Скачать 425.41 Kb.
|
Проектирование конструкции концевой фрезы для обработки паза с винтовыми стружечными канавками. Обоснование использования инструмента. Необходимо разработать конструкцию концевой фрезы для обработки паза, выполняющей две операции одновременно: прорезание паза на заданную глубину и снятие фаски на угол 45. Главные параметры фрезы, которые необходимо учитывать:
Конструкция. Несмотря на то, что инженера-конструкторы предлагают сотни разных типов и разновидностей фрез, все они имеют ряд общих элементов (см. рисунок). Устройство концевых фрез. (на примере фрезы для скруглений и прямой пазовой фрезы) Режущие кромки. Фреза может иметь одну, две или более режущих кромок. Фрезы с единственной режущей кромкой используются в случаях, когда требуется высокая производительность, по отношению к которой чистота поверхности занимает второстепенное значение. Большинство же фрез имеет две режущие кромки и более, что обеспечивает своего рода баланс между качеством реза и производительностью. Режущие кромки фрезы могут быть выполнены из быстрорежущей стали (что сокращенно обозначается как HSS) либо из твердого сплава (TCT). Последние, как правило, стоят несколько дороже. Для обеспечения возможности погружения фрезы в материал в произвольном месте заготовки фреза должна иметь концевые режущие кромки (как пазовая фреза, показанная на рисунке). Хвостовик фрезы характеризуется диаметром и длиной. Очевидно, что диаметр хвостовика должен соответствовать диаметру цанги фрезера. Продаваемые на территории России фрезеры, как правило, имеют в комплекте цанги диаметром 8 и 12 мм либо только 8 мм (характерно для моделей небольшой мощности). Цанги указанных размерностей являются стандартом в странах Европы. Инструменты, предназначенные для американского рынка, рассчитаны на использование фрез с хвостовиками дюймовых размерностей ¼” (6,35 мм) и ½“ (12,7 мм). Впрочем, многие производители, как европейские, так и американские, предлагают к своим фрезерам дополнительные цанги дюймовой или, наоборот, метрической размерности. Также хвостовик может быть коническим, как называют Конус Морзе. Под него есть коническое отверстие соответствующего размера (гнездо) в шпинделе или задней бабке станка. Предназначено для быстрой смены инструмента с высокой точностью центрирования и надёжностью. При разработке новых конструкций фрез выполняют следующие основные требования. Число зубьев должно быть по возможности большим, так как от него пропорционально зависит минутная подача, т. е. производительность обработки. Вместе с тем зубья должны быть достаточно прочными, а расстояние между ними, форма и шероховатость поверхности стружечных канавок должны обеспечивать надежное размещение и отвод стружки (последнее особенно важно для концевых фрез, обрабатывающих глубокие пазы). В некоторых случаях, например при образовании сплошной сливной стружки, у концевых фрез переднюю поверхность зубьев делают ступенчатой для дробления стружки. Обоснование выбора материала. Исходя из твердости обрабатываемого материала, принимаем решение об изготовлении фрезы из быстрорежущей стали Р6М5 (режущая часть) и стали 40Х (хвостовик). Подсистема расчета геометрических параметров инструмента. Конструкция режущей части инструмента. Согласно классической теории, огибающая исходная инструментальная поверхность (ИИП) – есть огибающая поверхности детали при ее движении относительно неподвижного инструмента. Поэтому исходными данными при определении ИИП являются заданная поверхность детали и схема формообразования. Поскольку режущий инструмент предназначен, с одной стороны, для срезания припуска, а с другой – для придания обрабатываемой поверхности требуемой формы, то на стадии проектирования стружечной канавки необходимо, чтобы ее форма соответствовала функциональному назначению инструмента.
