               (4.17)  

Q_i = W₀ – t_i.                                                     (4.18) 

Из треугольника ОО_рР:

,                                                (4.19) 

T_i = R₀ – R_i.                                                          (4.20) 

Совместив формулы (4.13) – (4.16), а также формулы (4.18) – (4.10), исключив при этом промежуточные величины B_i, y_i, R_i, и Q_i, получим удобный для использования алгоритм вычисления Т_i для круглого фасонного резца:

Ао = r₀ sin g₀,                                                   (4.21) 

H₀ = R₀  sin å₀,                                                     (4.22) 

W₀ = R₀ cos å₀,                                               (4.23) 

,                                                       (4.24) 

,                                               (4.25) 

,                                        (4.26) 

 

Рис. 4.9. Схема к определению величины Т_i

круглого фасонного резца

  

Расчеты по формулам (4.21) – (4.23) выполняются один раз для всех точек резца, а вычисления по формулам (4.24) – (4.26) – для каж­дого значения r_i всех узловых точек.

Для одной точки с максимальным радиусом r_i необходимо проверить угол заострения b_i , вычислив его по формуле

В точке с максимальным радиусом r_i угол b_i должен быть минимальным. Минимально допустимыми значениями углов b_i являются следующие:

· при обработке меди, алюминия угол b_min = 40°

· при обработке стали, чугуна, бронзы угол b_min = 50 ¸ 55°

Вычисленные значения Т_i  следует свести в таблицу (см. табл. 4.4) и проставить на расчетной схеме.

 

Примечание. Расчет профиля фасонного резца рекомендуется выполнять с использованием компьютерной программы. Дискету с программой расчета можно получить у лаборанта кафедры «Технологии машиностроения и методики профессионального обучения».

Расчет выполняется по следующему алгоритму:

1. Рассчитать значения r_i и R_max, которые являются исходными данными для расчета профиля резца, и определить по расчетной схеме значение T_max.

2. Установить дискету на персональный компьютер и открыть программу расчета.

3. Выполнить расчет в соответствии с указаниями, приведенными в программе.

4. Полученные в результате расчета на компьютере значения T_i перенести с экрана монитора в пояснительную записку.

5. Распечатать на принтере результаты расчета и приложить их к пояснительной записке.

9. Графическое профилирование фасонного резца

Графическое профилирование позволяет определить величины Т_i     с меньшей точностью, чем аналитическое, однако оно необхо­димо с целью проверки результатов аналитического профилирования. Достоинством этого метода является также его наглядность, что позволяет лучше понять причины искажения профиля фасонного резца. Построение выполняется на листе формата А3 (297´420) в масштабе 5:1 или 10:1 в следующей последовательности:

1) в правой части листа провести дуги концентрических окружностей с радиусами r₀ и r_i нулевой и опорных точек профиля детали. Дуги наименьшего радиуса r₀ и наибольшего радиуса проводятся основными линиями, остальные дуги – тонкими линиями. Центр этих окружностей может лежать за пределами поля чертежа (справа). Это изображение части детали (в поперечном сечении) следует завершить линией обрыва и штриховкой внутри наименьшей окружности (радиус r₀);

2) слева от изображения детали основными линиями изобразить режущую часть резца с соблюдением размеров a₀, g₀, а также размеров R₀ и h_р для круглого резца. Центр круг­лого резца может лежать за пределами поля чертежа;

3) из точек пересечения передней поверхности резца и окружностей детали провести тонкие линии, обозначающие глуби­ны профиля резца:

· для призматического – прямые с наклоном под углом a₀;

· для круглого – дуги концентрических окружностей;

4) обозначить нулевую и узловые точки профиля резца: 0, 1, 2, 3 и т.д.;

5) проставить размеры: r₀, r_i (r₁, r₂, и т.д.), R₀ (для круглого резца), h₀ (для круглого резца), a₀, g₀, å₀, b_min (для одной, самой левой, точки круглого резца);

6) определить величины Т_i (Т₁, Т₂ и т.д.) и величину b_min (для одной, самой левой, точки круглого резца) измерением с учетом масштаба и проставить эти размеры на схеме.

В пояснительной записке привести таблицу значений Т_i, полученных этим методом. В таблице указать также величины DТ_i погрешностей, равных разностям величин Т_i, полученных разными методами. При правильном аналитическом и графическом профилировании эти разности должны быть не более 0,4 мм.

