Introducción
Los cortadores perfilados son una herramienta cuyos filos de corte tienen una forma que depende de la forma del perfil de la pieza de trabajo.
Los cortadores con forma trabajan en condiciones difíciles, ya que todos los filos entran simultáneamente en el corte y crean altas fuerzas de corte. Su uso no requiere una alta cualificación del trabajador, y la precisión de las piezas mecanizadas está garantizada por el propio diseño de la fresa. Los cortadores cuidadosamente calculados y de forma precisa, cuando se instalan correctamente en las máquinas, proporcionan una alta productividad, una forma y dimensiones precisas de las piezas de trabajo.
La precisión de la fabricación de piezas con cortadores de forma se puede lograr hasta 9-12 grados de precisión.
Los cortadores de forma redonda se utilizan para tornear superficies externas e internas, y los prismáticos se usan solo para superficies externas. Las principales ventajas de los cortadores redondos son su facilidad de fabricación, una gran cantidad de rectificados en comparación con los cortadores prismáticos. Los cortadores se fijan en el mandril y se fijan por rotación con la ayuda de ondulaciones hechas en uno de los extremos.
Más a menudo, las ondulaciones se hacen en un anillo especial con un pasador, que forma parte del soporte para montar el cortador en la máquina. En este caso, se perfora un orificio para el pasador en el cortador.
La longitud del perfil de la fresa perfilada se toma un poco más larga que la longitud de la pieza de trabajo. La longitud admisible del perfil de corte L p al montar la pieza de trabajo en el mandril está limitada.
Diseño de un cortador de forma redonda
Los cortadores de formas son una herramienta costosa y compleja. Para un cortador redondo, solo el cortador en sí está hecho de acero de alta velocidad y el soporte en el que está montado está hecho de acero estructural. Para evitar que el cortador gire sobre el soporte, se fabrica una superficie ondulada dentada.
Para la fabricación de fresas redondas es recomendable utilizar máquinas CNC polivalentes.
Al procesar en estas máquinas, se nota la facilidad de fabricación incluso de los perfiles de formas más complejas.
Los principales elementos estructurales de un cortador redondo perfilado que deben determinarse son:
diámetro exterior del cortador;
diámetro del agujero;
perfil de corte perfilado;
longitud del cortador.
El diámetro exterior del cortador se establece teniendo en cuenta:
altura del perfil del producto,
distancia requerida para la eliminación de virutas L,
el valor mínimo de la pared del cortador M.
Figura 1. Tipo de superficie moldeada
Dimensiones detalladas: D - 42 mm; profundidad 1 - 45 mm; l1 = 3 mm; largo 2 - 18 mm; l 3 \u003d 33 mm;
L = 40 mm; f = 0,5 mm.
Material procesado - acero 20XG
Tomamos la longitud del cortador aumentada en 4 mm con respecto a la longitud de la pieza para compensar la imprecisión en la instalación de la barra con respecto al cortador.
En la superficie en contacto con la barra, hacemos un ángulo de destalonado para evitar el roce de la superficie lateral del cortador sobre la barra.
Para facilitar la instalación precisa del cortador a la altura del centro del producto, se deben hacer muescas en el cuerpo del cortador. Para la conveniencia de afilar, se recomienda dar un riesgo circular de control en el cortador, cuyo radio es igual a hp.
Las tolerancias para la precisión de fabricación de todas las dimensiones lineales del cortador no se especifican directamente. Generalmente se establecen tolerancias para la fabricación de todas las dimensiones de la plantilla para un cortador dado, y el perfil del cortador se mide por la plantilla. Se aceptan tolerancias para la fabricación de la plantilla dentro de 0,01-0,02 mm.
Elección del material de corte.
Elegimos acero rápido R6M5.
Características de R6M5.
El acero R6M5 básicamente reemplazó al acero R18, R12 y R9i y encontró aplicación en el procesamiento de aleaciones no ferrosas, hierro fundido, aceros al carbono y aleados, así como algunos aceros resistentes al calor y a la corrosión.
La resistencia de este material es satisfactoria. Se aumenta la resistencia al desgaste a velocidades de corte bajas y medias. Este material tiene un amplio rango de temperaturas de endurecimiento.
El lijado es satisfactorio.
El acero R6M5 se utiliza para la producción de todo tipo de herramientas de corte en el procesamiento de aceros estructurales de aleación de carbono; preferentemente para la fabricación de herramientas de roscar, así como herramientas que trabajen con cargas de impacto.
Composición química del acero R6M5:
La dureza del material R6M5 después del recocido es HB 10 -1 = 255 MPa.
Geometría de corte perfilada.
Una fresa perfilada, como cualquier otra fresa, debe estar provista del juego y ángulos frontales adecuados para que el proceso de arranque de viruta se realice en condiciones suficientemente favorables.
Los parámetros geométricos de la parte de corte - ángulos b y d - se establecen en el punto base (o en la línea base) del borde de corte en el plano n, perpendicular a la base del accesorio cortador. Para la base tomar el punto A, el más alejado de la base de la montura.
Figura 2. Parámetros geométricos de la pieza de corte.
El ángulo frontal de un cortador redondo radial se realiza durante su fabricación, colocando la superficie frontal a una distancia h del eje del cortador, y el ángulo trasero se obtiene colocando el eje del cortador por encima del eje de la pieza en h p .:
h p \u003d RCsen (b)
donde R = D/2 es el radio del cortador en el punto base (D es el diámetro máximo del cortador).
El valor de los ángulos frontales de los incisivos radiales se asigna de acuerdo a la tabla. 5 según el material que se esté mecanizando y el material de la fresa.
El ángulo posterior del borde de corte de la fresa depende de la forma de la fresa moldeada y de su tipo; para fresas redondas, el ángulo posterior se elige entre 10 0 y 15 0 . Para los cálculos, tomaremos 15 0 .
Los valores dados de los ángulos trasero y delantero se aplican solo a los puntos exteriores del perfil del cortador. Con el acercamiento de los puntos considerados al centro del cortador redondo, el ángulo posterior aumenta continuamente y el ángulo frontal disminuye.
Cálculo de un cortador perfilado.
El perfil del cortador con forma, por regla general, no coincide con el perfil de la pieza de trabajo, lo que requiere la corrección del perfil del cortador.
Para hacer esto, determine las dimensiones de la sección normal para secciones prismáticas y axiales, para cortadores redondos.
El perfil de la fresa perfilada se corrige de dos formas:
gráfico;
analítico;
Los métodos gráficos brindan la mayor precisión, al mismo tiempo que son simples y aceptables para corregir el perfil de cortadores con configuración simple, con requisitos de baja precisión y para la determinación tentativa del perfil de cortadores de formas complejas y precisas. Todos ellos se basan en encontrar el tamaño natural de una figura plana, determinado por la sección normal o axial del cortador perfilado. En la práctica, la corrección del perfil de un cortador perfilado se realiza mediante un método analítico que proporciona una alta precisión.
Con un ángulo posterior y frontal igual a 0, el perfil del cortador coincidirá exactamente con el perfil de la pieza.
En nuestro caso, los ángulos no son iguales a 0, en este caso se puede ver que el perfil del cortador cambia en comparación con el perfil de la pieza, todas las dimensiones del perfil medidas perpendicularmente al eje de la pieza cambian en el cortador.
Definamos el perfil del filo de nuestro cortador de dos formas y comparémoslas.
La primera forma: Gráfica,
La segunda vía: Analítica.
Cálculo gráfico del perfil de corte
La elaboración de perfiles se reduce a lo siguiente. Los puntos característicos 1, 2, 3... de la proyección horizontal de la pieza se trasladan al eje horizontal de la proyección vertical de la pieza, y luego, con radios descritos desde el centro de la proyección vertical de la pieza, se se transfieren a la huella de la superficie frontal del cortador. Esto logra la corrección a partir de la presencia del ángulo frontal. Los puntos obtenidos se transfieren desde el trazo de la superficie frontal con radios descritos desde el centro del cortador hasta el eje horizontal de su proyección vertical. Como resultado de esta transferencia, se realiza una corrección por la presencia de un ángulo posterior. Los puntos obtenidos se bajan hasta la intersección con líneas horizontales trazadas desde los puntos característicos de la proyección horizontal de la pieza.
En la fig. 4, además del perfilado, se proporcionan filos de corte adicionales del cortador, cuyas dimensiones se pueden tener en cuenta al diseñar su diseño: S 1 - filo de corte que prepara una pieza de una pieza a partir de una pieza de trabajo (generalmente una barra) ; su parte superior no debe sobresalir más allá del perfil de trabajo del cortador, es decir, t - debe ser menor que (o igual a) t max. En este caso, el ancho de la ranura para tronzado debe ser 0,5 ... 1 mm más ancho que la longitud del filo principal de la herramienta de corte. El ángulo z debe ser de al menos 15°.
Se requiere un filo de corte adicional S 2 para el biselado o el recorte de piezas; S 5 \u003d 1 ... 2 mm - superposición; S 4 \u003d 2 ... 3 mm - parte de endurecimiento.
Por lo tanto, la longitud del cortador
LP \u003d l re + S 2 + S 4
donde l d es la longitud de la pieza.
L p \u003d 40 + 15 + 2 \u003d 57 mm
Figura 4. Método gráfico de perfilado de un cortador con afilado en un ángulo r
El diámetro de un cortador de forma redonda se determina mediante un método gráfico. La mayor profundidad del perfil procesado.
d min , d max - los diámetros mayor y menor del perfil de la pieza de trabajo.
Según la mayor profundidad del perfil procesado según tabla. 3 encontrar
D = 60 mm, R1 = 17 mm.
donde, R= D/2 es el radio de la fresa en el punto base (D es el diámetro máximo de la fresa).
Para obtener el ángulo posterior de un cortador de forma redonda, su parte superior en el trabajo se coloca debajo del eje del cortador a una distancia h.
Figura 5. Determinación de las esquinas traseras del cortador perfilado.
Calculamos la altura de afilado de la fresa perfilada con un punto base relativo al eje de la pieza:
h p \u003d 17 * sin25 \u003d 7,1 mm
El contorno formado se divide en secciones separadas, los puntos base que caracterizan los extremos de las secciones se indican con números y se determinan las coordenadas de todos los puntos base, es decir Se compila la Tabla 1 (ver Figura 5).
Es deseable disponer los puntos base para que tengan los mismos radios r en pares, lo que reduce la cantidad de cálculos de corrección. Las coordenadas de puntos desconocidos se determinan resolviendo triángulos rectángulos. Por ejemplo: se establece el tamaño l i, luego se determina el radio del punto r 1, y luego, teniendo el radio, se obtiene el tamaño l i ” de manera similar. La precisión de cálculo de las coordenadas de los puntos de la pieza es de 0,01 mm.
Dado que la forma del cortador generalmente debe calcularse sobre una serie de puntos nodales, por conveniencia, los cálculos se pueden presentar en forma de tabla.
tabla 1
Cálculo analítico del perfil de un cortador perfilado
Resolviendo problemas geométricos elementales, el número de puntos característicos por los cuales determinamos los radios de los puntos del perfil de la pieza, como en el método geométrico - 8.
Denotemos con los números 1,2,...., i condicionalmente los puntos de un perfil dado, los radios r 1 ,r 2 .... de los puntos nodales y la distancia a lo largo del eje entre ellos l 21 . ......l i1 se determinan a partir del dibujo de detalle y se resumen en la Tabla 1. Sitúe el punto 1 a la altura del centro de rotación de la pieza (punto base). A través del punto 1 dibujamos la superficie frontal del cortador en un ángulo r 1. Debido a la inclinación de la superficie frontal, los otros puntos nodales (2, 3,..., i) se sitúan por debajo del centro de giro de la pieza.
Para calcular el perfil de fresas redondas y prismáticas, es necesario determinar las distancias C i1 a lo largo de la cara frontal desde el punto i hasta el punto 1.
