Проектирование инструмента для машиностроительного производства

 

Таблица 1 – Химический состав и характеристики твердого сплава ВК6 (ГОСТ 3882-74)

Химический состав, %		Предел прочности σизг, Мпа	Плотность, г/см3	Твердость HRA
WC	Co
94	6	1519	14,6 … 15,0	88,5

 

4. Выбор стандартного инструмента

 

Определив в п. 1.1 способы обработки и вид применяемого инструмента, по каталогу фирмы «Sandvik Coromant» [5] выбираем стандартный инструмент и геометрические параметры сменных многогранных пластин для наиболее ответственных видов обработки в соответствии с рекомендациями, изложенными в этом каталоге.

 

1. Торцовые фрезы

 

Для обработки основания крышки  (рисунок 10) выбираем торцовую фрезу CoroMill 245 (рисунок 11), которая обеспечивает удаление больших объемов металла с глубиной обработки до 6 мм и получение высокого качества обрабатываемых поверхностей.

 

 

Рисунок 9 – Операционная карта

 

 

Рисунок 10 - Карта эскизов

 

 

Рисунок 10а – Карта наладки

 

 

Рисунок 10б – Карта наладки

 

При обработке детали необходимо использовать фрезы двух типоразмеров – с диаметром 110 и 145 мм с креплением на оправке, поскольку одну из площадок на верхнем основании невозможно обработать фрезой большого диаметра ввиду особенностей геометрической формы детали. Фреза меньшего диаметра послужит основой для конструирования специализированного инструмента. Их основные размеры представлены в таблице 5.

 

 

Таблица 5 – Основные размеры торцовых фрез

Dc	z	масса	dmm	Dc2	l1	ap	nmax
125	5	3.7	31.75	143.8	63	10.0	4900
200	8	12	47.63	218.8	63	10.0	3800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для такой фрезы рекомендуется применять экстрапозитивные пластины, т. е. с достаточно большой величиной заднего угла. По каталогу выбираем код пластины TEMТ 12 Т3 15 FR.

1 - Форма  пластины: квадратная =>T.

2 - Задний  угол пластины: 20° =>E.                                                          

3 - Класс  точности пластины:  =>M.

4 - Тип пластины:  =>Т.                                                         

5 - Размер  пластины: d=12 мм =>12.

6 - Толщина: S=3,97 мм =>Т3.

7 - Радиус  вершины: r = 1,5 мм => 15.

8 - Исполнение  режущей кромки: острая => F.

9 - Направление  подачи: правое => R.

 

Ее размеры и обозначения представлены на рисунке 12.

 

 

 

Вспомогательный инструмент

 

 

Рисунок 11а

 

 

Рисунок 11б

 

Проведем рвсчёт режимов резания для фрезерования.

 

 

 

 

 

d.2Выбор инструмента для сверления

 

Произведем выбор инструмента для сверления отверстия ø8х15 по каталогу.

Для ступенчатого сверления и снятия фаски выбираем ступенчатые сверла

СoroDrill Delta-C R841 (рисунок 14). Геометрические параметры сверла представлены на рисунке 15.

Для закрепления на станке выбираем регулируемый патрон с базовым конусом, размеры которого представлены на рисунок 16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 15

 

 

Рисунок 16

 

Выбираем скорость резания, в соответствии с обрабатываемым материалом (чугун ВЧ40, с НВ150), V=100 м/мин и подачу f=0.3 м/об в соответствии с рисунком 11.

 

 

Рисунок 17

 

 

Рисунок 18 – Операционная карта

 

 

Рисунок 19 – Эскиз операции сверления

 

 

Рисунок 20 – Карта наладки

 

 

Рисунок 20 – Карта наладки

 

 

d.3Выбор обрабатываемых поверхностей и типа проектируемого инструмента

 

У детали «Крышка» есть ряд поверхностей, для которых можно сконструировать вспомогательный инструмент. Это прежде всего касается поверхности со снятием фаски, для которого целесообразно сконструировать концевую фрезу, позволяющую обработать  поверхность за один проход, что значительно снизит время обработки благодаря сокращению времени на смену инструмента.

