Материал: Проектирование металлорежущих инструментов

.        Общие допуски согласно ДСТУ ISO 2768-mK.

3. Расчет и проектирования метчика

Метчик - это винт, превращенный в инструмент путем прорезания стружечный канавок и создания на режущих зубьях передних, задних и других углов для нарезания различных внутренних резьб. Достоинства: простота и технологичность конструкции, возможность нарезания резьбы за счет самоподач. Недостаток: высокие силы резания, приводящие к поломке метчика, затрудненные условия отвода стружки. По конструкции бываю: ручные, машинно-ручные, машинные, гаечные, плашечно-маточные, специальные.

Исходные данные: М30×3,5, степень точности Н1, вид - машинный, для глухих отверстий.

Основные конструктивные и габаритные размеры ручных метчиков

Выбираем по ГОСТ 3266-81. Длина метчика L= 138 мм, длина рабочей части l=48 мм, длина заборной части l₁= 21 мм, диаметр хвостовика d₁= 20 мм.φ=5˚30΄ Исполнение хвостовика 1-е.

Рис. 3.1 - Метчик.

Согласно [ 2, стр. 225 ] : γ=10°, α=8°.

Метчики диаметром более 10 мм изготавливаю сварными. Примем в качестве материала режущей части материал Р6М5 ГОСТ 19265-71, для хвостовика сталь 40Х ГОСТ 4345-71.

Исполнительные размеры резьбы определяют по ГОСТ 17039-71:

наружный диаметр d= 30,306 мм, средний диаметр d₂= 24,442, внутренний диаметр d 26,868 мм.

Предельное отклонение половины угла профиля α/2= ± 25΄.

Отклонение шага резьбы Р = ± 10 мкм.

Размеры центровочных отверстий принимаем по ГОСТ 14034-74

Рис. 3.2 - Профиль центровочного отверстия

D=30мм, d=4 мм, l=5 мм, l₁= 3,9 мм, d₁=8,5 мм.

Согласно [5, стр 526 табл. 45] выбираем число канавок в зависимости от диаметра метчика : Z = 4.

Согласно [5 , стр 528 табл. 46 ] выбираем диаметр сердцевины и ширину пера в долях от диаметра метчика:

d = 0,43х30 = 13 мм,

р = 0,21х30 = 6,3 мм.

Рис 3.3

.1 Величина затылования:

К= π×d×tgα/z [2, стр.231];

где z - число канавок;

z=3 [5, стр.526 табл. 45].

K=3,14×30×tg8°/4= 3,3 мм.

Обратная конусность 0,08 мм на 100 мм длины.

Рис. 3.4 - Эскиз исполнительных размеров резьбы

3.2 Согласно ГОСТ 25557-82 выбираем конус Морзе №4

Рис. 3.5 Конус Морзе

d₂= 25,2 мм, b= 11,9 мм, R= 8 мм, e= 24 мм, D₁= 31,6 мм, a= 6,5 мм, l₃=117.5 мм.

Технические требования

.        Метчик должен удовлетворять ГОСТ 3266-81. Материал рабочей части Р6М5

ГОСТ 19265-71, хвостовой части 40Х ГОСТ 4543-71.

2.      Твердость рабочей части HRC 60…62, хвостовой части HRC 35…50

.        Центровочное отверстие форма A по ГОСТ 14034-74

.        Общие допуски согласно ДСТУ ISO 2768-mK.

4. Расчет и проектирование зенкера

Зенкеры - это осевые многолезвийные режущие инструменты, которые применяются для промежуточной или окончательной обработки отверстий, полученных предварительно сверлением, литьем, ковкой или штамповкой, с целью повышения их точности до 11…9-го квалитета и уменьшения шероховатости обработанной поверхности до Ra = 2 мкм.

Зенкеры для получения цилиндрических или конических углублений часто называют зенковками, а для обработки торцовых поверхностей - цековками.

Зенкеры классифицируют по следующим признакам:

а) по виду обработки - цилиндрические зенкеры [применяются для увеличения диаметра отверстий ], зенковки [применяются для обработки цилиндрических или конических углублений под головки болтов, винтов, а также для снятия фасок , подрезки торцов бобышек и приливов на корпусных деталях ];

б) по способу крепления зенкера - хвостовые [с цилиндрическим и коническим хвостовиками ( мм, )] и насадные ( мм, )];

в) по конструкции рабочей части зенкера - цельные, сборные (со вставными ножами,  мм) и регулируемые по диаметру;

г) по виду режущего материала - быстрорежущие и твердосплавные;

д) по способу обеспечения размеров - с постоянным размером и регулируемые.

Зенкеры предназначены для обработки:

а) цилиндрических или конических отверстий, предварительно просверленных, прошитых или отлитых ;

б) цилиндрических углублений, например, под головки винтов;

в) конических углублений для центровых гнезд, гнезд под головки винтов, фасок;

г) плоских и фасонных торцовых поверхностей.