Donde r 1 , r i son los radios de la base y el i-ésimo punto nodal, respectivamente.
En consecuencia, el valor de C i1 no está relacionado con la forma constructiva de los cortadores, es decir, la fórmula es válida tanto para cortadores prismáticos como redondos.
Determine el radio R i de los cortadores para procesamiento externo:
donde r 1, b 1 - ángulos delantero y trasero para el punto base 1;
Determine la distancia de profundidad del perfil en la sección axial del cortador de forma redonda:
t 2 \u003d 30-29.5 \u003d 0.5 mm
t 3 \u003d 30-29.5 \u003d 0.5 mm
t 4 \u003d 30-26 \u003d 4 mm
t 5 \u003d 30-24.8 \u003d 5.2 mm
t 6 \u003d 30-26 \u003d 4 mm
t 7 \u003d 30-29.5 \u003d 0.5 mm
t 8 \u003d 30-29.5 \u003d 0.5 mm
Comparemos las dimensiones del cortador obtenidas por dos métodos:
Tabla 2.
Por lo tanto, la discrepancia máxima entre los dos métodos fue de 1,163% Comparando estos dos métodos para calcular el perfil de un cortador perfilado, determinamos que el método analítico es el más preciso.
El error no es grande, por lo que para la producción a pequeña escala, puede usar el método gráfico.
Diseño de patrones y contrapatrones
Sobre la base de los resultados del cálculo de corrección, se construye un perfil de plantilla para controlar la precisión del perfil de la superficie moldeada del cortador después del rectificado, y se construye una contraplantilla para controlar los perfiles de la muela abrasiva para procesar el cortador. perfil. Para hacer esto, se dibuja una línea de coordenadas a través del punto base paralela al eje, a partir de la cual se trazan los valores calculados de la altura del perfil del cortador en los puntos característicos DR i. Las dimensiones axiales del perfil de las fresas con eje paralelo al eje de la pieza son iguales a las dimensiones axiales de la pieza.
Las secciones curvilíneas del perfil se dan como un arco de radio r, cuyo valor se determina utilizando las coordenadas de tres puntos característicos ubicados en la sección curva, o las coordenadas de una serie de puntos por los que pasa la curva.
Precisión de fabricación del perfil ±0,01. Para facilitar el rectificado de perfiles, se realiza un chaflán de 30°. Material de la plantilla - acero 20HG, dureza HRC 58...62.
Un cortador de forma redonda es un cuerpo de revolución que tiene una ranura en ángulo para crear un plano frontal y un espacio para virutas. El eje del cortador se establece más alto que el eje de la pieza, por lo que se crean ángulos de separación positivos en el borde de corte con forma.
Los cortadores redondos son los más avanzados tecnológicamente en su fabricación y permiten un mayor número de afilados. Estos cortadores tienen generatrices anulares y helicoidales. El material de las fresas redondas es principalmente acero rápido. Para fijar cortadores de forma redonda en el soporte, en las superficies de los extremos de estos cortadores, se proporcionan ondulaciones, orificios para el pasador o ranuras en el extremo. El diseño y dimensiones totales de las fresas perfiladas se pueden seleccionar en función de la mayor profundidad del perfil de la pieza fabricada según las tablas.
Ejercicio
Diseñe un cortador de forma redonda para procesar una pieza de trabajo a partir de una barra con un diámetro D con la preparación de una ranura para el corte posterior.
Donde D zag = 80 mm, d 1 = 67, d 2 = 70, d 3 = 78, d 4 = 72, l 1 = 3, l 2 = 18, l 3 = 30, l 4 = 45
Precisión dimensional h12±T14\2
Material LS 63-3 sigma b =350 MPa
Figura 1. Croquis de detalle
Cálculo analítico (correctivo) del perfil de corte
1. DISEÑO DEL CORTADOR CON FORMA
1.1 Elección del material de la herramienta de corte
Según ficha. 2.9 para la parte de corte del cortador, elegimos acero de alta velocidad P6M5.
1.2 Elección del diseño del cortador
De acuerdo con la forma y el diseño, los cortadores con forma se dividen en redondos, prismáticos y de varilla. Los cortadores redondos son los más avanzados tecnológicamente en la fabricación y permiten una gran cantidad de reafilados, por lo que para procesar una determinada pieza, elegimos un cortador redondo con generatrices anulares. Para fijar el cortador en el soporte, las superficies de los extremos están provistas de orificios para el pasador.
1.3 Cálculo de la fresa perfilada
Dmax=80 mm - la mayor dimensión diametral de la pieza. Dmin=62,76 mm - la dimensión diametral más pequeña de la pieza. La mayor profundidad del perfil de detalle es tmax=8,68 mm.
1.2 Determinación de los parámetros de diseño del perfil de la pieza
d calc. = d max - , donde d calc. - el diámetro máximo, teniendo en cuenta la tolerancia, T - tolerancia para el diámetro.
| d calculado 1 = 62,76- = 62,635; | r calc.1 = =31,31; |
| d calculada 2 = 67-66,875; | r calculado 2 = 33,43; |
| d calculado 3 = 70- = 69.875; | r calculado 3 = 34,93; |
| d calculada 4 = 71.89- = 71.765; | r calculado 4 = 35,88; |
| d calculada 5 = 74,32- = 74,195; | r calculado 5 = 37,11; |
| d calculada 6 = 76,35- = 76,225; | r calc. 6 = 38,11; |
| d calculada 7 = 78- = 77.875; | r calculado 7 = 38,93; |
| d calculado 8 = 76.58- = 76.455; | r calculado 8 = 38,22; |
| d calculada 9 = 75- = 74.875; | r calculado 9 = 37,43; |
| d calculado 10 = 73.57- = 73.435; | r calculado 10 = 36,71; |
| d calculado 11 = 72- = 71.875; | r calculado 11 = 35,93; |
| d rasch.12 \u003d d rast13 \u003d 69- \u003d 68.878; | r rast12 \u003d r rast13 \u003d 34.43 |
| d ras14 \u003d d ras15 \u003d 80- \u003d 79.875 | r ras14 = r ras15 = 39.93 |
1.3 Determine la profundidad máxima del perfil de la pieza: t = = = 8,6825 mm;
Según la tabla de referencia para cortadores de discos perfilados con ondulaciones finales, determinamos en función de la profundidad del perfil:
Diámetro del cortador - 40 mm; diámetro del orificio de montaje - 13 mm.
Dado que el ancho de esta fresa perfilada es superior a 40 mm, utilizaremos una fijación de doble apoyo (Fig. 1) para garantizar una mayor rigidez estructural.
Número de dientes de las ondulaciones finales: Z = 34.
El número de dientes frontales del cortador: Z = 32.
Ángulo de ataque: γ = 5°; ángulo de incidencia: α = 0°.
El diámetro del hombro con dientes finales: db = 1.5d = 1.5×13=19.5 mm, donde d es el diámetro del orificio de montaje.
Longitud del cuello: largo = 3 mm.
1 - cuerpo; 2 - tornillo; 3 - tuerca; 4 - cortador; 5 - perno; 6 - palanca; 7 - corcho
Figura 1  |  |
Ancho del cortador: B \u003d l d +l add +10, donde l add - el ancho de la hoja adicional para girar una ranura para cortar la pieza terminada l add = 5 mm.
H \u003d 80 + 5 + 10 \u003d 95 mm.
La longitud de la parte pulida del agujero:
l 1 \u003d 0,25 (B - l adicional) \u003d 0,25 (80-5) \u003d 18,75 mm
1.4 Cálculo correctivo del perfil de una fresa redonda durante su instalación normal en la máquina.
La suma de los ángulos anterior y posterior: ε = γ+α = 5°
Distancia desde el plano de la superficie frontal al eje del cortador:
Altura de instalación del cortador
H \u003d R 1 sinε \u003d 38,93 × sin5 ° \u003d 3,39 mm
Distancia desde el plano de la superficie frontal al eje de la pieza de trabajo:
m = r 1 senγ = 31,31×sen5° = 2,79 mm
Distancia A 1 según el esquema de diseño:
A 1 \u003d r 1 cosγ \u003d 31.31 × cos20 ° \u003d 29.421 mm
Ángulo frontal en los puntos i: sinγ i =
| senγ 1 = = 0.0892 | γ 1 \u003d 4.25 | cos γ 1 = 0,9511 | |
| senγ 2 = 0.0839 | γ2 \u003d 4.98 | cosγ2 =0,9562 | |
| senγ 3 = 0.0789 | γ3 = 3,17 | cosγ3 =0,9626 | |
| senγ 4 = 0.0777 | γ 4 \u003d 3.14 | cosγ 4 =0.9690 | |
| senγ 5 = 0,0751 | γ5 = 4,05 | cosγ5 =0,9729 | |
| Sinγ 6 = 0,0732 | γ6 = 4,20 | Cosγ6 =0,9802 | |
| Sinγ 7 =0.0716 | 7 \u003d 2.73 | Cosγ7 =0,9790 | |
| Sinγ 8 =0.0729 | γ 8 \u003d 3.053 | Cosγ8 =0,9750 | |
| Sinγ 9 =0.0745 | γ 9 \u003d 3.62 | Cosγ9 =0,96766 | |
| Sinγ 10 =0.0761 | γ 10 \u003d 3.82 | cosγ10 =0,93748 | |
| sinγ 11 \u003d 0.0776 | γ11 \u003d 4.2 | cosγ 1 1 =0.98279 | |
| senγ 12.13 =0.081 | γ12,13 =1,45 | cosγ 12 , 13 =0,93748 | |
| senγ 14.15 =0.0698 | γ14,15 =4,98 | cosγ 14 , 15 =0.96766 | |
Distancia А i según el esquema de diseño А i =r i *cosγ i
A 2 \u003d r 2 cosγ 2 \u003d 31.965766
un 5 = 
33.185619
Un 10 \u003d 34.4627023
Un 11 \u003d 35.3116447
12.13 \u003d 32.2774364
A 14.15 \u003d 38.6386638
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Distancia C i según el esquema de diseño, mm: C i \u003d A i - A 1
C2 = 2,2745766
C 12,13 = 2,8564
Distancia B 1 según el esquema de diseño, mm: B 1 \u003d R 1 cosε \u003d 39.5 × cos30 ° \u003d 34.208 mm
B yo \u003d B 1 - C yo
B 2 \u003d B 1 - C 2 \u003d 39.964 mm
B 3 \u003d B 1 - C 3 \u003d 30.006
segundo 4 \u003d segundo 1 - do 4 \u003d 28.974
En 12.13 = 31.358
B 14,15 = 24,991
Ángulo de distancia a los puntos i: tgε i =
El orden de ajuste de las dimensiones axiales del perfil en la plantilla y contra plantilla debe ser el mismo que en el cortador perfilado. Las tolerancias para la altura y las dimensiones axiales del perfil de la plantilla deben ser 1,5...2 veces menores que para las dimensiones del cortador, y las tolerancias para las dimensiones del perfil de la contraplantilla deben ser 1,5...2 veces menores que para el dimensiones de la plantilla.
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Diseño de brocha
Datos iniciales para el diseño
Diámetro del agujero D o = 38,65 mm.
Diámetro del agujero acabado D=40 H9 +0,030 mm.
Longitud del agujero yo= 80 mm.
Rugosidad de la superficie Real academia de bellas artes= 2,5 µm.
Material de detalle: SCH20.
Propiedades mecánicas:
fortaleza σ c ≈ 200 MPa;
dureza HB=220
Máquina modelo 7A534.
Fuerza de tracción P c \u003d 250000 N.
carrera más larga yo R . K. = 1600 mm.
diente de calibre de brochado
La brocha diseñada está diseñada para procesar un agujero redondo con precisión de fabricación de acuerdo con el grado 9 y la rugosidad de la superficie. Real academia de bellas artes= 2,5 µm. El orificio requerido en SCH20 se puede obtener con brochas trabajando según un patrón de corte de grupo o perfil.