Высокая работоспособность инструмента возможна при выполнении следующих условий: создание оптимальных условий срезания припуска обеспечивается рациональными углами резания по всей длине режущей кромки (рис.1); достаточная прочность зуба гарантируется формой спинки и глубиной канавки h; желательно обеспечение постоянства ширины зуба f. Кроме того, целесообразно использовать не прямые, а винтовые зубья, поскольку они обладают более высокими эксплуатационными показателями, позволяющими повысить производительность обработки и стойкость инструмента, улучшить качество обрабатываемой поверхности, а также снизить динамические нагрузки на станок, что важно в условиях гибких производственных систем (ГПС). Однако винтовые зубья фасонных инструментов отличаются сложностью изготовления и увеличенными погрешностями. Это объясняется тем, что параметры поверхностей, формирующих винтовой зуб на сложных ИИП обусловливают изменения профиля обрабатывающего инструмента. Поэтому для таких поверхностей определение сопряженного инструментального профиля является оптимизационной задачей, решение которой зависит от точного нахождения профиля обрабатывающего инструмента и точного выбора формообразующих движений. Моделирование фасонной образующей инструмента. Использование фасонных инструментов с криволинейной образующей для обработки линейчатых поверхностей требует установления рациональных значений параметров образующей ИИП. Расширение технологических возможностей инструмента может быть достигнуто путем использования в качестве образующей ИИП инструмента фасонной фрезы кривой с наперед заданным законом изменения ее кривизны, который назначается в соответствии с диапазоном изменения главных нормальных кривизн формообразующего отсека сложной поверхности детали. В качестве образующей или ее отсеков могут использоваться различные кривые второго порядка (парабола, гипербола, эллипс, окружность и т.д.), трансцендентные кривые (логарифмическая спираль, спираль Архимеда и т.д.), т.е. почти все непересекающиеся кривые. Определение винтовой линии пересечения передней поверхности и фасонной образующей инструмента. На угол 30 градусов….. Определение стружечной винтовой поверхности. Стружечная винтовая поверхность должна обеспечивать: • оптимальные условия срезания припуска, что достигается рациональными углами резания на всем протяжении режущей кромки; • достаточную прочность режущего зуба, которая достигается формой зуба и увеличением глубины канавки при возрастании диаметра образующей инструмента, чтобы обеспечить свободное размещение стружки; • постоянство ленточки на всем протяжении режущего зуба. Таким образом, полученная модель стружечной винтовой канавки фасонного инструмента обеспечивает: постоянство ширины зуба вдоль режущей кромки; постоянство переднего угла; постоянство углов спинки зуба в торцовых сечениях и увеличение глубины канавки при движении вдоль оси инструмента. Заточка. С увеличением заднего угла уменьшается трение инструмента об обрабатываемый металл и вместе с тем уменьшается и угол заострения; поэтому большие задние углы целесообразно использовать при чистовом фрезеровании, когда сопротивление металла резанию невелико. Как видно, все углы инструмента в главной секущей плоскости тесно связаны между собой и влияют друг на друга. Это нужно учитывать при выборе значений углов заточки фрез. Есть еще один важный элемент геометрии в главной секущей плоскости. Только на упрощенных схемах резания инструмент изображают в виде острого клина. На самом деле режущая кромка даже при тщательной заточке имеет некоторое округление радиусом. При значительном радиусе округления (30— 40 мкм и более) инструмент с трудом срезает тонкие стружки — он не столько режет, сколько соскабливает с заготовки тонкий слой металла, поэтому при чистовой обработке важно не только тщательно затачивать инструмент, но и доводить по одной или двум поверхностям режущего клина для уменьшения радиуса. Чем меньше угол, тем легче получить маленький радиус округления. Если инструмент имеет две рабочие режущие кромки, то для вспомогательной режущей кромки проводят вспомогательную секущую плоскость (см. рис. 43) и в этой плоскости измеряют вспомогательные передний и задний углы. Самый острый инструмент имеет минимально возможный угол заточки. Однако при этом снижается прочность инструмента. Как только режущая кромка у инструмента подсела, пятно контакта становится больше, резко увеличивается температура в рабочей зоне, износ инструмента происходит ещё быстрее, температура повышается ещё больше. На практике, при обработке различных материалов (при фрезеровании дерева, даже твёрдых пород, пластика) стараются, по возможности, правильно подобрать углы заточки концевой фрезы. У концевых фрез затачивают боковые и торцовые режущие кромки. Боковые режущие кромки затачивают со стороны передней грани с сохранением постоянства величины переднего угла. Торцовые режущие кромки затачивают со стороны задней грани. Требования, предъявляемые к заточенным фрезам. 