10. Определение радиуса участка профиля резца

 При наличии на детали участка профиля, заданного ра­диусом, определяется радиус участка профиля резца, обрабатывающего участок профиля детали, заданный радиусом (рис. 4.10).

При геометрически точном профилировании такой участок резца должен быть оформлен не по дуге окружности, а по сложной кривой. Однако замена такого участка дугой окружности в большинстве случаев обеспечивает требуемую точность детали.

Решив треугольник, который заштрихован на обоих рисунках, получим:

где R_p – искомый ради­ус участка профиля (центр радиусного участка имеет ту же продольную координату l_i), мм; j – точка окончания ра­диусного участка (более удаленная от точки i); l_ij – расстояние вдоль оси детали между точками i и j, которое равно соответствующему расчетному размеру детали и вычис­лено при составлении расчетной схемы (см. п. 2д); T_i и T_j – глубины профиля резца в точках i и j (если одна из этих точек является нулевой, то в этой точке Т = 0).

Вычисленный радиус R_p следует указать на расчетной схеме.

 

 

Рис. 4.10. Участки профиля резца, заданные радиусом

 

11. Определение предельных отклонений размеров профиля резца

Предельные отклонения глубин профиля ± Td_i/10, где Td_i  – допуск соответствующего диаметра детали.

Предельные отклонения продольных размеров ± Tl_i/5, где Tl_i – допуск соответствующего продольного размера детали.

Предельные отклонения радиуса R_p радиусного участка ± TR_i/5, где TR_i – допуск соответствующего радиуса детали.

 

Пример расчета фасонного резца

 

1. Исходные данные

Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали,  (рис. 4.11). Материал детали – сталь s_в =  690 Н/мм².

 

 

 

Рис.4.12. Деталь, обрабатываемая фасонным резцом

 

2. Расчетная схема размеров профиля резца 

Расчетная схема резца приведена на рис. 4.12.

 

 

Рис. 4.13. Расчетная схема фасонного резца

Определим расчетные размеры детали l_i, r_i, R.

 

 мм;

l₁ = 1мм (размер фаски);

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм (с учетом фаски);

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм;

 мм.

 

Дополнительные режущие кромки:

· справа S₁ = 1 мм, S₂ = 4 мм;

· слева S₃ = 1 мм, S₄ = 3 мм, S₅ = 3 мм.   

Общая ширина резца рассчитывается по формуле

L_p = l_д + S₁ + S₂ + S₃ + S₄ + S₅ = 38 + 1 + 4 + 1 + 3 + 3 = 50 мм.

 Продольные размеры от базовой стороны до точки профиля резца определяем путем увеличения соответствующих расчетных размеров детали на 5 мм (S₁ + S₂).

3. Основные размеры резца

Максимальную глубину профиля резца определим предварительно из схемы, приведенной на рис.4.13. Т₆ = 10,47 мм.

Далее по табл. 4.2 находим:

D = 90h7; d = 22H6; d₁ = 23 мм;

b = D – Т₆ – 4 = 90 – 12 – 4 = 74 мм;

R = 2 мм;

D₁ = 45±0,1мм;

d₂ = 6H9.

4. Определение величины переднего угла

 Передний угол g₀ в наиболее выступающей точке кромки выбирается      равным 20° (из табл.4.3).

Проверка: – условие выполнено

5. Определение величины заднего угла

Задний угол a₀ в наиболее выступающей точке режущей кромки выбирается равным 8°.

Проверим величину бокового заднего угла a_N в точке 2, где угол j наименьший:

Т₂ = 6,29 мм; j₂ = 27° – определяем из схемы.

Следовательно

что удовлетворяет условию a_N ³ 3°

6. Угол скоса передней поверхности

å₀ = a₀ + g₀ = 8 + 20 = 28°

Величина превышения оси резца над осью детали составляет

 мм.

7. Коррекционный расчет профиля резца

Коррекционный расчет профиля резца выполняем на компьютере по программе в электронных таблицах Exel.

Общие исходные данные: a₀ = 8°; g₀ =20°; r₀ = 16,97 мм; R₀ = 0,5D = = 45 мм.