El material de la parte de trabajo es aceptado R6M5 GOST 19265-73.
La cuestión de un esquema de corte específico se decidirá en función de la longitud más pequeña de la parte de trabajo de la brocha.
Para garantizar una alta resistencia a la brocha, adoptamos el diseño de una pieza de la herramienta. El material de la parte trasera de la brocha es acero aleado para herramientas 40Xσ B ≈ 250 MPa
P xv \u003d [Ϭ] p * F buey
Fox \u003d 0.25 * π * Dox 2 \u003d 0.25 * 3.14 * 42 2 \u003d 1385.5 mm 2
P xv \u003d 200 * 1385.5 \u003d 277100 N
Parámetros geométricos de los dientes de la brocha
ángulo anterior de los dientes γ = 10;
ángulo trasero de los dientes de desbaste y de transición α 0 = 3°;
ángulo posterior de los dientes de acabado α h = 3°;
holgura calibración dientes α k = 1°.
Cálculo de los principales elementos estructurales.
Establezca la velocidad que la máquina puede proporcionar:
Levantamiento de dientes de desbaste Sz = 0,05 mm.
elija la forma del diente con un radio hacia atrás. Paso previo de los dientes de corte para brocha de corte variable.
t=(1.25....1.5)L zag 0.5=(1.25....1.5)*80 0.5=10mm
Factor de relleno de flauta
Profundidad de flauta requerida para llenar la flauta
h= 0,5 = 0,5 = 2 mm
Aceptamos la profundidad de la ranura de la viruta h = 4 mm; y el paso de los dientes cortantes se toma t=12.
Los elementos restantes se toman de la tabla 3 = 4 mm
R=3mm R=7mm
El número de dientes que trabajan simultáneamente.
Esclavo Z \u003d (lzag / t) + 1 \u003d 80 / 10 \u003d 9
Aceptamos el esclavo Z del número más pequeño más cercano \u003d 9
No se cumple la condición 3≤ Z esclavo ≤8. Pero cuando se mecaniza hierro fundido, no se usa refrigerante, por lo que se puede aumentar el esclavo Z máximo.
Como P adicional aceptamos la menor de 3 restricciones posibles: fuerza admisible en el mango; fuerza admisible en el primer diente; fuerza admisible según las características técnicas de la máquina
:P oh; P01; q
PAG 01 \u003d [Ϭ] PAG * F 01
F 01 \u003d π (D 1 -2h) 2 / 4
D 1 - el diámetro del primer diente.
D 1 \u003d d 0 min + 2S z \u003d 38.65 + 0.1 \u003d 38.75
P 01 \u003d 350 * 3.14 (38.75-2 * 5) 2 / 4 \u003d 214637H
Q=(0.8….0.9)250000=200000
Como Q˂ Р х˂ aceptamos Р adicional = 200000H
Número de dientes en el grupo Z c .
Z c ≥q 0 *π*D*Z trabajo* K p /P adicional
K p \u003d K p m K p a K p p \u003d 0.5 * 1.0 * 1.3 \u003d 0.65
La fuerza de corte máxima que se produce al tirar
P z = q 0 ∑ l p K p = q 0 *π*D*Z trabajo* K p / Z c =132*3.14*40*9*0.65=969888.3 H
P z ˂ P añadir; 969888.3˂200000H
Margen de brochado completo:
A \u003d d max -d min \u003d 40.08-38.89 \u003d 1.19 mm
Margen para la parte de transición Un carril \u003d 0,2 mm
Margen para cortar dientes A 0 \u003d A- (A clean + A lane) \u003d 0.99mm
Número de grupos de dientes de desbaste
n 0 \u003d A 0 / 2S z \u003d 0.99 / (2 * 0.1) \u003d 4.95
Número de dientes de corte
Z p \u003d (A 0 / 2S z) + 1 \u003d 10.9
Aceptamos Z p = 11
El resto de la asignación
Un resto \u003d A 0 - (Z p -1) * 2S z \u003d 0,91 mm
Ajuste la tolerancia de los dientes de transición
Ap=2Sz+Aost=1.01mm
Dada la cantidad significativa de tolerancia para los dientes de transición, seleccionamos el número de dientes de transición -5, por lo tanto, la distribución A p:
En el primer diente de transición-0,14 mm;
En el segundo -0,1 mm;
En el tercero -0,05 mm;
En el cuarto - 0,02 mm
En el quinto -0.01mm.
Tolerancia de diseño de agujeros Тr=0.005 mm
Por lo tanto, margen para dientes de transición Ap=0,32 mm
Número de dientes de brochaZк=7
Número total de dientes de brocha 18
Z=Zp+Zp+Zk=11+5+7=23
Paso de calibre
Para brochas redondas t k \u003d (0.7 ... 0.8) t \u003d 9.8 ... 11.2 mm
Aceptamos t k \u003d 10
Tolerancia escalonada para cortar y calibrar dientes.
Calidad 14
La longitud de la parte de trabajo de la brocha.
L esclavo \u003d (Z p + Z p) + t a * Z a \u003d 14 (11 + 5) + 10 * 7 \u003d 156 mm
Diámetro del diente
Diámetro del primer diente D 1 =D 0 min =38,65 mm
D 2 = D 1 +2 Tamaño = 38,65 + 0,1 = 38,75 mm
Calibración del diámetro de los dientes
D a \u003d d max -0.005 \u003d 40.8-0.005 \u003d 40.795mm
Dimensiones del riel frontal
La longitud del cono de transición L pc = 20
Distancia desde el extremo frontal de la brocha hasta el primer diente
L 0 \u003d L st + L zag + 25 mm \u003d 280 + 80 + 25 \u003d 385 mm
Dimensiones guía trasera: 35mm
Longitud total de brochado
L \u003d l 0 + l esclavo + l zn \u003d 576 mm.
Aceptar L=580mm.
Datos iniciales:
Perfil de la pieza, para cuyo procesamiento se requiere diseñar un cortador con forma (Fig. 1);
Asignación para el procesamiento (indicado en el dibujo);
Tolerancia del perfil de detalle ±0,05 mm;
- el material del detalle - steel35.
1.1. Cálculo de las dimensiones medias del perfil de la pieza.
Las dimensiones promedio del perfil en este ejemplo coinciden con las dimensiones nominales del perfil de la pieza, ya que la tolerancia del perfil se establece en b + u, es decir ubicado simétricamente. Por lo tanto, no es necesario determinar las dimensiones promedio del perfil.
1.2. Selección de la posición de la línea base
El perfil especificado de la pieza tiene una altura relativamente pequeña: h = 4 mm. El perfil del filo de corte consiste principalmente en secciones paralelas al eje de la pieza.
La sección del borde, que es la más fácil para instalar el cortador al nivel de la línea central de la máquina, es decir. en el plano axial de la pieza, se encuentran los tramos 1-2 y 5-6. Por lo tanto, para un perfil de pieza dado, la línea de base del cortador se ubica en las secciones de borde 1-2 y 5-6 (Fig. 2).
1.3. Cálculo de las dimensiones totales del cortador.
Se calcula el ancho del cortador L = L niños + 2n (Tabla 2.5, 2.6, 2.7):
L = 24 + 2 × 3 = 30 mm.
La altura (profundidad) del perfil de la pieza q en la dirección perpendicular al eje del cortador se calcula o determina gráficamente en una escala ampliada:
Se determina el diámetro del orificio de montaje d 0.
Según tabla 2.3 avance S=0,02 mm/rev y fuerza de corte
P z (L \u003d 1 mm) \u003d 110H \u003d 11 daN * (Tabla 2.2).
Luego, la fuerza de corte P z \u003d P z (L \u003d 1 mm) × L \u003d 11 × 30 \u003d 330 daN.
Dado el ancho de la fresa y el hecho de que la fuerza de corte es pequeña, aceptamos el montaje en voladizo del mandril. Según la Tabla 2.1, el diámetro interior d0= 27 mm.
El valor más pequeño permitido del diámetro exterior del cortador se calcula
D>d0+2(q+l+m)
Suponiendo que l = 4 mm y m = 8 mm,
obtenemos
D>27 + 2 (4 + 4 + 8)> 59.
Redondeando al valor más cercano según el rango estándar de diámetros de fresa, aceptamos D = 60 mm.
1.4. Cálculo de corrección del perfil de corte
Los parámetros geométricos del cortador se seleccionan para las secciones del filo
1-2, 5-6, por donde pasa la línea base (Fig. 4).
Para el cortador diseñado, según la Tabla 2.4, tomamos el ángulo de ataque j = 18° (acero 35; Gb = 85daN/mm^). ángulo trasero L = 12*.
Se calcula el tamaño de la hoja, que determina la posición del eje del cortador en relación con el eje de la pieza (Fig. 5):
hset \u003d R1 sinL;
hset \u003d 30 * sin 12 ° \u003d 30 X 0.20791 \u003d 6.237.
Aceptamos husm = 6.2.
Se calcula el perfil del cortador en el plano frontal. Para hacer esto, se dibuja el perfil de la pieza de trabajo. Los números I, 2, 3, 4, etc. Se marcan los puntos característicos del perfil.
Las coordenadas de los puntos de diseño del perfil de la pieza se calculan en función de las dimensiones de rendimiento de la pieza:
r1=r2=r5=r6=10 mm; l2=6mm;
r3=11,4142 mm; l3=6,5858mm;
r4= 12 mm; l4= 8mm;
r7 = r8 = 14mm; l5 = 10 mm;
Para los cálculos, es más conveniente anotar todas las ecuaciones en la tabla de cálculo. 1.1.
Tabla 1.1,
Nota a la tabla. 1.1.
Cz \u003d A3-A1 \u003d 10.96793 - 9.5106 \u003d= 1.47733; C3= 1.477;
C4 \u003d A4-A1 \u003d 11.59536 - 9.5106 \u003d 2.08476; C4 = 2,085;
C7.8 \u003d A7.8-A \u003d 13.65476 - 9.5106 \u003d 4.14416; C7.8 = 4.144.
El perfil del cortador se calcula en el plano axial (Fig. 6). El cálculo se realiza según la tabla de cálculo 1.2.
Tabla 1.2.
Continuación de la Tabla 1.2,
Nota.
Hc \u003d R1 - Rc \u003d 30 - 28.7305 \u003d 1.2695;
H4 \u003d R1 - R4 \u003d 30 - 28.214 \u003d I, 786;
H7.8= R1- R7 = 30 - 26.492 = 3.508.
1.5 Análisis de los ángulos delantero y trasero de la parte cortante del cortador
El cálculo de los valores de los ángulos delanteros gx y los ángulos traseros ax en varios puntos del filo del cortador en un plano perpendicular y osd del cortador se realiza en la tabla de cálculo. 1.3.
Tabla 1.3.
El cálculo de los valores de los ángulos traseros axn en los puntos del borde de corte del cortador en un plano perpendicular a la sección del borde en consideración se lleva a cabo de acuerdo con el tya.1.4 calculado.
Tabla 1.4
| N punto de diseño | hacha | g°x | pecado gx | tgaxn = tgax cantandox | axn |
| 0,212557 | 0,212557 | 12° | |||
| 0,212557 | 0,212557 | 12° | |||
| 2¢ | 0,212557 | 0° | |||
| 0,282317 | 0,707107 | tgasn = 0,282317 * * 0,707107 = = 0,199628 | 11°17¢42² | ||
| 0,309456 | 0,309456 | 17°11¢42² | |||
| 0,309456 | 0,212557 | 12° | |||
| 5¢ | 0,212557 | 0° | |||
| 0,212557 | 0,212557 | 12° | |||
| 6¢ | 0,707007 | tga6¢n = 0,212557 * * 0,707107 = = 0,151301 | 8°36¢13² | ||
| 7¢ | 0,39862 | 0,707107 | tga7¢n = 0,39862 * * 0,707107 = = 0,281867 | 15°44¢29² | |
| 0,39862 | 0,39862 | 21°44¢09² | |||
| 0,39862 | 0,39862 | 21°44¢09² |
El cálculo de los valores de los ángulos límite gxn en los puntos del borde de corte del cortador en un plano perpendicular a la sección considerada del borde se realiza de acuerdo con la tabla de cálculo 1.5.