1) отклонения угловых параметров для переднего угла боковых режущих кромок не должны превышать ±2°; торцового угла заострения ±1°; 2) радиусы закругления боковой и торцовой режущих кромок должны быть не более 6 мк; 3) на режущих кромках не должно быть завалов, выкрошин, трещин и заусенцев; 4) шероховатость поверхностей после заточки должна быть не ниже Rz ???; 5) радиальное и осевое биение должно быть не более 0,05—0,06 мм. Пазовые и сборные цилиндрические фрезы затачиваются по плоской задней поверхности. Для сохранения заданных углов зубьев необходимо правильно устанавливать затачиваемую поверхность относительно шлифовального круга. При заточке фрез по передней поверхности необходимо сохранять постоянство переднего угла. При этом ось фрезы должна быть параллельна рабочей поверхности шлифовального круга и смещена на величину а: а = R*sinγ, где R – радиус фрезы; γ – передний угол. По мере переточек радиус фрезы уменьшается и, следовательно, пропорционально смещается величина смещения а Контроль качества заточки фрез. Тщательно осматриваются режущие кромки заточенного инструмента. Радиус скругления режущей кромки должен быть не более 5 мкм. Его проверяют в сравнении с эталоном (новая фреза) при помощи измерительной лупы или микроскопа. Контроль шероховатости заточенных поверхностей осуществляют сравнением с набором эталонов шероховатости. Параметр шероховатости Ra у стальных лезвий не должен превышать 0,63-0,32мкм, у твердосплавных – 0,16-0,08мкм. Диаметр фрез измеряют штангенциркулем или микрометром с точностью до 0,05мм. Разность диаметров фрез, работающих комплектом, не должна превышать 0,1-0,2мм. Радиальное и торцевое биение зубьев и выступ подрезающих зубьев над основными измеряют индикатором при установке концевых фрез в цанговом патроне делительной головки. Профиль режущей кромки контролируют шаблоном. Профиль шаблона, соответствующий профилю обработанной детали с точностью до 0,01мм, прикладывают к режущей кромке по радиусу фрезы. Зазор между контуром зубьев и шаблоном не должен превышать 0,1мм. Угловые параметры фрез можно контролировать при помощи угломера и штангенрейсмуса. У затылованных фрез измеряют только передний угол γ, у незатылованных - передний γ и задний α углы. Отклонение величин углов от номинальных после заточки не должно превышать 0,5°. Геометрическими параметрами являются углы, под которыми поверхности и режущие кромки фрезы расположены в пространстве. От геометрических параметров зуба во многом зависит износостойкость и работоспособность фрезы. Если они выбраны правильно, то фреза работает производительно, спокойно, без частых переточек. Различают обрабатываемую поверхность, поверхность резания и обработанную. Фреза срезает стружку обрабатываемой поверхности , образуя обработанную поверхность. Срезаемый слой материала сходит в виде стружки по передней поверхности зуба фрезы. В процессе резания образуется поверхность резания , к которой обращена главная задняя поверхность зуба. Главные режущие кромки образуются пересечением передней и главной задней поверхностей. При такой конструкции работа резания распределяется между двумя режущими кромками, что благоприятно сказывается на стойкости фрезы. Место пересечения режущих кромок является вершиной зуба фрезы. Взаимное расположение поверхностей зуба и их положение по отношению к поверхностям заготовки определяют -углы зуба фрезы, которые измеряются в различных плоскостях. Плоскость резания является касательной по отношению к поверхности резания; основная плоскость параллельна направлению движения подачи; секущие плоскости проводятся перпендикулярно к проекциям режущих кромок на основную плоскость. Передний угол у измеряется между передней поверхностью зуба и плоскостью, перпендикулярной к плоскости резания. Этот угол может быть положительным или отрицательным, его величина выбирается в зависимости от обрабатываемого и инструментального материалов, конструкции