Комбинированный зенкер (курсовой проект)

Содержание

1. Выбор конструкции зенкера.............2
2. Конструирование сборных зенкеров..............3
3. Выбор геометрических параметров лезвий инструмента...............................4
4. Определение основных размеров рабочей части инструмента........................5
5. Определение положения пазов под пластиной твердого сплава.......................7
6. Крепление зенкера................9
7. Проверка прочности шпоночных соединений.............................................12
8. Допуски на основные размеры рабочей части инструмента...........................14
9. Материалы, используемые для изготовления зенкера...................................18

Библиографический список ......19
Приложение А.............................20
Приложение Б.............................21
Приложение В................................22


1. Выбор конструкции зенкера


Конструктивное исполнение комбинированного зенкера выбираем исходя из диаметров получаемых ступеней отверстия, т.к. диаметр первой ступени превышает 25 мм, но меньше
50 мм ( ), то выбираем зенкеры с напаянными пластинами из твердого сплава.
Для обработки данного отверстия выбираем сборную конструкцию комбинированного зенкера, который состоит из оправки, заканчивающейся хвостовиком, на которую насажены элементарные зенкеры. Отдельные части зенкера крепятся механически. Для обеспечения требуемого расстояния между элементарными зенкерами устанавливают регулирующие элементы (регулировочные кольца, втулки). Основным преимуществом сборной конструкции является возможность использования нормализованных деталей и узлов, сокращение расхода инструментального материала, простота изготовления зенкера и замена отдельных частей при их износе или поломке.

2. Конструирование сборных зенкеров

В качестве элементарных зенкеров используем конструкции, подобные насадным зенкерам. Выполняем их с напаянными на корпус пластинами твердого сплава.
Исходя из обрабатываемого отверстия, число элементарных зенкеров будет равно двум,
а торец обработаем зенковкой.
Определяем конструкцию элементарного зенкера, исходя из ГОСТ 12489-71(таблица 2.1).

Таблица 2.1
Номинальный диаметр зенкера D, мм Размеры, мм Число зубьев
 Длина зенкера
L 
Внутренний
диаметр
зенкера
d 
43Н11 50 13 4
51-56  64 16 4
65 40 22 4
 

Первый зенкер выполняем стандартным, 2-ой зенкер изменяем с учетом формы и размеров получаемого отверстия, так как вторая ступень коническая, то 2-ой зенкер выполняем с прямыми зубьями. Передачу крутящего момента от оправки 1-му и 2-му зенкеру осуществляем с помощью продольных врезных шпонок со скругленными торцами. Используя продольные шпонки, можно передавать крутящий момент от оправки
непосредственно каждому зенкеру, что позволяет наиболее просто ввести в конструкцию инструмента регулирующие кольца и прокладки.
Зенковке крутящий момент передаем от оправки с помощью втулки с поводками (образуется торцовое шпоночное соединение), сама втулка связана с оправкой
продольной шпонкой, применение торцевого шпоночного соединения связано с тем, что продольная шпонка ослабляет корпус зенкера.
Осевую фиксацию элементарных зенкеров, насаживаемых на оправку, осуществляем с помощью гайки и контргайки, навинчиваемых на свободный конец оправки.
На первом зенкере используем пластины твердого сплава- No25210(используем 4 пластины данного типа).
На втором зенкере используем пластины твердого сплава- No24210, в один ряд располагаем 4 пластины (всего используем 16 пластин данного типа).
На третьем зенкере используем пластины твердого сплава - No (используем 4 пластины данного типа).

3. Выбор геометрических параметров лезвий инструмента


3.1 Задний угол
Задний угол принимаем одинаковым на режущей и калибрующих частях: .
С целью увеличения размерной стойкости инструмента, повышения качества обработанной поверхности на задней поверхности калибрующей части зуба оставляем ленточку, представляющую в поперечном сечении дугу окружности, диаметр которой является номинальным диаметром ступени зенкера. Ширину ленточки принимают равной
1 мм.

3.2 Передний угол
Величину переднего угла назначаем, исходя из зависимости механических свойств, обрабатываемого материала и материала инструмента. Так как обрабатываемый материал сталь 40X, то передний угол принимаем равным нулю ( ).