Tabla 1.5.
| N punto de diseño | gx | tg gx | pecado jx | tg gXN = tg gxsen jx | gXN |
| 18° | 0,32490 | 0,32490 | 18° | ||
| 18° | 0,32490 | 0,32490 | 18° | ||
| 2¢ | 18° | 0,32490 | 0° | 0° | |
| 15°42¢28² | 0,281234 | 0,707107 | tgg3N = 0,281234 * * 0,717101 = = 0,198862 | 11°14¢50² | |
| 14°55¢22² | 0,266505 | 0,266505 | 14°55¢22² | ||
| 18° | 0,324920 | 0,324920 | 18° | ||
| 5¢ | 18° | 0,324920 | 0° | ||
| 18° | 0,324920 | 0,324920 | 18° | ||
| 6¢ | 18° | 0,324920 | 0,707107 | gGN = 0,32492 * * 0,707107 = = 0,229753 | 12°56¢22² |
| 7¢ | 12°45¢01² | 0,226282 | 0,707107 | tg giN = 0,226282 * 0,707107 = = 0,160006 | 9°05¢38² |
| 12°45¢07² | 0,226282 | 0,226282 | 12°45¢01² | ||
| 12°45¢01² | 0,226282 | 0, 226282 | 12°45¢01² |
Para mayor claridad, se trazan gráficos de los valores de los ángulos trasero y delantero de cada sección del filo de corte. Las dimensiones axiales se trazan a lo largo del eje de abscisas y los valores de los ángulos se trazan a lo largo del eje de ordenadas.
En los gráficos rie. 7 y 8, los ángulos no tienen valores negativos. Sus valores mínimos corresponden a las condiciones de funcionamiento satisfactorio de los filos, excepto los puntos 2¢ a 5¢.
La parte de corte del cortador tiene los puntos 2 y 5, que son los puntos de intersección de las secciones de borde 1-2 y 5-6 con el borde de radio 2-5. Estos puntos deben ser considerados por separado. Si los consideramos relacionados con los tramos rectos 1-2 y 5-6, ¿entonces tendrán aceptados los ángulos delantero y trasero? para estas secciones, para las cuales el plano radial coincide con el plano normal al borde.
Para una sección curva de radio t, estos planos no coinciden. El plano tangente al círculo en los puntos 2 y 5 es normal al eje del cortador. Como resultado, los ángulos anterior y posterior en el plano perpendicular a la curva en estos puntos son cero. No se pueden utilizar las recomendaciones existentes sobre la posibilidad de introducir socavaduras, socavaduras, girar el cortador, insertar secciones de la superficie posterior del guante en el área de dichos puntos, porque el perfil es simétrico, el radio es pequeño y solo hay puntos que operan en ángulos cero. Como consecuencia de ello, el mayor desgaste de la fresa se localizará en estos puntos. En tales casos, se requiere decidir sobre la conveniencia de utilizar un cortador perfilado o, si es necesario su uso, establecer las condiciones adecuadas para su funcionamiento.
La fuerza de la pieza de corte en las zonas de valor máximo de uno de los ángulos no disminuye, porque compensado por una disminución correspondiente en el valor del otro ángulo.
Así, la elección de la posición de la línea de base, el diámetro del cortador y su geometría satisface los requisitos básicos para los cortadores y puede ser finalmente adoptado.
En caso de valor insuficiente de uno de los ángulos, es necesario cambiar el valor inicial del ángulo correspondiente y realizar un cálculo correctivo de las dimensiones del perfil del cortador, los ángulos de la parte de corte y su análisis.
1.6. Designación de dimensiones constructivas del cortador.
Las dimensiones de las ondulaciones y el tamaño constructivo l2 del cortador se asignan de acuerdo con la Tabla 2.9 y la Fig. 15.
La longitud de la muesca para la cabeza del tornillo l1 se asigna en función del ancho de la fresa.
l1=(1/4 ... 1/2)L
El diámetro del destalonado para la cabeza del tornillo d1 se asigna en función del diámetro del orificio de la fresa d0.
Para un agujero con una longitud de l>15.mm, se toma la longitud de las correas de tierra
Para el cortador diseñado, aceptamos:
L = 30 + 5 = 35 mm;
El tamaño del diámetro exterior del cortador D se hace de acuerdo con h / 2.
El diámetro interior d0 se realiza según H7. Las dimensiones de diseño restantes del cortador se hacen 14-16 a las valencias.
Diseño del cortador que indica elementos, dimensiones, tolerancias y requisitos.
las especificaciones se dan en la fig. dieciséis.
2. MATERIAL DE REFERENCIA PARA EL DISEÑO DE CORTADORES CON FORMA
| Tabla 2.1. Diámetros mínimos de mandriles d0 para montar fresas redondas, mm. | |||||||||||||||||||||||
| Fuerza de corte Pz daN | Ancho del cortador L, mm. | ||||||||||||||||||||||
| 10 a 13 | miércoles 13 a 18 | calle 18 a 25 | calle 25 a la 34 | Calle 34 a 45 | calle 45 a 60 | calle 60 a 80 | |||||||||||||||||
| Soportes de mandril en voladizo | |||||||||||||||||||||||
| Hasta 100 Sv100 hasta 130 Sv130 hasta 170 Sv170 hasta 220 Sv220 hasta 290 Sv290 hasta 380 Sv380 hasta 500 Sv500 hasta 650 Sv650 hasta 850 Sv 850 a 1100 | - - - - - - - - - - | - - - - - - - - - - | |||||||||||||||||||||
| Fijación de doble cara del mandril. | |||||||||||||||||||||||
| Hasta 100 Sv100 hasta 130 Sv130 hasta 170 Sv170 hasta 220 Sv220 hasta 290 Sv290 hasta 380 Sv380 hasta 500 Sv500 hasta 650 Sv650 hasta 850 Sv 850 hasta | - - - - - - - - - - | - - - - - - - - - - | - - - - - - - - - - | ||||||||||||||||||||
Nota. Los números en las columnas 1 se refieren a los incisivos con D< 3L , в граф 2 – к
incisivos D > 3L.
Cuadro 2.2
Condiciones de corte (torneado de forma)
Notas: 1. Las velocidades de corte V permanecen constantes independientemente del ancho de corte.
2. Valores tabulares de la fuerza de corte Rg. y la potencia electiva Ne se multiplican por el ancho de corte L.
| Ancho de corte L, mm | Diámetro de procesamiento, mm | |||||||
| 60-100 | ||||||||
| Avance S mm / rev | ||||||||
| 0,02-0,04 | 0,02-0,06 | 0,03-0,08 | 0,04-0,09 | 0,04-0,09 | 0.04-0,09 | 0,04-0,09 | 0,04-0,09 | |
| 0.015-0,035 | 0,02-,052 | 0,03-0,07 | 0,04-0,088 | 0,04-,0088 | 0,04-0,088 | 0,04-.088 | 0,04-0,088 | |
| 0.01-0,027 | 0,02-0,04 | 0,02-0,055 | 0,035-0,077 | 0,04-0,082 | 0,04-0,082 | 0,04-0,082 | 0,04-0,082 | |
| 0,01-0,024 | 0,015-0,035 | 0,02-,.048 | 0,03-0,059 | 0,035-0,072 | 0,04-0,08 | 0,04-0,08 | 0,04-0,08 | |
| 0,008-0,018 | 0,015-0,032 | 0,02-0,042 | 0.025-0,052 | 3.03-0,063 | 0,04-0,08 | 0,04-0,08 | 0.04-0,08 | |
| 0,008-0,018 | 0,01-0,027 | 0,02-0,037 | 0,025-0,046 | 3,02-0,055 | 0,035-0,07 | 0,035-0,07 | 0,035-0,07 | |
| - | 0,01-0,025 | 0,015-0,034 | 0,02-0,043 | 0,025-0,05 | 0,03-0,065 | 0,03-0,065 | 0,03-0,065 | |
| - | 0,01-0,023 | 0,01-5-0,031 | 0,02-0,039 | 0,03-0,046 | 0,03-0,06 | 0,03-0,06 | 0,03-0,06 | |
| - | - | 0,01-0,027 | 0,015-0,034 | 0,02-0,04 | 0,025-0,055 | 0,025-0,055 | 0,025-0,055 | |
| - | - | 0.01-0.025 | 0,015-0.031 | 0,02-0,037 | 0.025-0,05 | 0.025-0,05 | 0,025-0,05 | |
| - | - | - | - | 0.015-0,031 | 0,02-0,042 | 0,025-0,046 | 0,025-0,05 | |
| - | - | - | - | 0,01-0.028 | 0,015-0,038 | 0,02-0.048 | 0,025-0,05 | |
| - | - | - | - | 0,01-0,025 | 0,015- 0,034 | 0,02- 0,042 | 0,025- 0,05 |
Nota. Velocidades de avance más pequeñas: para perfiles complejos y materiales duros; grande - para perfiles simples y metales blandos.
Explicaciones para la fig. 9-14.
I. En presencia de secciones extremas del perfil paralelas al eje del cortador (Fig. 9,10,11,13,14) o en presencia de perfiles cóncavos del producto, la cantidad de superposición h por lado es tomado en función del ancho L del producto según la Tabla 2.5.
Tabla 2.5.
Al mismo tiempo, si la altura de la protuberancia no está limitada por la altura del perfil del producto, la protuberancia debe superponerse al perfil del producto a una altura de 1 a 3 mm (Fig. 11.12)
4. Para cortadores para productos con las dimensiones exactas del ancho del perfil l1 (Fig. 13,14), las protuberancias de montaje se hacen con una altura Bo dependiendo del ancho de la protuberancia m1 (Tabla 2.7)
Tabla 2.7.
Tabla 2.9
El tamaño de las ondulaciones (Fig. 15)
1. Cálculo y diseño de un cortador perfilado
.1. General
Se denomina cortador con forma, cuyos bordes de corte tienen una forma determinada por la forma del perfil de la pieza. Proporcionan alta productividad, uniformidad en la forma del perfil y precisión dimensional de las piezas mecanizadas y se utilizan en la producción a gran escala y en masa.
Los cortadores con forma se pueden dividir en los siguientes grupos:
en forma: redonda, prismática, varilla;
según la instalación relativa a la pieza, los cortadores prismáticos se dividen en cortadores con un borde ubicado radialmente y tangencial;
según la ubicación del eje: con una ubicación paralela del eje con respecto al eje de la pieza y una ubicación inclinada del eje o base de montaje;
según la forma de la superficie generadora: incisivos redondos con generatrices anulares, redondos con generatrices helicoidales, prismáticos con generatrices planas.
En la ingeniería mecánica moderna, para tornear superficies con forma, se utilizan principalmente cortadores prismáticos radiales y de forma redonda; menos comunes son los cortadores de forma tangencial y móvil.
Los cortadores prismáticos se utilizan para procesar superficies externas, tienen mayor rigidez y confiabilidad de sujeción, mayor precisión de procesamiento, mejor eliminación de calor, más fácil de instalar en máquinas en comparación con las redondas.
Los cortadores redondos (de disco) se utilizan para procesar superficies externas e internas, tienen una fabricación más avanzada tecnológicamente, pero son más difíciles de instalar, tienen una mayor cantidad de reafilados y una mayor vida útil en comparación con los prismáticos.
