4 Курсовое проектирование по теме:

«Исследование конструктивно-геометрических параметров

и коррекционного расчета профиля фрез с затылованным

зубом при γ_а > 0°.

Цель работы: практическое освоение аналитического (с использованием ЭВМ) и графо-аналитического методов проектирования фрез с затылованным зубом.

Задачи:

1. Освоить теоретические основы получения профиля инструмента (фрезы) для обработки винтовых поверхностей (на примере стружечной канавки сверла) различными методами.

2. Рассчитать конструктивно-геометрические элементы фрезы на основе полученного профиля и параметров процесса резания.

3. Провести коррекционные расчеты профиля фрезы с затылованным зубом при γ_а > 0°.

4. Оформить рабочие чертежи фрез с техническими требованиями.

● Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части.

4.1 Пояснительная записка

Пояснительная записка должна быть оформлена в соответствии с требованиями СТП 12 400 [33] и содержать разделы и подразделы, аналогичные разделам пособия (в конспективном виде). Объем пояснительной записки должен быть не менее 25-30 страниц.

При расчете конструктивно-геометрических параметров, режимов резания и коррекции профиля формулы должны приводиться в общем виде и с численными значениями, а также с необходимыми пояснениями. Пояснительная записка, кроме теоретической части, изложенной выше, должна содержать дополнительные разделы, позволяющие получить необходимые данные для оформления рабочего чертежа проектируемой фрезы:

•Расчет конструктивно-геометрических параметров;

•Коррекционный расчет профиля фрез с затылованным

зубом при γ_а > 0°.

4.1.1 Расчет конструктивно-геометрических параметров фрез

Используя аналитический или графический методы проектирования, мы получим параметры (форму и размеры) профиля зуба и ширину фрезы В (рисунки 2.10 и 3.6). Однако, для оформления рабочего чертежа (рисунок 2.12) спроектированной фрезы необходимо рассчитать ее конструктивно-геометрические параметры и провести коррекционные расчеты. При изготовлении фрез, обрабатывающих стружечные канавки, наибольшее распространение получили дисковые фрезы с затылованным зубом. Так как канавочные фрезы изготавливаются, как правило, с невысокой точностью, то при их проектировании используются режущие зубья с нешлифованным профилем (с однократным затылованием).

Для определения конструктивно-геометрических параметров фрезы по алгоритму (рисунок 4.1) необходимо дополнительно рассчитать следующие исходные данные: h_{∂ max} – максимальную высоту профиля стружечной канавки, мм; [f] – величину допустимого прогиба оправки, мм; которую можно назначить в зависимости от допуска на точность изготовления высоты h_{∂ max} (обычно, h_{∂ max} задается с допуском δh_{∂ max} по IT14/2), тогда можно принять - [f] = 1/3 δh_{∂ max}); Е = 2* 10⁵ Н/мм² – модуль упругости материала оправки (сталь 40Х); σ_и – предел прочности на изгиб материала оправки (2000 МПа); режимы резания при фрезеровании [11]: t = h_{∂ max} - глубину резания (мм) и S_z – подачу (мм/зуб).;V - скорость резания (м/мин.), n – частоту вращения (об/мин) и Р_z- силу резания (Н); В – ширину фрезерования (мм), которую можно принять, с учетом величины центрального угла ν, равной ширине стружечной канавки сверла В ≈ D*sin ν (рисунок 2.6, таблица 2.1); L = 250 мм – длина оправки; α_а - задний угол зуба фрезы (таблица 4.1 ), град.; θ = 18⁰…25⁰ – угол стружечной канавки между зубьями.

Так как спроектированная фреза будет обрабатывать заготовку из быстрорежущей стали, то для уменьшения сил резания примем передний угол γ_а = 10º.

Расчет конструктивно-геометрических параметров фрезы для аналитического и графо-аналитического методов проводится по алгоритму, приведенному на рисунке 4.1.

Алгоритм построен на известных рекомендациях [1,4] и состоит из двух расчетных блоков.

Первый блок предназначен для расчета и выбора диаметра посадочного отверстия фрезы d₀ . Диаметр d₀ рассчитывается по следующим трем условиям: 1) диаметра d₀^′ , определяемого в зависимости от размеров стружечной канавки, которая должна обеспечить размещение срезаемого слоя. В качестве критериаль -ного параметра применяется h_{∂ max} - максимальная глубина профиля детали;

Таблица 4.1 - Выбор заднего угла α_а на наружном диаметре сверла

Диаметр сверла, D,мм	От 0,25 до 15,0	Св. 15,0 до 30	Св. 30 до 80
Задний угол, αа , град	14° - 11°	12 ° - 9°	11° - 8°

2) полученная величина d₀^′ используется для расчета диаметра d₀^″ по условию прочности оправки, на которой будет закреплена фреза. В этом случае критериями являются величины напряжения σ_в, допускаемого материалом оправки (стали 4ОХ ГОСТ 4543 - 71), и приведенного момента М_пр , приближенно рассчитанного по изгибающему М_и и крутящему М_кр моментам, действующим на оправку при фрезеровании;

3) Диаметр d₀^″′ рассчитывается по условию жесткости в зависимости от величины [f] – допустимого прогиба оправки.

Полученные величины диаметров d₀^′ , d₀^″и d₀^′″ округляются до ближайшего стандартного значения ГОСТ 9472 – 80: …13, 16, 22, 27, 32, 40 …. мм и для дальнейших расчетов принимается d₀ , как

максимальная из них.

Д

Рисунок 4.1 - Алгоритм расчета фрез с затылованным зубом

Во втором блоке определяются конструктивные параметры фрезы: уточняются величины D_и (округляется до ближайшего стандартного значения ГОСТ 9472 – 80: …32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 мм…) и Z_и (округляется до ближайшего целого четного числа); рассчитываются угловой шаг между зубьями ε , величины радиусов стружечной канавки r_к и наружного диаметра Ru = D_и / 2, а также глубина стружечной канавки Н.

Оценка правильности расчетов проводится, исходя из условия прочности фрезы в опасном сечении: по минимально допустимому расстоянию m между дном стружечной канавки и диаметром посадочного отверстия d₀.