В результате расчетов получаем следующие значения (табл.4.4)

Таблица 4.4

Расчетные значения r_i и T_i

Точки	1,1¢	2,2¢	3	4	5	6,6¢
ri, мм	20,9	22,96	23,96	25,96	27,96	28,96
Ti, мм	3,602	5,424	6,293	7,999	9,661	10,475

 

Наименьший угол заострения в точках 6,6¢ b_min = 52,3°, что допустимо при обработке стали.

8. Графическое профилирование фасонного резца

 Результаты графического профилирования сводим в таблицу (табл. 4.5).

 

 

Таблица 4.5

Результаты графического профилирования

Точки	1,1¢	2,2¢	3	4	5	6,6¢
Ti, мм	3,8	5,6	6,2	7,8	9,5	10,5
DTi, мм	0,198	0,176	0,093	0,199	0,161	0,025

 

9. Радиус участка профиля резца

 мм.

 

10. Предельные отклонения размеров профиля резца

Принима­ем предельные  отклонения  продольных  размеров профиля резца ± 0,04 мм; глубин профиля резца ±0,012 мм; радиуса R_p ±0,04 мм.

 

Заключение

Проектирование металлорежущих инструментов является одним из ведущих направлений деятельности технолога-машиностроителя, которое невозможно без знания основных конструктивных элементов и геометрических параметров инструментов и способов их расчета.

 Владение умениями проектирования и расчета конструктивных и геометрических параметров металлорежущих инструментов позволит будущему специалисту-технологу в короткие сроки адаптироваться к профессиональной деятельности в реальных производственных условиях и обеспечит сокращение сроков освоения нового технологического оборудования.

Будущему специалисту в сфере профессионального образования владение умениями расчета конструктивных и геометрических параметров металлорежущих инструментов позволит наглядно, эффективно и понятно объяснять конструкцию и геометрию металлорежущих инструментов различного назначения.

Данное учебное пособие позволяет обобщить и систематизировать знания, полученные на лекционных занятиях,  повысить уровень сформированности умений и навыков по дисциплине «Металлорежущие инструменты», применить знания в условиях квазипрофессиональной деятельности.

 

Библиографический список

 

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя [Текст]: в 3 т. /  В.И. Анурьев. М.: Машиностроение, 1979.

Данилов В.Ф. Новые инструменты для токарных работ  [Текст] /  В.Ф. Данилов. 2-е изд. М.: Машиностроение, 1968. 92 с.

Дарманчев С.К. Фасонные резцы [Текст] / С.К. Дарманчев. 2-е изд. М.: Машино­строение, 1968. 166 с.

Допуски и посадки [Текст]: Справ.: в 2 ч. / под ред. В.Д.Мягкова. Л.: Машиностроение, 1979.

Кожевников Д.В. Режущий инструмент [Текст]: учеб. для вузов / Д.В. Кожевников, В.А. Гречишников, С.В. Кирсанов; под ред. С.В. Кирсанова. М.: Машиностроение, 2005. 528 с.

 Романов Э.Ф. Расчеты зуборезных инструментов [Текст] / Э.Ф. Романов. М.: Машиностроение, 1969. 251 с.

Щеголев А.В. Конструирование протяжек [Текст] / А.В. Щеголев. Л.: Машгиз, 1952. 324 с.

Фельдштейн Е.Э. Режущие инструменты для обработки неэвольвентных профилей [Текст] / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. Минск: Дизайн ПРО, 2000. 112 с.

 

 

Приложение 1

Задания к первой части курсового проекта

Первая цифра шифра	Содержание задания	Вторая цифра шифра	Размеры, мм		Третья цифра шифра	Материал детали	sв, Н/мм2
			S	L
0	Спроектировать протяж­ку для обработки квад­ратного отверстия	0	20	30	0	Бронза	–
		1	22	30	I	Латунь	–
		2	25	30	2	Чугун	–
		3	28	32	3	Латунь	–
		4	30	40	4	Чугун	–
		5	32	40	5	Бронза	–
		6	34	40	6	Латунь	–
		7	38	40	7	Чугун	–
		8	40	40	8	Бронза	–
		9	45	50	9	Чугун	–
1	Спроектировать протяжку для обработки шестигранного отверстия	0	19	25	0	Бронза	–
		1	22	28	I	Латунь	–
		2	24	28	2	Чугун	–
		3	27	30	3	Сталь	510
		4	30	33	4	Сталь	580
		5	32	40	5	Сталь	600
		6	36	40	6	Сталь	550
		7	41	45	7	Сталь	520
		8	45	43	8	Бронза	–
		9	48	40	9	Чугун	–