Para fijar cortadores de forma redonda en el soporte, en las superficies extremas de estos cortadores, se proporcionan ondulaciones, orificios para el pasador o ranuras en la cara frontal.
Los cortadores de forma radial tienen un avance dirigido a lo largo del radio, y los cortadores tangenciales tienen un avance dirigido tangencialmente a la superficie interior de la pieza. En producción, los cortadores perfilados con avance radial son los más utilizados, ya que son más fáciles de operar y configurar.
En comparación con los cortadores de formas convencionales, proporcionan:
) la identidad de la forma, la precisión de las dimensiones de las piezas, ya que no dependen de las calificaciones del trabajador, sino principalmente de la precisión de la fabricación del cortador;
) alta productividad debido al gran ahorro de tiempo de máquina asociado a la reducción de la trayectoria de corte, y tiempo auxiliar necesario para la instalación y ajuste de la fresa al cambiarla;
) alta durabilidad debido a la gran cantidad de rectificados permitidos;
) menos matrimonio;
Material de la pieza - acero 20,
σ en \u003d 400 MPa (≈40 kgf / mm 2).
1.2 Método gráfico para definir el perfil del cortador
Construimos el perfil de la pieza de trabajo, para lo cual dibujamos un eje, del cual apartamos las dimensiones correspondientes del perfil de la pieza de trabajo, y construimos un perfil completo en la esquina inferior izquierda del dibujo.
Proyectamos los puntos obtenidos 1, 2, 3, 4, 5, 6 del perfil de la pieza sobre un eje horizontal que pasa por el centro de la pieza O (puntos 1 / -2 / , 3 / - 4 / , 5 / - 6 /), a través del cual dibujamos los círculos correspondientes iguales a r 1-2, r 3-4, r 5-6.
4. Desde el punto 1 "(A"), dibujamos una línea (trazo) de la superficie frontal de la cuchilla de corte en un ángulo y y una línea (trazo) de la superficie trasera en un ángulo a.
Denotamos los puntos de intersección de los círculos correspondientes de los incisivos r 1-2, r 3-4, r 5-6. con la línea de la superficie frontal del cortador a través de A 1-2, A 3-4, A 5-6.
6. Desde estos puntos dibujamos líneas paralelas a la superficie posterior del cortador.
7. Construimos el perfil del cortador en una sección normal, es decir, en una sección perpendicular a su superficie posterior (sección A A): dibuje una línea MM; apartamos de esta línea las dimensiones axiales l 1, l 2, l 3, l 4 y l 5 que corresponden a las dimensiones axiales de la pieza que se está procesando; coloque líneas horizontales paralelas a la línea MM, segmentos iguales a las distancias entre las líneas paralelas a la superficie posterior del cortador, encuentre los puntos /", 2", 3", 4", 5", 6" y, conectando con líneas rectas, obtenemos una fresa de perfil en sección normal.
8. La construcción de una plantilla y una contra plantilla para controlar el perfil perfilado de la fresa se reduce a la transferencia de todos los segmentos 1"-2", 1"-3", 1"-4" y 1"-5 "relativo al punto 1 del contorno nodal".
Las dimensiones generales y de diseño del cortador se seleccionan de acuerdo con la tabla. 44 en función de la mayor profundidad de perfil t max de la pieza fabricada.
Realizamos un dibujo de trabajo de un cortador prismático con forma de acuerdo con las instrucciones (ver Capítulo 1, § 3).
Si el ángulo frontal de la cuchilla γ=0, entonces el perfil del cortador prismático con forma se construye en el mismo orden, solo la línea de la superficie frontal será horizontal, es decir los puntos 1"-2", 3"-4", 5"-6" coincidirán con los puntos A 1-2, A 3-4 y A 5-6.
1.3 Cálculo analítico del perfil de corte
Los ángulos delantero y trasero se determinan según la Tabla 47: γ=25 0 , α=12 0 .
Se aceptan las dimensiones de los bordes de corte adicionales para cortar y recortar: b 1 \u003d 1 mm, b \u003d 7 mm, c \u003d 0 mm, φ 1 \u003d 15 0, φ cara \u003d 45 0.
El ancho total del cortador a lo largo del eje de la pieza de trabajo:
L p \u003d l gramo + f + c + b + b 1 \u003d 50 + 0 + 0.5 + 7 + 1 \u003d 58 mm.
4. La mayor profundidad del perfil de detalle t max = 7,5 mm.
Las dimensiones totales y de diseño del cortador con ondulación final para la mayor profundidad del perfil t max = 7,5 mm se seleccionan de acuerdo con la tabla D = 108 mm, d (H8) = 102 mm, d 1 = 99,9 mm, b max = 16 mm, k = 0,5 mm, r=0,5 mm, d2=6 mm, D1=45 mm, h p=R1 sinα=45sin12=6,3 mm. - altura de corte.
Altura de afilado del cortador H=Rsin(α+γ)=45sin(25+12)=15.4mm,
donde R es el radio del cortador;
De acuerdo con las dimensiones en el dibujo de la pieza, los radios de los círculos de los puntos nodales del perfil de la pieza r 1, r 2, r 3, r 4, r 5, r 6 y las distancias axiales a estos puntos desde la cara frontal a la pieza de trabajo l 1-2, l 1-3, l 1 -5 etc. la siguiente:
r \u003d r 2 \u003d 17,5 mm
r 3 \u003d r 4 \u003d 25 mm l 1-2.3 \u003d 15 mm l 1-5 \u003d 40 mm
r 5 \u003d r 6 \u003d 21 mm. l 1-4 = 30 mm l 1-6 = 50 mm
Las tolerancias para las dimensiones indicadas se toman igual a 1/3 de las tolerancias para las dimensiones correspondientes de la pieza de trabajo que se está procesando.
Corregimos el perfil del cortador: resumimos los datos del cálculo de corrección en la tabla:
|
Fórmula de cálculo |
Valor del parámetro (mm, … 0 …) |
|
γ 1 \u003d 25 0 r 1 \u003d r 2 \u003d 17.5 sin γ 1 \u003d 0.382 h y \u003d 6.685 |
|
|
A 1 \u003d r 1 cosγ 1 sin γ 3 \u003d h y / r 3 |
cos γ 1 \u003d 0.924 A 1 \u003d 16.17 r 3 \u003d 25 mm sin γ 3 \u003d 0.267 γ 3 \u003d 15.31 |
|
A 3 \u003d r 3 cosγ 3 C 3 \u003d A 3 - A 1 sin γ 4 \u003d h y / r 4 |
cos γ 2 = 0,99, r 3 = 10 mm A 3 = r 3 cos γ 3 = 24,309 r 4 = 25 r 5 = 21 C 3 = A 3 - A 1 = 8,139 sen γ 4 = 0,082 γ 4 = 0,977 |
|
A 4 \u003d r 4 cosγ 4 C 4 \u003d A 4 -A 1 |
cos γ 4 \u003d 0.99 r 5 \u003d r 6 \u003d 21 mm. A 4 \u003d 24.999 C 4 \u003d 25-16.17 \u003d 8.827 sin γ 6 γ 6 \u003d 20.62 |
|
A 6 \u003d r 6 cosγ 6 |
cosγ 6 A 6 \u003d 0.9479 * 21 \u003d 20 |
|
C 5 \u003d C 6 \u003d A 6 -A 1 |
C 5 \u003d C 6 \u003d 8.47 |
|
ε 1 \u003d α 1 + γ 1 |
ε 1 \u003d 25 + 12 \u003d 37 |
|
ε 1 \u003d α 1 + γ 1 |
α 1 = 12 0 γ 1 = 25 0 ε 1 = 37 0 cos ε 1 |
|
C3 = 8,139 P3 = 6,803 |
|
|
P 4 \u003d С4cosε 1 |
C 4 \u003d 8.827 P 4 \u003d 7.377 |
|
P 5 \u003d P 6 \u003d C5cosε 1 |
C 5 \u003d 3.83 P 5 \u003d P 6 \u003d 2.93 |
La construcción de plantillas y contraplantillas para controlar el perfil de forma de los cortadores (cuando se controlan las desviaciones en las dimensiones de las superficies con forma de rectificado en los cortadores) se reduce para cortadores redondos para determinar la diferencia en los radios de todos los puntos nodales del perfil de forma calculado relativo al contorno nodal (inicial) punto 1:
P 3 \u003d P 4 \u003d R 1 - R 3 \u003d 3,58 mm
P 5 = P 6 = R 1 - R 5 = 4,06 mm
Las tolerancias en las dimensiones lineales del perfil conformado de la plantilla durante su fabricación no deben exceder de ± 0,01 mm.
1.4 Cálculo del modo de corte al tornear
Profundidad de corte t = tmax = 7,5 mm,
donde tmax es la profundidad máxima del perfil de la pieza.
Velocidad cortante
donde T es el valor medio de la vida útil de la herramienta,
Сυ , m, y - coeficiente y exponentes para ,
El coeficiente, que es el producto de los coeficientes que tienen en cuenta la influencia del material de la pieza de trabajo Kmυ, el estado de la superficie Kpυ, el material de la herramienta K y υ.
Aceptamos: \u003d 120 min; υ=22,7; m=0,3; y=0,5;
,
donde kg es un coeficiente que caracteriza el grupo de aceros en términos de maquinabilidad, según kg = 1,0, υ es el exponente, nυ = 1,75;
Kpυ = 0,8; Kiυ = 1;
1,74 ∙ 0,8 ∙ 1 = 1,39.
m/min.
Velocidad del husillo correspondiente a la velocidad encontrada
min-1.
Corregimos la velocidad del husillo de acuerdo con los datos de pasaporte de la máquina 1B290-4K y establecemos el valor real de la velocidad:
nd = 160 min-1.
Determinar la velocidad real del movimiento de corte principal
m/min.
fuerza de corte
Longitud del cortador, =65 mm.
Para estas condiciones de procesamiento, los coeficientes y exponentes
212;=
1;= 0,75;= 0 .
Tenemos en cuenta factores de corrección para la fuerza de corte
Kpz=KMr Kγp Kφr Kλr Krr
;= 0,75
;γp=1.0 ,
Кφр=1.0,
Kλr=1.0,
Krr=1.0 .=1.1 1.0 1.0 1.0 1.0=1.1=10 212 651 0.04 0.75 33.410 1.1= 12490N.
kilovatios
Comprobamos si la potencia de accionamiento de la máquina es suficiente. Nshp=6,3 kW
Nres ≤ Nshp; 6.2< 6,3, т.е. обработка возможна
8. Horario habitual
Longitud de la carrera de trabajo (mm) del cortador:
L \u003d l + lvr + lp,
Cantidad de alimentación:
lvr \u003d t ctg φ \u003d 7.5 ∙ ctg 45 ° \u003d 7.5 mm;
Sobrecarrera de la fresa: p = 1-3 mm, aceptamos lp = 2 mm;
La longitud de la superficie procesada:
l \u003d 70 mm, \u003d 70 + 7,5 + 2 \u003d 79,5 mm,
min
2. Cálculo y diseño de un cortador de gusano
2.1 Generalidades
El fresado es uno de los métodos de corte de metales de alto rendimiento y generalizados. Se lleva a cabo utilizando una herramienta llamada cortador. Una fresa es una herramienta de múltiples dientes, que es un cuerpo de revolución, en cuya generatriz o al final hay dientes cortantes.
El principal movimiento durante el fresado es rotacional (tiene un cortador); el movimiento de avance (generalmente rectilíneo) puede tener tanto la pieza de trabajo como el propio cortador.
El fresado procesa planos externos, ranuras y superficies con forma, y en este último caso es necesario tener un cortador de la forma adecuada. También hay cortadores para procesar cuerpos de revolución, para escariar metales (sierra), para hacer roscas (cortadores de roscas), para hacer engranajes (cortadores de engranajes).
Las fresas se fabrican macizas, compuestas, prefabricadas con una parte de corte de aceros rápidos o con placas de aleación dura.