фрезы. Главный задний угол измеряется между главной задней поверхностью и плоскостью резания и выбирается в пределах 6—20°. Если фреза имеет две рабочие режущие кромки, то для вспомогательной проводится вспомогательная секущая плоскость и в этой плоскости измеряют вспомогательные передний и задний углы. Углы в плане измеряются в основной плоскости. Угол между проекцией на основную плоскость главной режущей кромки и направлением подачи s называется главным углом в плане ф. Угол между проекцией на ту же плоскость вспомогательной режущей кромки и направлением, обратном подаче, называется вспомогательным углом в плане фх. Между проекциями на основную плоскость главной и вспомогательной режущих кромок находится угол при вершине s. Угол наклона главной режущей кромки измеряется в плоскости резания как угол между главной режущей кромкой и линией, проведенной через вершину зуба параллельно основной плоскости. Угол может быть положительным, равным нулю или отрицательным. У цилиндрических, концевых и дисковых фрез угол равен углу наклона винтового зуба, т. е. X = со. От величины к зависит прочность и стойкость зуба фрезы. По форме режущих зубьев фрезы подразделяют на две группы; 1) с острозаточенными зубьями для обычных и тяжелых работ, у таких фрез передняя и задняя поверхности — плоскости; к этой группе фрез относятся, например, цилиндрические, торцовые, дисковые; 2) с затылованными зубьями, у которых передняя поверхность плоская, а задняя имеет форму архимедовой спирали. Фрезы второй группы обеспечивают при переточках передней поверхности постоянство профиля режущей кромки в радиальном сечении. Поэтому эта форма зубьев применяется для фасонных фрез. Волнистость — это более мелкое искажение формы поверхности. Микронеровности представляют собой чередующиеся выступы и впадины с относительно малым шагом, образующие рельеф поверхности. В соответствии с ГОСТ 2789—73 параметры каждой разновидности неровностей строго определены. При этом за характеристику сравнения принимается отношение шага проявления (или повторения) неровностей к высоте. Если обозначить шаг неровности или расстояние между ними через L, а высоту неровности через Н, то при L/H > 1 (500 имеет место макронеровность) или геометрическая погрешность формы поверхности детали. Если L/H = 50… 1000, то эта неровность «относится к волнистости и является характеристикой точности изготовления поверхности детали. Микронеровности, у которых L/H < 50, называются шероховатостью поверхности. Шероховатость поверхности является результатом воздействия на нее режущего инструмента. В первом приближении эти неровности можно представить как следствие периодического срезания стружки с поверхности заготовки с шагом, равным подаче s0. Расчетная высота неровностей в этом случае определяется выражением Нр ~ So/8rH, где ги— радиус при вершине инструмента. Таким образом, уменьшение подачи или увеличение радиуса контакта инструмента уменьшают шероховатость. В случае фрезерования цилиндрическими фрезами величина Нр уменьшается при уменьшении подачи на зуб и увеличении диаметра фрезы. Получаемая высота реальных микронеровностей может значительно превосходить расчетную, что объясняется наличием различных факторов, сопровождающих процесс резания. Во время механической обработки наблюдаются большие пластические сдвиги поверхности обрабатываемого материала, значительные растягивающие и сжимающие напряжения, в результате которых происходит разрыв материала, его вырывы и сколы. 5. Выбор оборудования и средств технологического оснащения 5.1. Выбор оборудования Задача раздела - выбрать для каждой операции ТП такое оборудование, приспособление, которые бы обеспечили выпуск деталей заданного качества и количества с минимальными затратами. При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами: 1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции. 2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки. 3) Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эргономики и экологии. Если для какой-то операции этим требованиям удовлетворяет несколько моделей станков, то для окончательного выбора будем проводить сравнительный экономический анализ. Выбор оборудования проводим в следующей последовательности: 1) Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков. 2) Исходя из положения обрабатываемой поверхности, выбираем тип станка. 3) Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обработанных поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер (модель) станка. Данные по выбору оборудования заносим в таблицу 5.1. Таблица 5.1 Выбор технологического оборудования