Исходные данные: диаметр отверстия 12 мм, материал заготовки Сталь 40Х, предназначен для зенкерования под чистовую развертку, тип- хвостовой, материал рабочей части Р6М5.

Диаметр зенкера D принимаем равным диаметру обрабатываемого отверстия. По ГОСТ 21542- 76 таб. 2 принимаем для «зенкера №1» ( под развертывание).

Определяем геометрические и конструктивные параметры режущей части зенкера ( [1] стр. 155 табл.48). Задний угол α=9°. Передний угол γ=13°( на фаске шириной f= 1 мм ). Угол наклона винтовой канавки ώ=15°, профиль канавки принимаем прямолинейным . Шаг винтовой канавки:

Н=π×D×ctg10° =3,14×12×5,6713= 213.8 мм.

Главный угол в плане φ= 60°. Угол в плане переходной кромки φ₁= 30°. Обратную конусность принимаем равной 0,05 мм.

Конструктивные элементы зенкера принимают ГОСТ 12489-71.

Рис. 4.1 - Профиль зенкера.

d=12 мм, l=101 мм, L=182 мм , конус Морзе - 1.

Параметры профиля винтовых канавок зенкера [2. табл. 62].

Рис. 4.2 - Профиль винтовых канавок зенкера.

Z=3, t=0.3, D1=4,8 мм, f= 1 мм.

Технические требования

.        Материал хвостовика─ сталь 45 ГОСТ 1050-88 , твердость HВ 170…220.

2.      Материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

.        Шероховатость поверхностей режущих кромок достигается доводкой до R_z 0,1 мкм.

.        Зенкеры должны удовлетворять требования ГОСТ 12489-71.

.        Материал припоя Л68 ГОСТ 1019-41.

.        Толщина слоя припоя - 0,1 мм. Разрыв слоя припоя не должен превышать 10% его общей длины.

.        Маркировать: номинальный диаметр зенкера, тип исполнения, номер зенкера по точности, материал режущей части, товарный знак завода изготовителя.

Заключение

Технологические параметры металлорежущих инструментов зависят от режимов резания. Критерием износа режущей части инструмента принято считать ширину изношенной площадки на задней поверхности инструмента с учётом вида инструмента требуемой точности обработки и класса чистоты <http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8/%D0%91%D0%A1%D0%AD/%D0%9A%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%8B%20%D1%87%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82%D1%8B/>. Стойкость инструмента определяется продолжительностью (в мин) непосредственного резания между переточками. Главное требование к металлорежущему инструменту - высокая производительность при заданных классах чистоты и точности обработки - обеспечивается выполнением условий в отношении допусков на изготовление, отклонений геометрических параметров, твёрдости режущей части, внешнего вида и т. д. Конструкция инструмента должна предусматривать возможность многократных переточек, надёжное и быстрое крепление. При проектировании металлорежущего оборудования учитываются специальные элементы для крепления инструмента: резцедержатели, конусные отверстия, оправки и т. п.

При создании новых конструкций металлорежущего инструмента стремятся усовершенствовать их геометрические параметры и конструктивные элементы, а также использовать материалы с повышенными режущими свойствами и новые материалы. Решение этих проблем позволяет повысить стойкость инструмента (в т. ч. размерную), улучшить дробление стружки, в частности для автоматических линий и станков с программным управлением. Важное значение имеют исследования физических закономерностей изнашивания инструмента, его геометрических параметров, изыскание новых смазочно-охлаждающих жидкостей. С вопросами производства металлорежущего инструмента тесно связано создание новых конструкций станков, внедрение современных электрохимических и электрофизических методов для обработки твердосплавного инструмента.

Библиографический список

1.      Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г Косиловой и Р.К Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 2011. 496 с.

2.      Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб. и доп., М., «Машиностроение», 2006. 288 с.

3. Справочник технолога машиностроителя. В двух томах. Изд. 3, переработанное Том 2. Под ред. Заслуженного деятеля науки и техники РСФСР д-ра тех. наук А.Н Малова. М., «Машиностроение», 2010, стр. 568.

. Четвериков С.С. Металлорежущие инструменты. М.: Высшая школа,  1965.

. Семенченко И.И. Проектирование металлорежущих инструментов / И.И. Семенченко и др. - М.: Машгиз, 1963. - 952с.

6. Щеголев А.В. Конструирование протяжек. Л., Машгиз, 1960, 352 с.

7. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для    технического нормирования работ на зуборезных станках. Крупносерийное и массовое производство. М., Машкиз., 2009, 144.

8.      В.И. Климов, А.С. Лернер и д.р. Справочник инструментальщика- конструктора Изд. 2-е. М., Машкиз, 2008, 608 с.

.        Филиппов Г.В. Режущий инструмент / Г.В. Филиппов. - Л.: Машиностроение, 2011. - 387с.