Debido a las grandes ventajas de los cortadores equipados con insertos de aleación dura (alta productividad; alta calidad de la superficie mecanizada, que a veces excluye el uso de rectificado; posibilidad de procesar aceros templados; reducción del costo de procesamiento, etc.), son utilizado con éxito en la industria metalúrgica y ha reemplazado muchas fresas de aceros para herramientas.
Junto con las fresas de mango especialmente difundidas con plaquitas de metal duro, en la industria se utilizan discos de metal duro, fresas de extremo, chavetero y perfiladas. .
Un cortador de engranajes helicoidales se puede representar como un conjunto de peines fijados en una superficie cilíndrica o en forma de gusano, cuyas bobinas se convierten en dientes cortantes cortando ranuras transversales para que formen ángulos frontales γ, y por retrocediendo los dientes para obtener ángulos posteriores α.
La base del perfil de los cortadores de gusano estándar es un gusano convoluto, cuyas vueltas en la sección normal a la dirección del giro tienen un perfil rectilíneo de la cremallera original. El perfil del riel original se caracteriza por el ángulo del perfil α p \u003d 20 0, el paso de dientes P p \u003d πm, la altura estimada del diente h p y su cabeza h /, así como el grosor del diente cortador a lo largo de la normal S n \u003d P n -s n, donde s n es la rueda de corte del grosor del diente a lo largo de la normal.
Por propósito, los cortadores helicoidales se distinguen por el corte de engranajes rectos cilíndricos y helicoidales, para el procesamiento de ruedas helicoidales, para el procesamiento de ruedas helicoidales, ejes estriados, ruedas dentadas, etc. Por diseño, los cortadores de gusano son sólidos y prefabricados, se pueden fijar en mandriles (boquillas) o con vástagos.
2.2 Cálculo de un cortador de tornillo sin fin para el procesamiento de rodillos estriados
Cortador:
z×d×D=10×102×108.
Rodillo:
b=16 mm,=115 mm,=0,5 mm,=0,5 mm,
Material: acero50W=300-330,
tratamiento térmico - normalización,
tipo de procesamiento - acabado.
Determinación de los diámetros calculados del rodillo.
Diámetro exterior estimado:
Dp=Dmax-2fmin=108,012-2 0,5=107,012 mm.
Diámetro interior estimado:
dp=dmín+0,25E1=99,9+0,25 0=99,9 mm,
donde E1 es el valor de tolerancia para el diámetro interior.
Ancho estimado de la ranura:
pb=bmin+0.25E=15.965+0.25 0.150=15.973 mm,
donde E es el valor de tolerancia para el ancho de la ranura.
Diámetro de paso de rollo:
El ángulo de ranura γn se determina con una precisión de 1".
Determinación de las dimensiones del perfil del diente.
Determine el paso de las vueltas del cortador a lo largo de la normal:
tp== 
mm,
donde z es el número de estrías de rodillos.
Grosor del diente de corte a lo largo de la línea recta inicial:
Sn=tn-SbH=DHmm.
Altura de la parte rectificada del perfil de corte:
,
donde hH es la altura del perfil desde la línea inicial:
hH=RH(sinαK-sinγH) sinαK,
RH= 
mm.γH= 
.
γH=10º.αK= 
αK=20º.=29,5(sen20º-sen10º) sen20º=1,4 mm.
hz= 
milímetro
milímetro
Dimensiones de cornisa bajo 35º:
longitud f2=2f=2 0,5=1 mm,
altura h2=f2 tg35º=0,7.
Dimensiones de la ranura para facilitar el rectificado:
ancho l=tn-(Sn+2f2)=33.3-(17.402+2 1)=13 mm
profundidad h4=1.5-3.0 mm, aceptar h4=2 mm,
radio r=1-2 mm, aceptar r=2 mm.
Altura total del perfil del diente: h0=h+h2+h4=2.899+0.7+2=5.599 mm.
Definición de elementos de la pieza de corte.
Los valores De, D1, d1, b, t1, z1, rK, c1 se seleccionan según el paso tp para cortadores de ranura helicoidal de la serie media:
a1=0,6 mm,=125 mm,=60 mm,=40 mm,=10 mm,=43,5 mm,=2 mm,=5 mm.
El ángulo de inclinación lo elegimos en función de las condiciones de trabajo: para fresas de acabado - γ=0.
Ángulo trasero en la parte superior de los dientes αк=9-12º, aceptamos αк=10º.
El valor del primer respaldo:
K = 
=5,18,
El número de dientes de corte.
La cantidad de respaldo adicional:
K1=(1.2-1.5)K=5.52-6.9, acepte K1=6.
El tamaño de la parte pulida de la parte posterior de la cabeza está determinado por el ángulo:
Ψ=(0.4-0.5)η, donde
Ψ=12-15, aceptamos Ψ=12º.
El diámetro D´ se determina:
D´=De+2(K1-K) 
=130 mm.
Profundidad de la ranura:
H=h0+K1-(K1-K)+rK=5.599+6-(6-5.18)+2=13.671 mm.
longitud del cortador:
L=2,=5,=2=103,3 mm.
10. Longitud del agujero:
l=(0,2-0,3)L=26,64-39,96.
aceptamos l = 30,99 mm.
La posición de la sección calculada está determinada por el ángulo:
Diámetro medio calculado:
Dt.calc=De-2hz-2hn-mm.
Ángulo de hélice:
senωcalc= 
ωcalc= 5º.
Paso de hélice:
Hcn=π Dt.calc ctgωcalc=3.14 119 ctg5º =3316 mm.
Paso axial de vueltas:
t0= 
milímetro
Como material para la fabricación de cortadores, aceptamos - P6M5.
Método gráfico para construir un perfil de corte.
Dibujamos en la escala seleccionada el círculo inicial del rodillo spline, la recta inicial del cortador y el círculo auxiliar. A través del poste de enganche trazamos una línea del perfil lateral de la estría (AP) tangencialmente al círculo auxiliar (Fig. 2).
Construimos una línea de compromiso:
a) sobre la línea AP aplicamos los puntos 1, 2, 3,4 aproximadamente a la misma distancia
b) dibujar las normales al AR por estos puntos hasta que se crucen con el círculo inicial en los puntos 1´, 2´, 3´, 4´.
c) dibujamos las trayectorias (círculos) del movimiento de los puntos 1, 2, 3, 4 durante la rotación del rodillo y les hacemos remates desde el poste Р con una longitud igual a las longitudes de las normales 11´, 22´, 33´, 44´, obtenemos los puntos de la línea de enganche 1´ ´, 2´´, 3´´, 4´´.
Construimos una curva de perfil:
a) a través de los puntos 1´´, 2´´, 3´´, 4´´ dibujamos las trayectorias de los puntos del perfil del cortador y trazamos segmentos iguales a los arcos Р1´, Р2´, Р3´, Р4´ en ellos, obtendremos los puntos de perfil de corte correspondientes I, II, III, IV.
b) en la curva del perfil, marcamos la sección real (actuante) del perfil, igual a h.
Sustitución de la curva de perfil por un arco de círculo.
Para simplificar la fabricación de cortadores, plantillas y contra-plantillas, la curva teórica, trazada gráficamente o calculada analíticamente en términos de las coordenadas X e Y, generalmente se reemplaza por un solo arco de círculo. El círculo se define mediante tres puntos. Dos puntos suelen tomar los puntos extremos del perfil O y M. La posición del tercer punto está determinada por el método de selección a partir de la condición del error mínimo.
el perfil resultante en comparación con el teórico. Por lo general, la solución óptima se obtiene para un punto que se encuentra en el medio del perfil. Sustituyendo las coordenadas de tres puntos en la ecuación del círculo
(x-p)2+(y-q)2=R2
y resolviéndolas conjuntamente determinar las coordenadas del centro O1 y el radio R0.
.3 Cálculo de los datos de corte para fresado
El fresado se lleva a cabo en una fresadora ranurada VS-50.
Determinación de la profundidad de corte
t = = 3,006 mm.
Asignamos el avance por revolución del engranaje cortado
Así tabla = 0,8 mm/rev.
S=S∙KMS ∙KFS
KMS=0,9,=1,0,=0,8∙0,9∙1,0=0,72 mm/rev.
3. Vida útil de la herramienta y desgaste del cortador:
Ttabl \u003d 300 min, z \u003d 0,3 mm - criterio de embotamiento,
Determinar la velocidad del movimiento de corte principal.
v=vtabl∙Kmv∙Kfv∙Kzv∙Kuv∙KΔv∙Kv∙KTv, donde tabl=25m/min,
los coeficientes se toman en =0.9, fv=1.0,=1.1,=1.0,Δv=1.0,=1.0=1.25,
0,6.=25∙0,9 ∙1,0∙1,1∙1,0∙1,0∙1,25=30,93 m/min.
Velocidad del husillo correspondiente a la velocidad encontrada del movimiento de corte principal:
donde dao=90mm.
min-1
Corregimos la velocidad de acuerdo con los datos de la máquina y establecemos la velocidad real:
nd = 100 min-1.
Determine la velocidad real del movimiento de corte principal:
m/min;
Poder de corte:
N=10-5∙CN∙SYn∙dUn∙v∙Kn,
de donde se toman los coeficientes:
CN=42,=0,65,=1,1,=1,1.=10-5∙42∙0,72 0,65∙421,1∙30693∙1,4=0,69 kW.
Compruebe si la potencia de accionamiento de la máquina es suficiente:
unidad VS-50 Nshp = Nd ∙ η = 6 ∙ 0,85 = 5,1 kW
69 < 5,1
кВт, т.е. обработка возможна.
3. Cálculo y diseño de una broca helicoidal.
3.1 Disposiciones generales
Se utilizan varias herramientas de hoja para procesar orificios, según el propósito de servicio de la pieza y el proceso tecnológico de su fabricación. Las herramientas más comunes son taladros, avellanadores, avellanadores, escariadores. La elección del tipo de herramienta axial depende de los parámetros del agujero: diámetro, profundidad, precisión y requisitos para la ubicación del eje geométrico, así como de las propiedades físicas y mecánicas del material a mecanizar, la productividad del proceso de mecanizado.
Los taladros son herramientas de corte diseñadas para hacer agujeros en material sólido. En el proceso de perforación, se llevan a cabo dos movimientos: de rotación, alrededor del eje de la herramienta y de traslación, a lo largo del eje de la herramienta. Los taladros también se utilizan para escariar agujeros pretaladrados. Varios tipos de taladros son comunes en la industria.
Las brocas helicoidales son las más utilizadas en la industria. Se utilizan para perforar agujeros con un diámetro de 0,25 a 80 mm en diversos materiales a una velocidad de 40-50 m/min.
Las principales dimensiones y ángulos de la hoja de perforación están estandarizados. Los elementos geométricos de la parte de trabajo de los taladros (w, g y 2j) dependen del material de la pieza de trabajo y del taladro. El ángulo de inclinación del filo transversal para brocas con un diámetro de hasta 12 mm es de 50 °, para brocas con un diámetro de más de 12 mm - 55 ° El ángulo de incidencia a es diferente en diferentes puntos del filo . Para brocas helicoidales estándar, en el punto más alejado del eje de la broca (punta de la hoja) a=8 ... 15 ° , en el punto más cercano al eje a = 2 ° ... 26 ° .
Los requisitos técnicos para la fabricación de brocas helicoidales se dan en GOST 2034-80.Los vástagos de los taladros con vástago cónico tienen un cono Morse, realizado por GOST 25557-82.