5.2. Выбор режущего и мерительного инструмента Задача раздела - выбрать для каждой операции ТП такой режущий инструмент и средства контроля, которые бы обеспечили выпуск деталей заданного качества и количества с минимальными затратами. При выборе режущего инструмента стараемся обходиться инструментом предусмотренным ГОСТом, кроме случаев, где имеет смысл для повышения производительности использовать специальный инструмент. Данные по выбору инструмента заносим в таблицу 5.2. Таблица 5.2 Выбор режущего и мерительного инструмента
3. Разработка технологического маршрута обработки 3.1. Служебное назначение изделия Все поверхности при проектировании технологии классифицируют по технологическим и конструктивным признакам, исходя из служебного назначения. Исполнительные поверхности – поверхности детали, выполняющие служебные назначения. Основные конструкторские базы – поверхности, определяющие положение детали в сборочной единице (станке). Вспомогательные конструкторские базы – поверхности, определяющие положение других деталей относительно корпуса. Свободные поверхности – поверхности, служащие для обеспечения габаритных размеров и связывающие между собой все остальные поверхности. Для режущего инструмента исполнительными поверхностями являются режущие кромки. Основными конструкторскими базами для концевых фрез является цилиндрическая поверхность хвостовика В таблице 3.1 показана классификация поверхностей проектируемой фрезы. Таблица 3.1 Классификация поверхностей
|
Бизнес план уличное мини-кафе «Горячие Блины» 2013 оглавление оглавление 2 Обоснование целесообразности использования выбранной бизнес-модели в качестве инструмента достижения поставленных целей | Конспект урока технологии в 11 классе (продолжительность 90 минут)... Словарная работа: амортизационные отчисления, бизнес-план, маркетинговые исследования | ||
Курсовая работа по дисциплине «сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» Проектирование сети, логическое проектирование сети, физическое проектирование сети, нагрузка на сеть, пропускная способность сети,... | Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций» Проектирование сети, логическое проектирование сети, физическое проектирование сети, нагрузка на сеть, пропускная способность сети,... | ||
Памятка для студентов специальности «Проектирование зданий» по изучению... ... | Рабочая программа учебной дисциплины проектирование автоматизированных информационных систем Курс «Проектирование автоматизированных информационных систем» направлен на изучение современных методов и средств проектирования... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Компьютерная графика (также машинная графика) — область деятельности, в которой компьютеры используются в качестве инструмента как... | Рекомендуемая технология создания электронных каталогов полнотекстовых... Тветствии с Положением о порядке создания и использования информационных ресурсов ксмб и решением совещания системных администраторов... | ||
Изучаемая программа «Предпринимательская деятельность в сфере недвижимости» Код 41 345 Строительные конструкции, несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений | Обоснование путей совершенствования производственных потоков первичной... Работа выполнена в Политехническом институте Сибирского федерального университета | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Пожалуй, ни для одного другого инструмента не написано такое огромное количество произведений, как для фортепиано. Практически все... | Рабочая программа учебной дисциплины «Проектирование и эксплуатация... «Проектирование и эксплуатация солнечных и ветровых электростанций» является развитие компетенций в области понимания режимных свойств... | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... ... | Санкт-петербурга Обоснование выбора оптимального способа переработки, использования и обезвреживания твердых бытовых и близких к ним по компонентному... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) Целью дисциплины является изучение технологий обработки информации, а так же информационных систем на их основе, для последующего... | Прибор контроля микроклимата в условиях повышенной влажности На примере домашней метеостанции рассмотрен вопрос об усовершенствовании ее конструкции с целью защиты от влаги и, как следствие,... |