 

 

Продолжение таблицы

 

Первая цифра шифра	Содержание задания	Вторая цифра шифра	Размеры, мм			Третья цифра шифра	Материал детали	sв, Н/мм2
			d	S	L
2	Спроектировать протяж­ку для обработки отверстия c плоскостью	0	22	20	20	0	Бронза	–
		1	25	23	25	I	Латунь	–
		2	28	26	30	2	Чугун	–
		3	30	27	32	3	Сталь	510
		4	32	29	30	4	Сталь	610
		5	34	31	35	5	Сталь	700
		6	35	32	37	6	Бронза	–
		7	40	36	42	7	Латунь	–
		8	45	41	43	8	Чугун	–
		9	50	46	48	9	Чугун	–
3	Спроектировать протяж­ку для обработки отверстия c двумя плоскостями	0	22	19	21	0	Бронза	–
		1	24	20	26	I	Латунь	–
		2	27	23	31	2	Чугун	–
		3	30	25	32	3	Сталь	720
		4	32	27	30	4	Сталь	550
		5	35	30	34	5	Сталь	810
		6	38	32	36	6	Бронза	–
		7	40	34	38	7	Сталь	740
		8	44	38	45	8	Сталь	510
		9	48	40	44	9	Чугун	–

 

Продолжение таблицы

 

Первая цифра шифра	Содержание задания	Вторая цифра шифра	Размеры, мм				Третья цифра шифра	Материал детали	sв, Н/мм2
			d	S	b	L
4	Спроектировать протяж­ку для обработки отверстия c двумя шпонками	0	28	24	8	22	0	Бронза	–
		1	32	28	8	24	I	Латунь	–
		2	34	30	10	32	2	Чугун	–
		3	36	30	10	30	3	Сталь	520
		4	38	32	10	30	4	Сталь	650
		5	40	34	10	32	5	Сталь	710
		6	42	36	12	35	6	Чугун	–
		7	44	38	12	36	7	Бронза	–
		8	46	40	14	42	8	Сталь	560
		9	48	42	14	44	9	Сталь	680
5	Спроектировать протяж­ку для обработки шпоночного паза	0	16	18,3	5	18	0	Сталь	500
		1	20	22,8	6	22	I	Сталь	620
		2	22	25,2	7	25	2	Сталь	660
		3	30	33,3	8	32	3	Бронза	–
		4	38	41,3	10	35	4	Чугун	–
		5	44	47,3	12	42	5	Сталь	710
		6	50	53,8	14	48	6	Сталь	690
		7	58	62,3	16	48	7	Бронза	–
		8	65	69,4	18	60	8	Чугун	–
		9	75	79,9	20	64	9	Сталь	650

 

Продолжение таблицы

 

Первая цифра шифра	Содержание  задания	Вторая цифра шифра	Размеры отверстия, мм	L, мм	Третья цифра шифра	Материал  детали	sв, Н/мм2
6	Спроектировать комбинированную протяжку для обработки шлицевого отверстия	0	d-8´32H7´36H11´6D9	30	0	Бронза	–
		1	D-8´36H11´40H8´7D9	28	I	Латунь	–
		2	d-8´38H7´42H11´7E9	34	2	Чугун	–
		3	D-8´40H12´44H8´8E10	45	3	Сталь	580
		4	d-8´42H7´46H11´8D11	46	4	Сталь	630
		5	D-8´44H11´48H7´8D10	45	5	Сталь	670
		6	d-8´48H8´50H12´9E10	48	6	Бронза	–
		7	D-8´48H11´52H8´9D10	50	7	Латунь	–
		8	d-8´52H7´58H11´10D9	56	8	Чугун	–
		9	D-8´54H12´60H7´10C9	60	9	Сталь	710
7	Спроектировать метчик-протяж­ку для нарезания левой трапецеидальной резьбы	0	Tr 40 ´ 6L – 7H	35	0	Бронза	–
		1	Tr 42 ´ 6L – 8H	38	I	Латунь	–
		2	Tr 44 ´ 8L – 7H	40	2	Чугун	–
		3	Tr 46 ´ 8L – 8H	42	3	Сталь	590
		4	Tr 48 ´ 8L – 7H	40	4	Сталь	620
		5	Tr 28 ´ 5L – 8H	30	5	Сталь	470
		6	Tr 32 ´ 6L – 7H	30	6	Бронза	–
		7	Tr 34 ´ 6L – 8H	32	7	Чугун	–
		8	Tr 36 ´ 6L – 7H	40	8	Сталь	670
		9	Tr 38 ´ 6L – 8H	38	9	Сталь	640