Вторым инструментом для проектирования будет сверло с диаметром 8, конструкция которого будет спроектирована на основе патентных исследований.

Более подробно конструкции этих инструментов будут описаны в разделе конструирования. Описания примененных патентов – в следующем, втором разделе расчетно-пояснительной записки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Патентные исследования

 

В результате выполнения курсового проекта были выполнены расчеты сверла, фрезы концевой и их чертежи , подобраны стандартные режущие инструменты

и выбраны патенты, которые исследованы ниже.

 

1. Заявка: 2009119770/02, 25.05.2009

Патентообладатель(и): 
Корюкина Нина Алексеевна (RU)

КОНЦЕВАЯ ФРЕЗА

(57) Реферат:

Концевая фреза содержит продольную ось, хвостовик и рабочую часть, включающую разделенные стружечными канавками зубья с режущими кромками, расположенными на цилиндрической поверхности, и торцовыми режущими кромками. Вершина каждого зуба образована на пересечении режущей кромки, расположенной на цилиндрической поверхности, и торцовой режущей кромки, а вершины всех зубьев лежат в плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы. При этом, по крайней мере, часть торцовой кромки каждого зуба расположена под углом к указанной плоскости, перпендикулярной продольной оси фрезы, с наклоном от вершины зуба к хвостовику. Для расширения технологических возможностей между стружечными канавками выполнены две дополнительные торцовые режущие кромки, расположенные параллельно друг другу в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси, и проходящие под углом к ней в направлении к хвостовику от точки на продольной оси, смещенной к хвостовику от плоскости, перпендикулярной продольной оси, в которой расположены вершины зубьев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Авторское свидетельство СССР №1333478, B23C 5/10, 1986 г.

 

Авторы патента: 
Никулин Дмитрий Сергеевич (RU) 
Каверзин Евгений Яковлевич (RU) 
Габанов Эдуард Вячеславович (RU) 
Савилов Андрей Владиславович (RU) 
Фурсов Евгений Алексеевич (RU)

 

Фреза концевая для обработки труднообрабатываемых материалов

 

Известна фреза с развернутой под прямым углом волновинтовой передней поверхностью зубьев, имеющих смещение гребней и впадин волн вдоль оси фрезы и плавное сопряжение с чисто винтовыми участками у рабочего торца фрезы. Недостатком данной фрезы является то, что не все крайние точки режущей кромки зуба лежат на образующей цилиндра. Это не позволяет получать прямолинейную поверхность и лишает возможности использовать фрезу данной конструкции на получистовых и чистовых операциях. Кроме того, данная фреза не имеет каналы для внутреннего подвода смазочно-охлаждающей жидкости, что не позволяет оптимально подавать ее непосредственно в зону резания и значительно повышает вероятность сваривания обрабатываемого материала с режущей поверхностью фрезы и последующее выкрашивание режущих кромок.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение стойкости, производительности (съем объема материала в единицу времени) и применимости концевых фрез в процессе эксплуатации.

Технический результат, который обеспечивает данное изобретение, заключается в получении черновой и/или получистовой прямолинейной поверхности при фрезеровании, предотвращении возможности сваривания обрабатываемого материала с режущей поверхностью фрезы и последующего выкрашивание режущих кромок, предотвращении навивания стружки на инструмент и облегчении ее отвода из зоны резания, возможности повышения режимов резания.

 

 

3. Заявка: №2243066, B23C 5/10.

 

Авторы патента: 
Чебоксаров В.В. (RU) 
Огнев Ю.Ф. (RU) 
Кукишев В.М. (RU)

 

Концевая фреза

 

Известна конструкция фрезы, у которой винтовые режущие кромки выполнены с переменным направлением .

Недостатком этой конструкции фрезы является неблагоприятная форма режущего лезвия, что отрицательно сказывается на производительности и качестве обработки.

Задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение является снижение трудоемкости изготовления и обеспечение равномерности нагружения режущих кромок.

Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, выражается в упрощении формы ступенчатых зубьев и нарезании их канавок одноугловыми фрезами без применения сложных винтовых движений, затачивании их передних граней тарельчатыми кругами без опасности задеть непрерывные зубья, в обеспечении на 80-90% равномерности нагрузки на режущие кромки при резании и в автоматическом получении пологих вспомогательных режущих кромок по обеим сторонам каждой ступенчатой кромки.

Поставленная задача решается тем, что концевая фреза, содержащая на корпусе режущей части непрерывные зубья одного направления и угла наклона к оси фрезы и чередующиеся с ними участки корпуса этого же направления и угла наклона со ступенчатыми зубьями другого направления и другого угла наклона, отличается тем, что угол наклона ступенчатых зубьев равен нулю и участки корпуса выполнены шириной, равной ширине непрерывного зуба, и одинаковыми по форме поперечного сечения с непрерывным зубом, а шаг ступенчатых зубьев выбран таким, чтобы их режущие кромки перекрывали друг друга в направлении резания.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого решения, аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию “новизна”.

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак “угол наклона ступенчатых зубьев равен нулю” позволяет упростить форму зубьев и их режущих кромок, сделать их прямыми, упростить технологию их изготовления и заточки и т.д.

 

 

 

4. Заявка:№ 110780

 

Авторы патента: 
Леонов И.Д.(RU)

 

Способ проектирования концевых фрез

Известны различные способы проектирования концевых фрез. Однако фрезы, изготовленные по указанному способу, имеют сравнительно небольшой срок годности, что особенно заметно при использовании их на средних и тяжелых работах. Вследствие недостаточного объема стружечной канавки и малого радиуса закругления ее дна, последняя в процессе работы фрезы быстро заполняется стружкой, которая в ней спрессовывается и препятствует нормальному резанию. Это приводит к быстрому износу и поломке фрезы.

В описываемом способе указанные недостатки устранены тем, что число зубьев фрезы, высота зуба и радиус закругления дна стружечной канавки выбираются из условия обеспечения ее максимального объема. При этом радиус закругления дна стружечной канавки выполняется большим, чем половина высоты зуба фрезы. Для облегчения схода стружки поверхность стружечной канавки полируется. Для улучшения выхода стружки и обеспечения более равномерной работы фрезы угол сбега винтовой линии стружечной канавки выполняется равным 30 .

Фрезы, выполненные по данному способу, могут работать на более высоких режимах резания, причем стойкость их увеличивается в несколько раз, по сравнению с существующими.

 

 

 

5. Заявка: № RU 2409454

Авторы патента: 
Волох Владимир (RU)

 

Концевая фреза для орбитального фрезерования

 

Фреза выполнена с возможностью вырезания отверстий в твердом материале, включающих цилиндрические сквозные отверстия, глухие отверстия, отверстия с выточками и конические отверстия, и снабжена хвостовиком, примыкающим к режущей части. Ось режущей части отстоит от оси шпинделя фрезерного станка, предназначенного для удерживания указанного хвостовика. Режущая часть имеет по меньшей мере одну режущую кромку для черновой обработки, ряд режущих кромок для получистовой обработки и ряд режущих кромок для чистовой обработки, при этом максимальный диаметр режущих кромок для получистовой обработки превышает диаметр режущих кромок для черновой обработки и меньше диаметра режущих кромок для чистовой обработки. Технический результат: повышение качества обработки.

Инструмент для орбитального фрезерования, выполненный с возможностью вырезания отверстий в твердом материале, включающих цилиндрические сквозные отверстия, глухие отверстия, отверстия с выточками и конические отверстия, снабженный хвостовиком, примыкающим к режущей части, причем ось режущей части отстоит от оси шпинделя фрезерного станка, предназначенного для удерживания указанного хвостовика, а режущая часть имеет по меньшей мере одну режущую кромку для черновой обработки, ряд режущих кромок для получистовой обработки и ряд режущих кромок для чистовой обработки, при этом максимальный диаметр режущих кромок для получистовой обработки превышает диаметр режущих кромок для черновой обработки и меньше диаметра режущих кромок для чистовой обработки.