3.2 Cálculo y diseño de una broca helicoidal HSS con mango cónico
Determine el diámetro del taladro d = 22 mm GOST 885-77
Determine el modo de corte:
a) encontramos la alimentación según (tab. 25, p. 277)
S \u003d 0, 47 ... 0, 54 mm / rev, aceptamos S 0 \u003d 0,5 mm / rev
b) Determinamos la velocidad del movimiento de corte principal: seleccionamos los coeficientes según (Tabla 28, p. 278);
;
С υ =17,1, q=0,25, x υ =0, y υ =0,4, m =0,125;
Vida útil del taladro T=60 min. (Cuadro 28, página 276);
Factor de corrección K υ =K M υ ´K U υ ´K l υ =0.73´1.0´1.0=0.73, donde
K M υ = 0, 73 - coeficiente. sobre la calidad del material procesado (, 261-263);
K U υ \u003d 1.0 - coeficiente. en material de herramienta (Cuadro 6);
K l υ \u003d 1.0 - coeficiente. teniendo en cuenta la profundidad del agujero perforado (Tabla 31)
m/min;
Eje de velocidad
min -1
6. Velocidad real del movimiento de corte principal
m/min
Componente axial de la fuerza de corte.
n=0,6 (Tabla 9, pág. 264); p =42.7, q p =1.0, y p =0.8 ([3],Tabla 32, p. 281);
P x = 9.81´42.7´22 1.0´0.5 0.8´1.16= 396 N
Momento de fuerzas de resistencia al corte (torque);
M = 0,021, q = 2,0, y=0,8 (Cuadro 32, 281 p.); n p = 0,6 (Cuadro 9, pág. 264);
cf = 9, 81´0.021´22 2.0 ´0.5 0.8 ´ 1.16= 68.8 Nm.
Determine el número de cono Morse del vástago.
Determine el diámetro promedio del vástago
;
μ = 0,16 - coeficiente. fricción de acero sobre hierro fundido;
θ= 1 ° 30 " - la mitad del ángulo del cono;
∆θ=5 "desviación del ángulo del cono;
De acuerdo con GOST 25557-82, seleccionamos el cono Morse No. 2 más grande más cercano con un pie con las siguientes dimensiones de diseño principales:
D=17,78, D 1 =18, d 2 =14, d 3max =13,5, l 3max =75, l 4 =80, bh13=5,2, a=5,=6, c=10, R 1 =1, 6
Determine la longitud del taladro según GOST 10903-77
L=240 mm - longitud total del taladro
l 1 \u003d 140 mm - la longitud de la parte de trabajo
El orificio central se realiza de acuerdo con el formulario B GOST 14034-74.
Determinamos los parámetros geométricos y de diseño de la parte de trabajo del taladro (Tabla 43-45, 151s.).
ángulo de inclinación de la ranura helicoidal w =35 °;
ángulos entre filos de corte 2j=127°, 2j 0 =70°;
el ángulo de inclinación de la ranura transversal Y = 55 °;
dimensiones de la parte socavada del puente:
A=3,08, largo=6 mm
Paso helicoidal:
milímetro
El grosor d del núcleo del taladro se elige según el diámetro del taladro: tomamos el grosor del núcleo en el extremo frontal del taladro igual a 0,14 D. Luego d c \u003d 0,14´22 \u003d 3,35 mm. El engrosamiento del núcleo hacia el vástago es de 1,4-1,8 mm por 100 mm de longitud. Tomamos este engrosamiento igual a 1,5 mm.
La conicidad inversa de la broca (reduciendo el diámetro hacia el vástago) por cada 100 mm de longitud de la pieza de trabajo es de 0,04-0,10 mm. Aceptamos una conicidad inversa de 0,1 mm.
El ancho de la cinta (superficie trasera auxiliar de la pala) f 0 y la altura de la nuca a lo largo del dorso k se seleccionan según (Tabla 63): de acuerdo con el diámetro de la broca f 0 =2,4 mm, k= 1,2 mm.
Ancho del bolígrafo B=0,58 D=0,58´22=12,76mm.
Los elementos geométricos del perfil del cortador para fresar la ranura del taladro se determinan mediante un método gráfico o analítico. Usemos un método analítico simplificado.
Gran radio de perfil
R 0 = C R ´C r ´С φ ´D, donde
cuando la relación entre el núcleo y el diámetro d es /D =0,14, C r =1;
donde D φ - diámetro del cortador; en D φ =13ÖD С φ =1, por lo tanto
R 0 \u003d 0,6 16 1 1 \u003d 8,77 mm.
Radio de perfil más pequeño
R k =C k ´D = 0.17´22=3.993 mm., donde C k =0.015w 0.75 =0.17;
Ancho del perfil
B= R 0 + R k \u003d 9.92 + 3.74 \u003d 12.77 mm.
Sobre la base de los valores encontrados, construimos el perfil del cortador de ranuras.Establecemos los requisitos técnicos básicos y las tolerancias para las dimensiones del taladro (GOST 885-77).
Limite las desviaciones del diámetro de la broca D=22h9, (-0.043) mm. La tolerancia para la longitud total y la longitud de la parte de trabajo del taladro es (± IT14/2) según GOST25347-82. El descentramiento radial de la parte de trabajo de la broca en relación con el eje del vástago no debe exceder los 0,15 mm. Las desviaciones límite de las dimensiones del cono del vástago se establecen de acuerdo con GOST 2848-75 (grado de precisión AT8). Ángulos 2j= 127° ± 2°, 2j 0 =70° +5°. Limitar las desviaciones de las dimensiones del punto inferior de la parte cortante de la broca +0,5 mm.
La dureza de la parte de trabajo del taladro es 63-66 HRC e, al pie del vástago 32-46,5 HRC e.
Realizamos un plano de trabajo indicando los requisitos técnicos del taladro.
3.3 Modo de corte para perforar
El procesamiento se lleva a cabo en una máquina de perforación vertical 2H125
Profundidad del corte
t= D/2 = 22/2=11 mm
Seleccionamos la alimentación S o \u003d 0.47..0.54, aceptamos S o \u003d 0.5 mm. Comprobamos el avance aceptado por la componente axial de la fuerza de corte, que es permitida por la fuerza del mecanismo de avance de la máquina. Para ello determinamos la componente axial de la fuerza de corte P x = 396H;
Es necesario cumplir la condición P 0 £P max ,
P max - el valor máximo del componente axial de la fuerza de corte permitido por el mecanismo de avance de la máquina. Según los datos del pasaporte de la máquina 2H125: P max = 9000N. desde 396< 9000, то назначенная подача вполне допустима.
Desgaste admisible de la broca ([ 5], tabla 1 9, 228 c/] h h = 0,5 mm
4. La velocidad del movimiento de corte principal, permitida por las propiedades de corte del taladro υ y = 22,14 m / min
Eje de velocidad
min -1
Corregimos la velocidad del husillo en la máquina n d \u003d 320 min -1
6. Velocidad real del movimiento de corte principal
m/min
Torque de las fuerzas de resistencia de corte al taladrar
Mcr = 68,8 Nm
Poder de corte
kilovatios
Compruebe si la potencia de la máquina es suficiente. el procesamiento es posible si
N corte £N piezas, N piezas \u003d N d ´h \u003d 2, 26´0, 8 \u003d 2,8 kW
tiempo regular
, min
donde L= y+∆+l =0, 4´16+2+30=38.4 mm es la trayectoria completa recorrida por la broca en la dirección de avance; y=0,4D; ∆=1..3;
3. Cálculo y diseño de una brocha redonda
.1 información general
cortador de gusano cortador
El brochado es uno de los métodos más efectivos de procesamiento mecánico, que permite obtener productos de alta precisión (hasta el grado 6) y una rugosidad de la superficie mecanizada de hasta 0,32 micras. Cuando se utilizan pulidores de carburo 0,08. El brochado se usa principalmente en la producción a gran escala y en masa, pero este método también se usa con éxito en la producción a pequeña escala e incluso en una sola pieza, cuando el brochado es el único método de procesamiento posible o el más económico.
Varios tipos de brochas se utilizan como herramientas de corte en el brochado. El brochado es una herramienta de cuchillas múltiples con varias cuchillas que sobresalen sucesivamente una encima de la otra en una dirección perpendicular a la dirección de la velocidad del movimiento principal, diseñada para el procesamiento con un movimiento de corte principal de traslación o rotación y sin movimiento de avance. Las brochas tienen ventajas significativas sobre otros tipos de herramientas. Son las herramientas más productivas, unas cien o más veces más productivas que los avellanadores y los escariadores. El brochado combina operaciones de desbaste, semiacabado y acabado. Esto aumenta la productividad, reduce la gama de herramientas de corte y medición utilizadas y reduce el número de máquinas y herramientas.
Las brochas son una herramienta intensiva en metal, difícil de fabricar y, por lo tanto, costosa. La viabilidad económica de su uso se justifica al proporcionar elementos estructurales y condiciones de corte óptimos, producción de brochas de alta calidad y operación adecuada.
El brochado se utiliza para procesar superficies internas (cerradas) y externas (abiertas). En consecuencia, se distinguen brochas internas y externas. Las brochas son un tipo de brochas, cuyo diseño no difiere fundamentalmente del diseño de las brochas, sin embargo, en el proceso de corte, las brochas están sujetas principalmente a fuerzas de compresión, mientras que las brochas trabajan en tensión. Los campos de aplicación de la tracción son muy diversos. El brochado interno se utiliza para procesar orificios de varias formas, incluidos redondos, cuadrados, multifacéticos, ranurados con ranuras de varios perfiles, así como chaveteros y otras ranuras. Las brochas externas procesan principalmente superficies planas y con forma, ranuras, salientes, ondulaciones, etc.
El dibujo de superficies de revolución se puede realizar con brochas prismáticas o espirales. En el proceso de procesamiento se lleva a cabo una rápida rotación de la pieza y un movimiento relativamente lento de la brocha. Una brocha en espiral es un disco en el que se atornilla una brocha prismática, por así decirlo. Los bordes cortantes de los dientes de dicha brocha están ubicados a diferentes distancias del eje. La diferencia entre los radios de los dientes adyacentes determina el avance por diente.
3.2 Datos iniciales:
Calcule y diseñe una brocha redonda para un agujero cilíndrico con diámetros D en una pieza de acero U10A con una dureza de 202-239 HB y una longitud l y c. El agujero se dibuja después de perforar hasta el diámetro Do en una brochadora horizontal 7534. El parámetro de rugosidad de la superficie dibujada es Ra = 2 µm. El cálculo de la brocha se lleva a cabo de acuerdo con el esquema dado en GOST 20365-74 *.
D=45H7(+0.025) mm.
o=43,7 mm. Tomemos el material de brocha R18, construcción soldada, vástago de acero 40X.
Bosquejo del detalle:
Para agujeros redondos, la tolerancia de brochado para el diámetro se puede calcular de acuerdo con la ecuación al preparar el agujero avellanado:
Ao=2A=0.005Do+(0.05-1)√l+(0.7-1)δ=0.005*43.7+0.1*11=1.3mm.
Levante el diente hacia el lado Sz, elija por: = 0.025-0.03mm, tome Sz = 0.03m.
Para nuestro ejemplo, tomamos Zz=3 y distribuimos el aumento por diente como ½ Sz=0,015 mm; 1/3Sz=0.01mm; 1/6 Tamaño=0.004mm.
El perfil, las dimensiones del diente y las ranuras para virutas entre los dientes se seleccionan según el área de la capa de metal eliminada por un diente de corte de la brocha. Es necesario que el área de la sección transversal de la ranura del chip entre los dientes cumpla con la condición:
donde k \u003d 2-5 es el factor de llenado de la ranura, tomamos k \u003d 3, es el área de la sección transversal del corte del metal eliminado por un diente,
Fc=ld Sz=90 0,03=2,7 mm2
área de sección de ranura, mm2;
Encontramos
Fk = Fc k =3 2,7=3,75 mm3.
Usando para el valor mayor más cercano Fk = 12,5 mm2, con una forma curvilínea del surco de la viruta del diente, aceptamos: paso de brocha t = 10 mm; profundidad de ranura h = 3,6 mm; longitud de la superficie posterior b = 4 mm; radio de ranura r = 2 mm.