 

Окончание таблицы

 

Первая цифра шифра	Содержание  задания	Вторая цифра шифра	Размеры отверстия, мм	L, мм	Третья цифра шифра	Материал  детали	sв, Н/мм2
8	Спроектировать метчик-протяж­ку для нарезания левой метрической резьбы	0	М30 – 7Н	40	0	Бронза	–
		1	М33 – 7Н	42	I	Латунь	–
		2	М36 – 7Н	40	2	Чугун	–
		3	М39 – 6Н	45	3	Сталь	710
		4	М42 – 6Н	50	4	Сталь	650
		5	М45 – 6Н	60	5	Сталь	590
		6	М48 – 7Н	40	6	Чугун	–
		7	М52 – 7Н	50	7	Бронза	–
		8	М56 – 6Н	45	8	Сталь	620
		9	М60 – 6Н	58	9	Сталь	730
9	Спроектировать метчик-протяж­ку для нарезания левой трапецеидальной резьбы	0	Tr 28 ´ 5 – 7H	32	0	Сталь	590
		1	Tr 32 ´ 6 – 8H	35	I	Сталь	620
		2	Tr 34 ´ 6 – 7H	40	2	Чугун	–
		3	Tr 36 ´ 6 – 8H	40	3	Бронза	–
		4	Tr 38 ´ 6 – 7H	42	4	Сталь	650
		5	Tr 40 ´ 6 – 8H	44	5	Сталь	690
		6	Tr 42 ´ 6 – 7H	46	6	Сталь	720
		7	Tr 44 ´ 8 – 8H	48	7	Бронза	–
		8	Tr 46 ´ 8 – 7H	50	8	Латунь	_
		9	Tr 48 ´ 8 – 8H	50	9	Сталь	640

 

Приложение 2

Задание ко второй части курсового проекта

Спроектировать червячную фрезу для нарезания шлицев на шлицевом валу

 

 

Данные по первой цифре шифра
Первая цифра шифра	Центрируемый диаметр	Предельные отклонения на d	Предельные отклонения на D	Предельные отклонения на b
0	D	a11	f8	f9
1	d	h9	a11	h10
2	D	b11	d8	d9
3	d	e8	b11	d10
4	D	a11	f9	h9
5	d	f9	a11	h10
6	D	b11	e8	f9
7	d	d8	b11	d10
8	D	a11	h8	d10
9	d	c8	a11	h9

 

Данные по двум последним* цифрам шифра  (двузначному числу)
Интервал чисел	Число шлицев n	d, мм	D, мм	b, мм	C, мм
00 – 03	8	40	44	8	0,5
04 – 07	8	42	46	8	0,5
08 – 11	8	44	48	8	0,5
12 – 15	8	46	50	9	0,5
16 – 19	8	48	52	9	0,5
20 – 23	8	52	58	10	0,7
24 – 27	8	54	60	10	0,7
28 – 31	8	56	62	10	0,7
32 – 35	8	58	64	10	0,7
36 – 39	8	62	63	12	0,7
40 – 43	8	68	74	12	0,7
44 – 47	10	72	78	12	0,7
48 – 51	10	78	84	12	0,7
52 – 55	10	82	88	12	0,7
56 – 59	10	88	94	12	0,7
60 – 63	10	92	98	14	0,7
64 – 67	8	32	38	6	0,5
68 – 71	8	36	42	7	0,5
72 – 75	8	42	48	8	0,5
76 – 79	8	44	50	9	0,7
80 – 83	8	52	60	10	0,7
84 – 87	8	56	64	10	0,7
88 – 91	8	62	70	12	0,7
92 – 95	10	72	80	12	0,7
96 – 99	10	82	90	12	0,7

* По второй и третьей цифрам

 

Приложение 3

Задание к третьей части курсового проекта

Спроектировать фасонный резец для обработки заданной детали.