3.3 Угол наклона главной режущей кромки λ
Для первой ступени с целью увеличения прочности режущей части , для остальных ступеней угол наклона главной режущей кромки .

3.4 Главный угол в плане
Для первой ступени т.к. она выходит из отверстия, устанавливаем оптимальное значение главного угла в плане, .Для увеличения стойкости инструмента делаем дополнительную переходную кромку под углом длинной 1 мм. Для второй ступени и третьей ступеней .

3.5 Угол наклона зуба
Элементарные зенкеры 1-ой ступени снабжаем углом наклона пластин твердого сплава напаянными на корпус на длине пластины и на остальной длине. На зенкере 2-ой и 3-ей ступени .

3.6 Обратная конусность на калибрующей части
Для твердосплавных зенкеров обратную конусность выполняют только на длине пластинок, занизив на 0,1 мм диаметр корпуса.
Обратную конусность устанавливаем на первой ступени 0,08 мм на 100 мм длины.


4. Определение основных размеров рабочей части инструмента

4.1 Режущая часть

Меньший диаметр режущей части первой ступени:

мм,

где глубина резания на первой ступени
диаметр предварительно полученного отверстия

мм.

второй ступени



третьей ступени


Длина режущей части:
1-ая ступень:
2-ая ступень
3-яя ступень

4.2 Калибрующая часть

1-ая ступень: .
где мм-длина пластины твердого сплава
У 2-ой ступени калибрующей частью будет являться вся длина пластин твёрдого сплава (на одном зубе располагается 4 пластины).


4.2 Угол конуса второй ступени


4. Определение основных размеров рабочей части инструмента

4.1 Режущая часть

Меньший диаметр режущей части первой ступени:

мм,

где глубина резания на первой ступени
диаметр предварительно полученного отверстия

мм.

второй ступени



третьей ступени


Длина режущей части:
1-ая ступень:
2-ая ступень
3-яя ступень

4.2 Калибрующая часть

1-ая ступень: .
где мм-длина пластины твердого сплава
У 2-ой ступени калибрующей частью будет являться вся длина пластин твёрдого сплава (на одном зубе располагается 4 пластины).


4.2 Угол конуса второй ступени

6. Крепление зенкера

При расчете конического сопряжения исходи из того, что крутящий момент должен передаваться исключительно силами трения, создающимися в сопряжении осевой силой на инструменте .Определяют крутящий момент и соответствующую осевую силу для случая, когда они имеют максимальную величину. Для расчета конического сопряжения воспользуемся формулами:

, ,

где Мкр и Р0 – крутящий момент(Нм) и осевая сила(Н) на отдельных ступенях.

,


где См=1,125 и Ср=845-поправочные коэффициенты характеризующие свойства обрабатываемого материала ;
-поправочные коэффициенты учитывающие изменение условий резания;
- поправочные коэффициенты учитывающие влияние главного угла в плане ;
t – глубина резания на ступени, мм;
S=0,2 мм/об – подача;
;
-предел прочности
-для первой ступени ;
для 2-ой ступени ;
-для 3-ей ступени .

, ;
-для 1-ой ступени ;
-для 2-ой ступени ;

-для 3-ей ступени

Н,
Н,
Н.

Н.

По рассчитанным значениям М и Р определяем средний диаметр хвостовика, мм:

,

где - угол конуса;
- коэффициент трения в коническом сопряжении;
- угловая погрешность конического сопряжения.

м =68 мм.
мм – больший диаметр конуса.
мм – меньший диаметр конуса.

Округляем полученные значения до стандартных в большую сторону, получим:
мм, мм- выбираем метрический конус No80.
Рассчитаем оправку.
Материал оправки –Cталь 40Х (закалка в масле и отпуск на твердость HRC 46...50)
- допускаемые напряжения смятия
- допускаемые напряжения среза
Диаметр оправки

где крутящий момент действующий на рассматриваемой ступени.
Под первым зенкером



принимаем

Под вторым зенкером


принимаем

Под третьим зенкером


принимаем
.