El paso de los dientes de calibración tk de las brochas redondas se toma igual a 0.6-0.8 de t,
tk=0,8 t=0,8 10=8 mm.
Los elementos geométricos de la hoja de los dientes de corte y calibración se seleccionan de acuerdo con:
γ=15º; α=3º - para dientes de desbaste y de transición,
γ=20º - para acabado y calibrado de dientes,
α=2º - dientes de acabado,
α=1º - dientes de calibración.
El número de ranuras divisorias de virutas y sus tamaños se seleccionan de acuerdo con . Número de ranuras n=22 mm, m=0,6 mm, hk=0,7 mm, r=0,-0,3 mm. distancia entre ranuras,
fondo=πD/n=(3,14 45)/16=6,9 mm, k’=0,4 fondo=0,4 6,9=2,76 mm,
Desviación máxima de los ángulos frontales de todos los dientes +2°, ángulos posteriores de los dientes de corte +30°, ángulos posteriores de los dientes calibradores +15°.
Número máximo de dientes que trabajan simultáneamente:
Determine el tamaño de los dientes de corte. El diámetro del primer diente se toma igual al diámetro de la pieza guía delantera, es decir:
D3=D-A=45-0,8=43,7 mm.
El diámetro de cada diente rugoso subsiguiente aumentará en dos espesores de la capa cortada, es decir
Dn=D1+(n-1)2Sz
Entre el corte y el calibrado de dientes hacemos dientes de limpieza con un aumento por diente constantemente decreciente. El grosor de la capa cortada con cada diente de limpieza disminuye desde el primero hasta el último.
El diámetro de los dientes de calibración es igual al diámetro del último diente de desbaste, Dк=Dmax+-δ=45.025-0.009=45.034 mm,
donde δ es el cambio en el diámetro del agujero después de tirar, para tirar piezas en bruto de acero, el aumento en el diámetro del agujero es de 0,005-0,01 mm, tomándolo igual a 0,01 mm.
Los tamaños de dientes calculados se resumen en una tabla. Las desviaciones máximas de los diámetros de los dientes de corte no deben superar los 0,01 mm, y los dientes de calibración 0,005 mm. Diámetro, mm, dientes de brocha
|
Diámetro del diente, mm |
Diámetro del diente, mm |
Diámetro del diente, mm |
|||
El número de dientes de corte se calcula mediante la fórmula:
donde A - margen para tirar;
aceptar zp=24.
El número de dientes de calibración depende del tipo de brocha: para una brocha ranurada, tomamos Zк=6.
La longitud de la brocha desde el extremo del vástago hasta el primer diente se toma según el tamaño del mandril, el grosor de la placa base, el dispositivo para fijar la pieza de trabajo, el espacio entre ellos, la longitud de la pieza de trabajo y otros elementos:
lo=lv+lz+lc+ln+lp,
donde lv es la longitud de entrada del vástago en el mandril, dependiendo de los diseños del mandril (tomamos lv = lxv = 120 mm); h - el espacio entre el mandril y la pared de la placa base de la máquina, igual a 5 - 25 mm (tomamos lz = 25 mm); с - espesor de las paredes de la placa base de la brochadora (tomamos 1s = 42 mm); n - la altura de la parte sobresaliente de la placa frontal (tomamos lp = 30 mm); n - la longitud de la guía frontal (teniendo en cuenta el espacio Δ); l = 90 mm.
lo \u003d 120 + 25 + 42 + 30 + 90 \u003d 320 mm.
Entonces la longitud es 10, verificamos teniendo en cuenta la longitud de la pieza de trabajo dibujada: 1o> Lc, ya que h "= ld = 90 mm, entonces
Lc \u003d 220 + h "\u003d 220 + 90 \u003d 310 mm.
≥310, por lo tanto, se cumple la condición.
Determinamos las dimensiones de diseño de la sección de cola de la brocha. Según GOST 4044-70*, aceptamos mango tipo 2, sin protección antigiro con superficie de apoyo inclinada: d1=22e8(-0.046-0.073) mm; d2=17c11(-0.110-0.240) milímetro; d4=22-1=21 mm; c=1mm; 11=130mm; 12=25mm; 13=60mm; 14=16mm; r1=0,3mm; r2=1mm; α=30º; diámetro guía frontal d5=24е8(-0.040-0.073); la longitud del cono de transición acepta constructivamente lk=65 mm; la longitud de la guía delantera al primer diente lн=li+25=90+25=115 mm; por lo que la longitud total de la caña
l0=l1+lk+lí=140+65+115=320 mm.
El diámetro de la brocha guía trasera debe ser igual al diámetro del orificio extraído con una desviación máxima de f7.
Determine la longitud total de la brocha:
Lo \u003d lo + lr + lzach + lk + lzn
donde lo= 320 mm;
p es la longitud de las piezas de corte,
p \u003d tzr \u003d 10 23 \u003d 230 mm;
zach - la longitud de los dientes de limpieza; lzaj = tzaj = 10 3 = 30 mm;
k es la longitud de los dientes de calibración; lk = tk zk = 0,87 = 5,6 mm;
zn - la longitud de la guía trasera,
1z \u003d (0.5-0.75) 1d \u003d 0.6 90 \u003d 60 mm.
Entonces,
Lo \u003d 320 + 230 + 30 + 5.6 + 60 \u003d 645 mm.
Verificación condicional: Lo< Lстанка.
Porque Lmáquina = 1500 mm, se cumple la condición.
El componente principal máximo permitido de la fuerza de corte max=9.81 Cp Szx DZmax ky kc k y
Factores de corrección por cambio de condiciones de corte: ky=1(para γ=15º); kc=1 (cuando se usa refrigerante); ki=1 (para dientes de brocha con ranuras para dividir virutas); entonces la fuerza de corte max = 9.81 700 0.03 0.8525 8 = 70,000 N (≈7,000 kgf)
El componente principal de la fuerza de corte se puede determinar utilizando la literatura. La fuerza Pz max resultante no debe exceder la fuerza de tracción de la máquina, en este caso es igual a 10.000 kgf, por lo que es posible el procesamiento.
F1==0,78 (22-17)=153 mm,
¿Dónde está el esfuerzo permisible cuando se aplasta,
σхв = MPa,
El esfuerzo de aplastamiento permisible no debe exceder los 600 MPa, lo cual se lleva a cabo
Las desviaciones límite para los elementos principales de la brocha y otros requisitos técnicos se seleccionan de acuerdo con GOST 9126 - 76.
Realizamos agujeros centrales de acuerdo con GOST 14034 - 74, forma B.
3.3 Cálculo del modo de corte al tirar:
Establecemos el grupo de maquinabilidad - U10A con dureza HB202 pertenece al primer grupo de maquinabilidad.
El grupo de calidad de la superficie estirada se establece de acuerdo con el parámetro de calidad y rugosidad.La calidad del agujero es H 7,
Seleccione el tipo de refrigerante. Para hierro fundido, aceptamos refrigerante - sulfofrezerol. (Denominación convencional en el mapa "B").
Fuerza máxima de corte Рz max=63679kgf/mm2.
Para una brocha redonda del segundo grupo de calidad y del primer grupo de maquinabilidad y producción en masa, aceptamos V = 8m/min. Factor de corrección para la velocidad, porque Brocha de acero rápido P18.
Conclusión
En este trabajo de curso se calcularon las siguientes herramientas: un cortador de forma redonda, una brocha redonda, un cortador de gusano y un escariador sólido.
En el curso de este trabajo de curso, se utilizó literatura técnica de referencia, se calcularon las condiciones de corte para herramientas de corte y se llevaron a cabo métodos analíticos y gráficos de cálculo y construcción.
En la actualidad, la participación del corte de metales en la ingeniería mecánica es de alrededor del 35% y, por lo tanto, tiene una influencia decisiva en el ritmo de desarrollo de la ingeniería mecánica en su conjunto.
Literatura:
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Rodin P.R. Diseño y producción de herramientas de corte. - Kiev: Técnica, 1968.-358s.
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3.1. CONCEPTOS BÁSICOS Y CLASIFICACIÓN DE LOS INCISIVOS
Los cortadores con filo perfilado se utilizan para formar superficies de cuerpos de revolución y partes prismáticas, superficies que tienen una línea como generatriz, que representa una combinación de secciones de líneas rectas y curvas.
Es posible obtener una superficie conformada de una pieza procesando por separado cada una de las secciones de su generatriz con la ayuda de cortadores, fresas, muelas abrasivas, pero bajo la condición indispensable de tal disposición mutua de sus (secciones), lo que proporciona un perfil dado de la generatriz de la superficie de la pieza con la precisión requerida. Esta opción de procesamiento tiene una serie de desventajas: reducción de la productividad del proceso, dificultad para obtener la ubicación requerida de las áreas tratadas, es decir, la precisión del perfil de la generatriz de la pieza mecanizada y, por último, la necesidad de utilizar la mano de obra de un operario avanzado. Esto limita su aplicación: se utiliza en condiciones de producción de piezas de una sola pieza o en casos en los que es imposible obtener un perfil al mismo tiempo debido a su complejidad, perímetro aumentado y otras razones.
Las superficies moldeadas de las piezas prismáticas se pueden procesar simultáneamente a lo largo de todo el perfil de su generatriz mediante fresado, brochado, rectificado, cepillado con un cortador perfilado. Este último método, al ser ineficaz, rara vez se utiliza. Algunas de sus características hacen posible el uso exitoso de cortadores de forma plana cuando se obtienen superficies de forma simple de longitud considerable.
La obtención de la generatriz de la superficie conformada de los cuerpos de revolución simultáneamente a lo largo de todo el perímetro se utiliza en la producción en serie y en masa. Esta variante de perfilado proporciona, en comparación con la variante de perfilado por secciones, un aumento en la productividad del procesamiento, un aumento en la precisión del perfilado de las piezas y su identidad a lo largo del perfil, que se realiza utilizando herramientas perfiladas: cortadores, brocas. , muelas abrasivas, cortadores perfilados. Cada uno de estos métodos tiene sus propias características e indicadores de rendimiento, precisión, costo y otros datos, según las condiciones en las que se aplican.
En ingeniería mecánica, existen piezas de tales dimensiones y tales procesos para su producción, en los que es inadecuado el uso de fresado, brochado y rectificado, siendo preferible el uso de fresas perfiladas. Los cortadores con formas fabricadas con precisión, cuando se instalan correctamente en las máquinas, proporcionan una alta productividad, precisión de forma y tamaño de las piezas mecanizadas de acuerdo con IT8 ... IT12 y una superficie con = 0,63…2,5 µm. También tienen ventajas tales como: bajo contenido de metal de la estructura, larga vida útil, facilidad de afilado y rectificado, fabricación del diseño, costo relativamente bajo, no requieren trabajadores altamente calificados para operar. Las fresas perfiladas se utilizan en tornos, torretas y máquinas automáticas, es decir, en las mismas máquinas en las que se preprocesan dichas piezas. La presencia de rectificadoras para perfilar cortadores con forma aumenta la capacidad de fabricación de su fabricación y contribuye a un uso más amplio.
Al igual que otras herramientas de corte de metal, los cortadores perfilados se caracterizan por una serie de características que se utilizan para clasificarlos. Los cortadores con forma se pueden dividir en los siguientes grupos: en forma: los cortadores son de varilla, prismáticos y redondos; por tipo de superficie a tratar - externa e interna; de acuerdo con la instalación en relación con la pieza de trabajo y la dirección de movimiento del avance: radial y tangencial; según la ubicación del cortador en relación con la pieza, con una disposición paralela y en ángulo de los ejes o base de medición; según la ubicación de la superficie frontal - sin inclinación ( λ = 0) o en ángulo λ ; de acuerdo con la forma de las superficies formadas en forma - anular y tornillo.