По первой цифре шифра выбирается форма детали (чертеж); по второй цифре – размеры детали; по третьей – материал детали.

Размеры детали (по второй цифре шифра) 0
Вторая цифра		d0, мм			d1, мм		d2, мм		d3, мм			l1, мм		l2, мм		l3, мм		l4, мм		l5, мм		l6, мм		R, мм
0		20			24		18		28			2		3		5		6		21		37		15
1		22			27		19		32			2		4		6		8		22		37		14
2		24			30		22		36			2		3		5		7		20		38		15
3		28			35		30		42			2		4		6		7		21		34		13
4		32			40		36		48			3		5		7		9		19		34		12
5		38			47		46		56			3		4		6		8		22		31		11
6		44			54		52		64			3		5		8		10		22		35		12
7		50			61		62		72			4		7		10		12		22		33		10
8		58			70		72		82			4		6		9		12		22		33		10
9		64			77		78		90			4		6		8		11		23		36		12
Размеры детали (по второй цифре шифра) 1
Вторая цифра	d0, мм		d1, мм	d2, мм		d3, мм		d4, мм		d5, мм	d6, мм		l1, мм		l2, мм		l3, мм	l4, мм	l5, мм		l6, мм		l7, мм		l8, мм
0	30		32	35		36		38		40	44		2		4		6	8	10		12		14		17
1	32		34	36		40		44		48	52		2		5		8	10	12		15		17		20
2	34		38	40		44		46		50	54		2		5		7	9	12		15		17		20
3	36		38	42		46		48		52	56		2		6		8	11	13		17		20		23
4	38		40	42		46		48		54	58		3		6		9	12	14		16		18		22
5	40		42	44		46		50		52	56		4		8		12	15	17		20		23		26
6	48		52	56		58		62		64	68		3		6		9	12	15		18		21		25
7	54		56	60		64		68		72	76		4		7		10	13	17		21		23		26
8	60		62	66		68		72		74	78		3		5		8	11	13		17		20		24
9	66		68	72		74		78		80	84		2		5		8	11	14		17		20		24

 

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 2
Вторая цифра	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм	d5, мм	d6, мм
0	20	21	22	23	24	25	26
1	24	26	28	30	32	34	36
2	28	30	32	34	36	38	40
3	30	31	32	33	34	35	36
4	34	36	38	40	42	44	46
5	38	40	42	44	46	48	50
6	42	45	48	51	54	57	60
7	48	50	52	54	56	58	60
8	56	59	62	65	68	71	74
9	62	65	68	71	74	77	80
Размеры детали (по второй цифре шифра) 3
Вторая цифра	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм	d5, мм	d6, мм
0	20	20,4	23	26	29	31,6	32
1	24	24,5	27,5	31	34,5	37,5	38
2	28	28,6	32	36	40	43,4	44
3	32	32,6	36	40	44	47,4	48
4	36	36,5	39,5	43	46.5	49,5	50
5	40	40,6	44	48	52	55,4	56
6	44	44,5	47,5	51	54,5	57,5	58
7	48	48,6	52	56	60	63,4	64
8	56	56,6	60	64	68	71,4	72
9	52	62,6	66	70	74	77,4	78

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 4
Вторая цифра	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм	d5, мм	d6, мм	d7, мм	d8, мм
0	20	26,2	29,6	31,4	32	31,6	30,4	28.6	26
1	24	31,2	35,2	37,3	38	37,6	36,4	34.6	32
2	28	36,3	40,8	43,2	44	43,6	42,4	40,6	38
3	30	37,2	41,2	43,3	44	43,5	41,9	39,3	36
4	36	44,3	48.8	51,2	52	51,5	49,9	47,3	44
5	40	49,3	54,4	57,1	58	57,65	55,9	53.3	50
6	46	54,8	58.8	61,2	62	61,3	59,3	56.3	52
7	52	61,3	66,4	69,1	70	69,3	67,3	64.3	60
8	60	69,3	74.4	77,1	78	77,2	74,8	71.2	66
9	68	77,3	82,4	85,1	86	85,2	82,8	79,2	7430

 

