Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Бердичівський коледж промисловості, економіки та права

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

Для виконання розрахунково-графічної роботи №3

 

Тема: “Розрахунок та конструювання фрези”

 

З навчальної дисципліни:

“Основи обробки матеріалів та інструмент”

 

 

Автор - викладач: Дудчук М.М.

Розглянуто на засіданні циклової комісії

Спецдисциплін спеціальності 5.05050302

Схвалено і рекомендовано для використання

студентами спеціальності

протокол № __ від __________

 

 

2012

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА №3

 

ТЕМА: Розрахунок та конструювання фрези.

 

МЕТА: Навчитись здійснювати розрахунок та конструювання фрез.

 

ВИХОВНА МЕТА: Розвиток навиків самостійного мислення та бережного відношення до власності коледжу.

 

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА:

1. Нефедов Н.А., Осипов К.А. “Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту” М., Машиностроение, 1990г.

2. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования робот на металлорежущих станках. Часть 1, 1974.

3. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2. Под ред. А.Г.Косиловой, 1985.

4. Алексеев Г.А., Аршинов В.А. “Конструирование инструмента”.

5. ГОСТ 9140-78

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

По конструкції фрези поділяються на суцільні та складені, з пластинами з твердих сплавів чи з швидкоріжучої сталі. Розрізняють фрези циліндричні (переважно з зубцями, розташованими по гвинтовій лінії), торцеві, дискові, трьохсторонні (пазові та інші), прорізні (шліцові та ін.), відрізні концеві (пальцьові), одно - та двохкутові, зубопрорезні, фасонні набірні, набори з декількох окремих фрез.

Основні розміри фрез, геометричні параметри та технічні вимоги приведені у відповідних стандартах та довідковій літературі. Геометричні параметри фрез можна вибрати по [2] карти 2-6 чи довіднику [З].

Форми та розміри пластин та кромок з твердого сплаву вибирають за ГОСТ2209-69. Марку твердого сплаву за ГОСТ 3882-74. Зовнішній діаметр фрези залежить від оправки, розмірів обробленої поверхні, припусків на обробку та інших факторів.

Взагалі при конструюванні фрез для визначення діаметру оправки та циліндричної фрези користуються наступними співвідношеннями: L=(2,5-3)d.

Зовнішній діаметр фрези вибирають за ГОСТ 201-75, елементи кріплення насадних фрез з циліндричним отвором - ГОСТ 9472-70, діаметри циліндричних хвостовиків - ГОСТ СЕВ 151-75, конусних хвостовиків Морзе та метричних - за СТ СЕВ 147-75. Оправки з хвостовиком конусністю 7/24 для насадних торцевих фрез вибирають за ГОСТ 137-85-68, ГОСТ 13786-68, ГОСТ 13787-68, ГОСТ 13788-68, ГОСТ 13789-68, ГОСТ 13798-68, ГОСТ 13790-68.

Приєднувальні розміри фрез, закріплених на фрезерних верстатах, а також кінцях шпинделів, вибирають за СТ СЕВ 200-75 табл. 84-85.          

Коли на оправку встановлюють декілька фрез (набір), необхідно максимально збільшити діаметр оправки. Діаметр оправки(отвору фрези) можна розрахувати виходячи з сил, діючих на фрезу. Діаметр отвору під оправку:

Приклад.

Завдання: Розрахувати шпонкову фрезу.

Дано:

1. Оброблюваний матеріал - сталь 40Х
2. Твердість  - s_в=700МПа
3. Розмір паза - h=7,5мм
4. Шорсткість поверхні -
5. Обладнання - шпоночно-фрезерний верстат 692А

Опис фрези:

Шпонкова фреза являє собою тіло обертання, яка складається із робочої та хвостової частини. Вони нормалізовані по ГОСТ 9140-78. Проектуюча фреза виконана з циліндричним хвостовиком і двоперою робочою частиною. Матеріал робочої частини - швидкоріжуча сталь по ГОСТ 19265-73. Циліндрична хвостова частина застосовується для кріплення фрези в цанговому патроні.

Конструювання і розрахунок:

1. Діаметр фрези

Діаметр робочої частини вибирається виходячи з розміру оброблюємого пазу:

d_фрези=10 мм, за ГОСТ9140-78

2. Діаметр хвостовика. Приймається рівним:

d_{хвостовика}=10 мм

3. Враховуючи глибину оброблюємого пазу h=7,5 mm назначаємо довжину робочої, хвостової частини та загальну довжину фрези по ГОСТ 9140-78.

L_заг=70 мм

L_{раб.част.}=28 мм

L_хвост.=35 мм

4. Кількість пір'їв фрези приймаються рівним:

z=2

5. Заданий кут a визначається за формулою:

де С- постійний коефіцієнт, який приймаємо при обробці сталі С==0,21; чавуна - С=0,1 -[4];

a _max - максимальна товщина стружки, яка відповідає подачі на зуб;

a _max- S_z

Тоді:  a=19°54¢; По ГОСТ9140-78 приймаємо a=20°

6. Передній кут приймається за нормативами: при обробці сталі 40Х рекомендується передній кут g=5°.

7. Кут нахилу гвинтових зубців для шпон очних фрез рекомендується рівним w=20⁰ (Климов "Конструювання ріжучих інструментів"). Це відповідає ГОСТ 9140-78.

8. На задній поверхні зубців фрези допускається циліндрична       стрічка шириною “f” не більше 0,05 мм. Інші параметри беремо конструктивно по ГОСТ 9140-78.

 

d	d1	h	r	f	f1	a	Крок гвинтової канавки
10	8,4	3,0	0,5	1,0	1,0	20°	86,3

Перевірочний розрахунок

Визначаємо напруження в небезпечному перерізі фрези:

, де М_пр – приведений момент (Нм);

;

; М_пр=322,68 Н×м

 ;

М_зг – згинаючий момент, Н×мм;

;

;

S_z=0,086¸0,05 мм/зуб ст.284 таб.35 (3); Приймаємо S_z=0,07 мм/зуб; В=10 мм; t=1,5мм.

п =0,3 ст.264 табл.9 (1)

 

Cp	-	ст.291 таблиця 41 (3)
x	-	ст.291 таблиця 41 (3)
y	-	ст.291 таблиця 41 (3)
n	-	ст.291 таблиця 41 (3)
q	-	ст.291 таблиця 41 (3)
w	-	ст.291 таблиця 41 (3)

w - момент опору;

s_оп<[s]

Висновок: міцність фрези по небезпечному перерізу достатня.

ЗАВДАННЯ

Розрахувати і сконструювати шпонкову фрезу для фрезерування паза шириною в; глибиною h; оброблює мий матеріал – сталь40Х із s_в=750Мпа. Конструкцію фрези вибрати із ГОСТ9140-78 (довжина фрези ; робоча довжина фрези ).

 

Варіант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
в	2	3	3,5	4	5	6	7	8	9	12	13	10	5	7	8
h	2	3	2	4	4	5	5	6	5	6	4	3	3	4,5	4
L	36	37	37	49	42	52	54	55	63	63	73	63	42	54	54
l	4	5	5	7	8	8	10	11	13	13	16	13	8	10	10

Звіт складається:

1. Тема, мета, література, завдання, розрахунок.

2. Креслення розрахованої шпонкової фрези.