Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2012 в 00:06, курсовая работа
Целью данной работы является конструирование и расчет инструмента для обработки металла резанием.
Расчет профиля конструктивных элементов режущего инструмента производится с помощью ЭВМ. В ходе данной работы решается как прямая, так и обратная задача проектирования инструмента. Предложено спроектировать круглый фасонный резец и дисковую канавочную фрезу для обработки канавок сверла, червячную фрезу для обработки шлицевого вала и комплект протяжек.
Расчет фасонного резца, червячной фрезы для обработки шлицевого вала и дисковой фасоночной фрезы производится на персональном компьютере. После расчета и ввода исходных данных на их основах разрабатываются чертежи на выше указанные инструменты.
Комплект протяжек разрабатывается вручную, после чего производится расчет в Microsoft Office Exell 2007.
Введение………………………………………………………………………….4
Задание на курсовой проект…………………………………………………….5
1 Проектирование фасонных резцов…………………………………………...6
1.1 Краткие теоретические сведения…………………………………………...6
1.2 Постановка задачи…………………………………………………………...8
1.3 Подготовка исходных данных………………………………………………9
1.4 Алгоритмы проектирования фасонных резцов…………………………...12
1.8 Расчет резца…………………………………………………………………16
2 Проектирование червячной фрезы для шлицевого вала…………………...18
2.1 Теоретические сведения……………………………………………………18
2.1.1 Общие сведения о системе……………………………………………….18
2.1.2 Главное меню……………………………………………………………..19
2.1.3 Организация в системе диалога с пользователем………………………19
2.1.4 Настройка расчета и проверки параметров фрез……………………….19
2.1.5 Начало и порядок проектирования фрез………………………………...19
2.1.6 Начало проектирования…………………………………………………..20
2.1.7 Задание начальных данных………………………………………………20
2.1.8 Расчет профиля……………………………………………………………20
2.1.9 Расчет конструкции………………………………………………………21
2.1.10 Получение документации………………………………………………21
2.1.11 Расчет конструкции фрезы для всех видов червячных фрез…………22
2.1.12 Получение документации………………………………………………22
2.1.13 Расчет профиля червячных зуборезных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем…………………………………..22
2.1.14 Расчет профиля червячных фрез для нарезания валов с прямоточным (и эвольвентным) профилем зубьев, расположенных параллельно оси шлицевого соединения…………………………………………………………23
2.1.15 Расчет профиля червячных фрез для звездочек………………………24
2.1.16 Расчет червячных фрез для деталей с нестандартным профилем. Острошлицевые валы…………………………………………………………..24
2.1.17 Пример проектирования червячной фрезы для зубчатого колеса…...25
2.1.18 Пример проектирования червячной фрезы для шлицевого вала…….27
2.1.19 Создание документации………………………………………………..28
3.1 Общие положения.........................................................................................32
2.2 Результаты расчета профиля фрезы
(Прямоточный шлицевый вал, серия шлицев - средняя)………………...29
2.2 Результаты расчета профиля фрезы
(Прямоточный шлицевый вал, серия шлицев - средняя)………………...29
3 Проектирование дисковой фасонной фрезы………………………………..32
3.1 Общие положения.........................................................................................32
3.2 Общие сведения об инструментах..............................................................32
3.3 Структура инструментальной оснастки для автоматизированного машиностроения.......................................................................................................33
3.4 Инструмент для станков с ЧПУ и ГАП......................................................34
3.5 Задание...........................................................................................................35
3.6 Теоретические сведения...............................................................................35
3.7 Последовательность расчета дисковых фасонных фрез для обработки винтовых спиральных сверл....................................................................................37
3.8 Построение профиля фасонной фрезы.......................................................42
3.9 Расчет дисковой фасонной фрезы...............................................................43
4 Проектирование комплекта протяжек...........................................................45
4.1 Общие сведения о протягивании…………………………………………45
4.2 Расчет комплекта протяжек………………………………………………48
4.3 Оптимизация протяжного блока………………………………………….53
4.4 Эксплуатация протяжек…………………………………………………...54
Список литературу…………………………………………………………….55
Приложение……………………………………………………………………56
Начертить рабочие чертежи по данным, полученным при расчете на ЭВМ.
В качестве исходных данных использовать координаты узловых точек, описывающих профиль детали, а также данные, приведенные в табл. 1-3.