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 5
Вторая цифра	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм	d5, мм	d6, мм	d7, мм	d8, мм
0	30	30,5	31,7	33,7	36	38,3	40,3	41,5	42
1	34	34,5	35,7	37,7	40	42,3	44,3	45,5	46
2	36	36,5	37,7	39,7	42	44,3	46,3	47,5	48
3	42	42,6	44,3	47	50	53	55,7	57,4	58
4	48	48,6	50,3	53	56	59	61,7	63,4	64
5	52	52,6	54,3	57	60	63	65,7	67,4	68
6	58	58,7	60,6	63,6	67	70,4	73,4	75.3	76
7	62	62,7	64,6	67,6	71	74,4	77,4	79,3	80
8	66	66,8	68,9	72,2	76	79,8	83,1	85,2	86
9	72	72,8	74,9	78,2	82	85,8	89,1	91,2	92

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 6
Вторая цифра	R, мм	d0, мм	d1, мм	d2, мм	l1, мм	l2, мм	l3, мм	l4, мм
0	10	32	34	44	2	4	14	20
1	17	36	38	50	3	5	16	20
2	12	40	42	54	2	4	16	20
3	12	44	45	58	3	5	18	22
4	12	50	54	63	2	4	16	18
5	12	52	54	66	3	5	18	22
6	13	56	60	74	2	4	18	24
7	14	60	62	76	3	5	20	24
8	14	62	64	78	2	4	18	22
9	14	64	66	80	3	5	20	25

 

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 7
Вторая цифра	R, мм	d0, мм	d1, мм	d2, мм	l1, мм	l2, мм	l3, мм	l4, мм
0	15	16	26	30	3	18	20	25
1	16	16	28	32	3	19	22	26
2	17	18	30	34	3	20	24	28
3	18	18	32	36	4	22	24	30
4	19	20	34	38	4	23	26	30
5	20	20	34	40	4	24	28	34
6	22	22	34	44	3	25	29	34
7	25	26	38	50	3	28	33	38
8	26	26	40	52	3	29	33	38
9	32	32	48	64	3	35	37	40

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 8
Вторая цифра	R, мм	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	l1, мм	l2, мм	l3, мм	l4, мм
0	14	20	22	36	38	2	5	19	34
1	14	24	26	36	40	3	6	20	35
2	16	28	30	46	48	3	5	21	38
3	15	34	36	48	52	4	6	21	38
4	14	40	42	54	58	3	6	20	35
5	16	46	48	60	64	2	4	20	38
6	15	50	52	64	68	3	5	20	36
7	14	54	56	70	72	4	6	21	36
8	15	58	60	72	76	3	5	20	36
9	16	66	68	80	84	2	4	20	38

 

Размеры детали (по второй цифре шифра) 9
Вторая цифра	d0, мм	d1, мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм	d5, мм	d6, мм	d7, мм	d8, мм
0	30	32,5	34,8	36,8	38,7	40,1	41,1	41,7	42
1	34	36,5	38,8	40,8	42,7	44,1	45,1	45.7	46
2	36	38,5	40,8	42,6	44,8	46,1	47.1	47,7	48
3	42	45,3	48,4	51,1	53,6	55,5	56,8	57,7	58
4	48	51,3	54,4	57,1	59,6	61,5	62,8	63,7	64
5	52	55,3	58,4	61,1	63,6	65,5	66,8	67.7	68
6	58	61,7	65,2	68,2	71.0	73,2	74,7	75,6	76
7	62	65,7	69,2	72,2	75.0	77,2	78,7	79,6	80
8	66	70,1	74,0	77,3	80,5	82.9	84,6	85,6	86
9	62	76,1	80,0	83,3	86.5	88,9	90,6	91,6	92

 

 

Тип фасонного резца и материал обрабатываемой детали

(по третьей цифре шифра)

Третья цифра	Тип проектируемого резца	Материал обрабатываемой детали
0	Круглый	Бронза
1	Призматический	Медь
2	Круглый	Латунь
3	Призматический	Алюминий
4	Круглый	Чугун
5	Призматический	Сталь sв = 580 Н/мм2
6	Круглый	Сталь sв = 780 Н/мм2
7	Призматический	Сталь sв = 480 Н/мм2
8	Круглый	Чугун
9	Призматический	Сталь sв = 650 Н/мм2