Таблица 1
Коды материалов
Материал |
Код |
Медь, алюминий |
1 |
Сталь автоматная |
2 |
Сталь легированная |
3 |
Чугун |
4 |
Сталь углеродистая |
5 |
Бронза, латунь, свинец |
6 |
Таблица 2
Код вида обработки
Вид обработки |
Код |
Наружная |
1 |
Внутренняя |
-1 |
Таблица 3
Код типа обработки
Тип резца |
Код |
Круглый |
1 |
Призматический |
-1 |
Согласно варианту задания выбирается нужный код и вносится в исходные данные.
1.3 Подготовка исходной информации.
Сложность составления исходной информации заключается в описании профиля детали, который может иметь различную конфигурацию.
Профиль детали целесообразно описывать в системе координат Х-У таким образом, чтобы ось Х совпадала с осью детали, а начало координат располагалось в правой торцевой плоскости. Профиль детали расчленяется на элементарные участки. Описываемые одним уравнением вида x=f(у). Общий профиль описывается уравнением:
В свою очередь каждый
элементарный участок
Qэл. = {x1, у1, x2, у2, p},
где х1, у1 – координаты начала элементарного участка; х2, у2 – координаты конца этого участка. Например, для окружности:
P = {x0, у0, Rуч.},
где х0,у0 – координаты центра воображаемой окружности для случая криволинейного элементарного участка, Rуч – ее радиус.
Исходной информации являются и такие величины, наибольший и наименьший диаметр детали, диаметр резца, тип резца (код), вид обработки (код), передний угол γ0 (величина смещения центров h0 для случая круглого резца), задний угол α0, шаг профиля, материал детали (код) и ее твердость. Значение этих величин принимают по чертежу детали, табл.1-3. материал детали ее твердость задает преподаватель.
Подготовку исходной информации на проектирование резцов (см. табл. 4-5).
Первый массив (табл. 4) это общие данные о детали и проектируемом инструменте.
Количественная информация (NU, NDET, DMAX, DMIN,HØ(AØ)) заноситься в числовом виде с указанной размерностью. С целью сокращения объема первого массива графа 10 используется для характеристики заднего угла обоих типов резцов. Для призматического резца этой характеристикой является конкретное значение угла α0, а для круглого величина смещения h0. значения DA, GAMØ<00,PAS несут не только количественную, но и качественную информацию. Если графы 9 и 11 значения DA=0 и GAMØ<00, то выбор значений этих параметров произойдет автоматически по соответствующим таблицам. Если же в графы поставить конкретные значения, то расчет в алгоритме будет идти на основе именно этих значений. При PAS=0 профиль резца рассчитывается как отрезки прямых и дуг окружностей, а при PAS≠0 он определяется дискретно с заданным шагомPAS между точками. Качественная информация первого массива (MD ,BIO, TP) кодируется с помощью табл. 1-3.
Рисунок 1. Профиль детали.
Таблица 4.
Общие сведения о детали и инструменте
№ п\п |
Обозначение |
Наименование параметра |
Размерность |
Величина |
1 |
NU |
Число участков профиля |
безр. |
4 |
2 |
NDET |
Номер варианта |
безр. |
3 |
3 |
DMAX |
Диаметр детали максимальный |
мм |
45 |
4 |
DMIN |
Диаметр детали минимальный |
мм |
20 |
5 |
MD |
Материал детали (код) |
безр. |
3 |
6 |
HB |
Твердость материала |
290 | |
7 |
BIO |
Вид обработки (код) |
безр. |
1 |
8 |
TP |
Тип резца (код) |
безр. |
-1 |
9 |
DA |
Наружный диаметр резца |
мм |
0 |
10 |
AØ(HØ) |
Задний угол |
град |
12 |
11 |
GAMØ |
Передний угол |
град |
15 |
12 |
PAS |
Шаг профиля |
мм |
0 |
Таблица 5
Описание профиля детали по участком
X1 |
Y1 |
X2 |
Y2 |
X0 |
Y0 |
R0 |
0 |
15 |
10 |
22,5 |
-3,1815 |
29,6587 |
15 |
10 |
22,5 |
25 |
22,5 |
0 |
0 |
0 |
25 |
17,5 |
35 |
12,5 |
0 |
0 |
0 |
35 |
10 |
40 |
10 |
0 |
0 |
0 |
Второй массив (табл. 5) содержит описание профиля детали по его участкам. Количество параметров одинаково и равняется семи x1, y1, x2, y2, x0, y0, Rуч. – координаты начала и конца участка и данные окружности для дугового участка. Для прямолинейного участка последние три величины равны нулю. Размер табл.5 является переменным, количество строг в ней зависит от количества участков на профиле. Количество строг равно количеству участков. В нашем случае количество участков равно четырем.