 

Приложение 4

 

Образец оформления титульного листа

 

Министерство образования и науки Российской Федерации ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет» Машиностроительный институт Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения   Проектирование ограненной протяжки, червячной шлицевой фрезы с усиками, призматического сборного фасонного ерзца   Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Металлорежущие инструменты»   051000.62. 672.ПЗ   Разработчик студент гр. ТО – 404                                     А.С. Пушкин   Руководитель доцент, к.т.н.                                               Н.В. Бородина   Екатеринбург 2013

 

 

Приложение 5

Л.Д. Мокроносов, Н.В. Бородина, Д.Г. Мирошин

Проектирование

 металлорежущих инструментов

Учебное пособие

Рекомендовано Учебно-методическим объединением

по профессионально-педагогическому образованию

в качестве учебного пособия для студентов

 высших учебных заведений, обучающихся

  по направлению 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

Екатеринбург 2013

УДК 621.9.06 (075.8)

ББК К63-52 я 73-1

М 63

 

 

Мокроносов Л.Д. Проектирование металлорежущих инструментов [Текст]: учеб. пособие / Л.Д. Мокроносов, Н.В. Бородина, Д.Г. Мирошин. 2-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: Изд-во ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2013. 136 с.

ISBN 978-5-8050-0297-8

 

Практикум содержит задания для курсового проектирования по дисциплине «Металлорежущие инструменты», а также методические указания по их выполнению. Приведены необходимые теоретические сведения и список рекомендуемой литературы.

Адресовано студентам вузов и колледжей, обучающимся по направлению 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям).

 

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В.И. Вешкурцев (Урал. гос. техн. ун-т – УПИ), канд. техн. наук, доц. А.В. Савицкая (Рос. гос. проф.-пед. ун-т)

 

  

 

 

	ISBN 978-5-8050-0297-8

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2013

© Мокроносов Л.Д, Бородина Н.В.,

Мирошин Д.Г., 2013

   

Содержание

 

Введение ………………………………………………………………	5
1. Проектирование протяжек………………………………	8
1.1 Базовая методика расчета конструктивных элементов протяжек, срезающих припуск по групповой схеме………………………	8
1.2. Расчет шлицевой протяжки………………………………………	20
1.3. Расчет квадратной и шестигранной протяжек………………….	27
1.4. Расчет протяжек для обработки отверстий с одной и двумя плоскостями…………………………………………………………….	33
1.5. Расчет протяжки для обработки отверстия с двумя шпонками.	37
1.6. Расчет шпоночной протяжки…………………………………….	41
1.7. Выполнение рабочего чертежа протяжки……………………….	47
2. проектирование метчиков-протяжек………………..	51
2.1. Общие сведения…………………………………………………..	51
2.2. Расчет метчика-протяжки……………………………………….	54
2.3. Выполнение рабочего чертежа метчика-протяжки	61
3. Проектирование червячной фрезы для нарезания прямобочных шлицевых валов…………………….	63
3.1. Общие сведения……………………..…………………………...	63
3.2. Расчет червячной шлицевой фрезы……………………………..	68
3.3. Выполнение рабочего чертежа фрезы…………………………..	79
4. Проектирование фасонных резцов…………………	81
4.1. Общие сведения…………………..…………………………….	81
4.2. Расчет фасонных резцов………………………………………….	82
4.3. Пример расчета фасонного резца………………………………..	99
4.4. Выполнение рабочего чертежа фасонного резца……………….	105
Заключение…………………………………………………………….	109
Библиографический список…………………………………………..	110
Приложение 1. Задания к первой части курсового проекта………..	111
Приложение 2. Задание ко второй части курсового проекта……….	116
Приложение 3. Задания к третьей части курсового проекта……….	118
Приложение 4. Образец оформления титульного листа……………	129
Приложение 5. Размеры цилиндрических хвостовиков протяжек…	130
Приложение 6. Размеры хвостовиков шпоночных протяжек………	131
Приложение 7. Образец заполнения таблицы диаметров зубьев протяжки………………………………………………………………..	133
Приложение 8. Пример оформления исходных данных к проектированию метчика-протяжки для трапецеидальной резьбы………….	134
Приложение 9. Пример оформления исходных данных к проектированию метчика-протяжки для метрической резьбы………………	135