1.4 Алгоритмы проектирования
Алгоритм является универсальным потому, что обеспечивает расчет профиля и конструктивных элементов круглых и призматических фасонных резцов наружной и внутренней обработки поверхностей деталей типа тел вращения, профиль которых состоит из участков прямых и окружностей. Схема алгоритма приведена на (рис.2) в сокращенном виде. Желающие подробнее изучить данный алгоритм могут взять полностью чертежи блок-схемы у преподавателя.
Для удобства реализации коррекционного
расчета схема алгоритма
Таблица 6
Коррекционный расчет профиля фасонных резцов
№ п/п |
Рассчитываемая величина |
Формула |
1 |
Суммарный угол в базовой точке |
∑0=α0+γ0 |
2 |
Расстояние от центра детали до плоскости передней грани |
А0=rбаз.*sinγ0 |
3 |
Передний угол в текущей точке |
γi=arcsin(A0/ri) |
4 |
Расстояние от текущей точки до оси |
Bi=ri*cos(γ0-γi) |
5 |
Промежуточная величина |
Ki=±(Bi-rбаз) |
6 |
Глубина профиля резца до передней грани |
ti=ki/cosγ0 |
Только для призматических резцов | ||
7 |
Глубина профиля резца в радиальном сечении |
Ti=ti*cos∑0 |
8 |
Задний угол в текущей точке |
αi=∑0-γi |
Только для круглых резцов | ||
9 |
Постоянная величина |
C0=Rбаз.*cos∑0 |
10 |
Расстояние от центра резца до плоскости передней грани |
H0= Rбаз.*sin∑0 |
11 |
Вспомогательная величина |
Ci=C0-ti |
12 |
Суммарный угол в текущей точке |
∑i=arctgH0/Ci |
13 |
Радиус резца в текущей точке |
Ri=arctgH0/Ci |
14 |
Глубина профиля резца в радиальном сечении |
Ti= Rбаз.- Ri |
15 |
Задний угол в текущей точке |
αi=∑i-γ0 |
Таблица 7.
Отношение между высотой профиля деталии наружным диаметром резца
Высота профиля tmax |
Damin |
Высота профиля tmax |
Damin |
6 |
50 |
14 |
90 |
8 |
60 |
18 |
100 |
11 |
75 |
25 |
120 |
Таблица 8
Конструктивные элементы круглого резца
Da |
d |
I |
r |
dn |
50 |
12 |
3 |
1 |
6 |
60 |
16 |
3 |
2 |
8 |
75 |
22 |
4 |
2 |
8 |
90 |
22 |
4 |
2 |
8 |
100 |
27 |
5 |
3 |
10 |
120 |
27 |
5 |
3 |
10 |
Таблица 9
Конструктивные элементы призматических резцов
Размеры рабочей части, мм |
Размера «ласточкина хвоста»,мм | ||||
Sр |
hр.ч. не менее |
Sостр. |
S л.х. |
hл.х. |
b |
до 30 |
10 |
24,1 |
23 |
7,5 |
10 |
до 45 |
15 |
40,6 |
39 |
14 |
15 |
до 60 |
20 |
47,6 |
46 |
14 |
20 |
до 80 |
25 |
57,6 |
56 |
14 |
22 |
до 100 |
35 |
64,4 |
62 |
17 |
30 |
Таблица 10.
Рекомендуемые значения передних углов
Обрабатываемый материал |
Механические свойства |
Передний угол, град. | |
σв,Н/мм |
НВ | ||
Медь, алюминий |
- |
0-10 |
20-25 |
Сталь (А12 и др) |
50-80 |
150-235 |
15-20 |
Многоуглеродистая сталь |
0-50 |
10-150 |
20-25 |
Чугун |
- |
150-200 |
10-12 |
Чугун |
- |
200-250 |
6-8 |
Сталь |
80-100 |
235-290 |
10-15 |
Сталь |
100-120 |
290-350 |
5-10 |
Бронза свинцовая |
- |
0-10 |
0-5 |
Латунь |
- |
10-15 |
5-15 |
Таблица 11
Рекомендуемые значения угла заострения
Код материала |
Величина угла |
1 |
400 |
2,3 |
500 |
4,6 |
550 |
5 |
600 |
Рис. 2
Рис. 2
1.8 Расчет резца
Выполнил:
Жевлоченко Дмитрий
СФУ гр. МТ14-1
Дата: 15.10.07
Общие сведения о детали и инструменте: