1. Einleitung............................................... ................................................. ...... ...... 7

1.2. Formschneider................................................. ... .................................... 7

1.2. Geformter Fräser................................................. ............................. 4

2.Berechnung von Profilen geformter Werkzeuge............................................. .......... .... 4

2.1. Berechnung des Profils eines geformten Fräsers................................................. ........ ........... 4

2.1.1.Grafische Methode zur Bestimmung des Profils eines Formfräsers.......... 6

2.1.2 Analytische Methode zur Berechnung des Fräserprofils................................. 6

2.2. Berechnung des Profils eines Profilfräsers................................................. 9

Profilfräserzähne................................................ .................................... 12

3. Auswahl standardmäßiger alternativer Werkzeuge zum Erhalten geformter Profile bestimmter Teile................................. ................ ................................. . 14

Auswahl eines Standardalternativwerkzeugs zum Formdrehen 14

Auswahl eines Standard-Alternativwerkzeugs zum Profilfräsen............................................. ........................ ....................... ................................. ................. .... 15

4. Konstruktion der Bewegungsbahn alternativer Werkzeuge beim Erhalten geformter Profile.................................... ................ ................................. .......... 17

4.1. Konstruktion der Bewegungsbahn eines konturfertigen Fräsers beim Erhalten eines geformten Profils................................. ................. ................................. ......... 17

4.2. Konstruktion der Bewegungsbahn des Schaftfräsers beim Erhalten eines geformten Profils.................................... ............... ................................... .................... .......... 21

Fazit zum Kursprojekt................................................ ....................................... 23

Anwendung................................................. ................................................. ...... 24

Einführung

Geformter Fräser

Formfräser werden zur Bearbeitung von Rotationskörpern verwendet, die äußere oder innere Formflächen aufweisen. Die Bearbeitung mit diesen Fräsern erfolgt üblicherweise auf Automaten und Revolvermaschinen in der Groß- oder Massenfertigung. Als Rohlinge werden am häufigsten kalibrierte Walzprodukte in Form von Stäben verwendet.

Im Vergleich zu anderen Fräsertypen haben Formfräser folgende Vorteile:

1) Gewährleistung einer identischen Form des Teils und einer hohen Maßgenauigkeit, unabhängig von der Qualifikation des Arbeiters;

2) aufgrund der großen Länge des aktiven Teils der Schneidkante eine hohe Produktivität aufweisen;

3) über eine große Reserve zum Nachschleifen verfügen;

4) ein einfaches Schärfen entlang der Ebene der Vorderkante genügt;

5) nicht erforderlich hohe Kosten Zeit, die Maschine einzurichten und zu konfigurieren.

Zu den Nachteilen geformter Fräser gehören:

Komplexität der Herstellung und hohe Kosten;

1) Fräser sind etwas Besonderes, da sie nur zur Herstellung von Teilen mit einem bestimmten Profil geeignet sind;

2) Große Radialbelastungen bei Fräsern, die mit Radialvorschub arbeiten, verursachen Vibrationen und elastische Verformungen nicht starrer Werkstücke, was eine Reduzierung des Vorschubs erfordert und die Produktivität verringert;

4) Die kinematischen Vorder- und Hinterwinkel geformter Fräser während des Schneidvorgangs ändern sich entlang der Länge der Schneidkanten in einem weiten Bereich und weichen deutlich von den optimalen Werten ab.

Geformter Fräser.

Formschneider sind Fräser mit einer geformten Schneide. Sie werden auf jeder Fräsmaschine eingesetzt und bearbeiten komplexe Oberflächen relativ einfach mit einem hohen Maß an Präzision und Sauberkeit. In manchen Fällen ist ein Formfräser das einzige Werkzeug, mit dem sich ein komplexes Produktprofil bearbeiten lässt. Formfräser haben sich bei der Bearbeitung unterschiedlich geformter Oberflächen weit verbreitet. Die Vorteile des Einsatzes von Formfräsern kommen bei der Bearbeitung von Werkstücken besonders zum Tragen Großartige Einstellung Länge zu Breite der gefrästen Flächen.

Fräser mit geformter Rückseite haben eine flache Vorderfläche, entlang derer sie während des Betriebs geschliffen werden. Neu und

Ein nachgeschärfter Fräser kann die gleichen Teile bearbeiten, wenn sich die Form der geformten Schneide beim Nachschärfen nicht verändert. Dies wird durch die Wahl der entsprechenden Form sichergestellt Rückseite Fräserzahn. Die Rückseite des Zahns eines Fräsers mit Hinterkopf und einem Spanwinkel y = 0° besteht aus einer Reihe geformter Schneidkanten mit konstanter Form, die in radialen Ebenen in verschiedenen Abständen von der Fräserachse angeordnet sind. Beim Übergang von der Vorderebene des neuen Fräsers zur Rückseite des Zahns wird der Abstand von der Achse zur Schneidkante verringert, um positive Freiwinkel am Schneidteil zu gewährleisten.

Berechnung von Profilen geformter Werkzeuge.

Berechnung des Profils eines Formfräsers.

Ausgangsdaten zur Berechnung des Fräserprofils: Das zu bearbeitende Material ist AM g P und das Profil des Teils (Abb. 1). Die Vorder- und Hinterwinkel werden abhängig von den physikalischen und mechanischen Eigenschaften des zu verarbeitenden Materials eingestellt:

γ = 20°, α = 10°.

Maximaler Radius des Formfräsers

wobei t die maximale Profiltiefe des Werkstücks ist; l ist der Mindestabstand, der erforderlich ist, um Späne von der Vorderfläche des Fräsers zu entfernen; m – Fräserdicke; d 0 – Durchmesser des Montagelochs.

Abbildung 1. Skizze eines mit einem Formfräser bearbeiteten Teils.

Das 3D-Modell des Werkstücks ist in Abb. 2 dargestellt

Abb. 2. 3D-Modell eines durch Drehen hergestellten Formteils.

D 1 =25, D 2 =30, D 3 =36, D 4 =30, l 1 =5, l 2 =10, l 3 =15, l 4 =20, R=3.

Material – VML-1-Legierung (GOST 7167-54), s = 25 kgf/mm 2, d = 35 %.

Abweichung der Durchmesser- und Längsmaße gemäß h9.

Die geometrischen Parameter des Schneidteils von Formfräsern werden abhängig vom zu bearbeitenden Material ausgewählt. Der Spanwinkel von Formfräsern wird durch Schärfen der Vorderfläche erreicht. Für Aluminium und Rotkupfer Spanwinkel = 20...25°, für Bronze, Bleimessing = 0...5°, für Stahl mit
bis 500 MPa (NV bis 150 Einheiten) = 20...25° s
= 500...800 MPa (NV 150...235) = 15...20° s
= 800...1000 MPa (NV 235...290) = 10...15°, für Gusseisen mit NV bis 150 Einheiten. = 15° mit NV über 150 Einheiten. = 10...12°. Rückenwinkel
wird je nach Profilkonfiguration und Fräsertyp gleich 8...15° gewählt.

Um den Rückenwinkel eines runden Fräsers zu bilden, muss seine Spitze unterhalb der Achse der Basis liegen H. Versatzbetrag:
, Wo
– größter Fräserdurchmesser (ausgewählt gemäß Tabelle 2.1).

Der Freiwinkel des Prismenfräsers wird durch entsprechende Montage im Halter erreicht. Größe vorne und hinten
Für die äußeren Abschnitte der Schneidkanten von Formfräsern werden Winkel gewählt, die den Mindestdurchmesser des Teilprofils bearbeiten. An allen anderen Stellen der Schneidkante verringert sich der Wert des Spanwinkels mit zunehmendem zu bearbeitenden Durchmesser und der hintere Winkel nimmt zu.

Abschnitte des Fräserprofils senkrecht zur Achse des Teils haben einen Winkel
, gleich Null. Um starke Reibung zu vermeiden und die Schnittbedingungen in den entsprechenden Bereichen der Schneiden des Formfräsers zu verbessern, wird ein Hinterschnitt mit einem zusätzlichen Anstellwinkel angebracht
oder Streifen auf einem kleinen Abschnitt des Fräserprofils belassen (siehe Abb. 2.2).

Reis. 2.2. Eine Verbesserung der Schnittbedingungen ist ungünstig

lokalisierte Abschnitte der Schneidkante des Formschneiders

Rückenwinkel
an einem beliebigen Punkt X im Abschnitt N-N, senkrecht zur Schnittebene des Fräsers, wird durch die Formel bestimmt

Wo
– der Winkel zwischen der Tangente an das Fräserprofil des betrachteten Punktes und einer Geraden senkrecht zur Achse des Teils. Ecke
analytisch oder grafisch ermittelt werden.

2.1.6. Korrekturberechnung des Profils des Formfräsers

Die Korrekturberechnung des Profils eines Formfräsers wird am Beispiel eines Fräsers mit betrachtet
Und
. Der Zweck der Korrekturrechnung besteht darin, die Abstände der Knotenpunkte zur Grundfläche zu ermitteln. Das am Computer implementierte Berechnungsverfahren für einen runden Fräser ist wie folgt (Abb. 2.3).

Der Abstand der Knotenpunkte zur Grundfläche (üblicherweise wird als Grundfläche die dem Knotenpunkt 1 entsprechende Fläche angenommen) (Abb. 2.4) ist definiert als:

Reis. 2.3. Schema der Korrekturberechnung eines runden Fräsers

Reis. 2.4. Korrekturberechnungsschema für prismatisch

geformter Fräser

Für jeden Profilpunkt X:

Verfahren zur Berechnung von Werten ...
Und
wenn die Korrekturberechnung für prismatische Fräser ähnlich ist. Als nächstes werden die Abstände bestimmt
(Abb. 2.5) von den Knotenpunkten zur Rückseite, die dem 0-Punkt entspricht, und den hinteren Ecken:
;
;
;
;
. Der Abstand der Knotenpunkte zur Grundfläche (üblicherweise wird Fläche 1 als Grundfläche angenommen) wird durch die Formel bestimmt

Reis. 2.5. Schema zur Berechnung der Abstände von Knotenpunkten

von der Grundfläche

2.1.7. Zuordnung von Toleranzen zu den Profilmaßen von Formfräser, Schablone und Gegenschablone

Bei der Zuordnung von Toleranzen zu den Profilabmessungen eines Formfräsers sind die Werte zu beachten
sind die abschließenden Glieder der Dimensionskette. Die Toleranz für diese Abmessungen beträgt 1/2...1/3 der Toleranz für die entsprechenden Schließglieder des Teilprofils. Als Grundfläche wird beispielsweise die Oberfläche eines Fräsers verstanden, mit dem die Oberfläche eines Teils bearbeitet wird
mm. Höhe des Teilprofils entsprechend Knotenpunkt 2, s
mm ist gleich;
mm. Abstandstoleranz Der Knotenpunkt 2 des Fräsers von der Grundfläche beträgt (1/2...1/3) des Wertes ±0,12, d. h. 0,06...0,04 mm.

Schablonen und Gegenschablonen zur umfassenden Kontrolle des Profils von Formfräsern sind als Profillehren konzipiert, die die Übertragung kontrollieren.

Bei der Durchsichtprüfung wird eine Schablone mit negativem Fräserprofil so aufgelegt, dass die Grundflächen von Schablone und Fräserprofil eng aneinander anliegen und auf den übrigen Flächen ein Spalt entsteht. Sein Wert sollte die Toleranz für die Größe des entsprechenden Elements des Fräserprofils nicht überschreiten.

Wenn in irgendeinem Abschnitt des Profils der Spielwert größer als die Toleranz oder gleich Null ist (das Schablonenprofil berührt das Fräserprofil), deutet dies darauf hin, dass in diesem Abschnitt das Fräserprofil mit einer unzulässigen Abweichung und der Größe des Profils hergestellt wurde in diesem Abschnitt müssen mit einem Mikroskop oder einem anderen Universalmessgerät überprüft werden.

Toleranzen für lineare Abmessungen werden für Schablonen im Körper der Schablone festgelegt, für Gegenschablonen symmetrisch. Der Wert dieser Toleranzen wird für Schablonen von 1/2...1/3 des Toleranzfeldes der entsprechenden Abmessungen des Fräserprofils und dementsprechend für Gegenschablonen von 1/2...1/ als gleich angenommen. 3 des Toleranzfeldes den entsprechenden Abmessungen des Schablonenprofils. Unter Berücksichtigung der Möglichkeiten der Werkzeugherstellung sollten sie jedoch die in der Tabelle angegebenen Toleranzen nicht unterschreiten. 2.2.

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Fragment des Textes der Arbeit

Ministerium für Wissenschaft und Bildung der Ukraine

UKRAINISCHE AKADEMIE FÜR ENGINEERING UND PÄDAGOGIE

BERECHNUNG UND ERLÄUTERUNG

für das Studienprojekt in der Disziplin: „Werkzeugdesign“

Arbeit von C

Gruppe ZMB-A8-1

Geprüft

Charkow, 2012

Aufgabe für das Kursprojekt

Übung 1

Entwerfen Sie einen runden Fräser, um das in der Skizze gezeigte Teil zu bearbeiten. Material: Aluminium B95 .

Abbildung 1 – Skizze

Aufgabe 2

Entwerfen Sie eine runde Räumnadel für die Bearbeitung des Lochs. Teilematerial: Bronze BrA9Zh3L (HB100), Lochdurchmesser nach dem Räumen mm, Lochlänge mm. Rauheit der bearbeiteten Oberfläche µm.

Aufgabe 3

Entwerfen Sie einen Zahnradfräser für die Bearbeitung eines Zahnrads mit den folgenden Parametern: mm, , . Die Genauigkeit der Räder beträgt 7-B.

1. Entwurf eines runden, radial geformten Fräsers

1.1 Theoretische Informationen

Ein Formfräser ist ein Werkzeug, das hauptsächlich für den Einsatz in der Serien- und Massenproduktion bestimmt ist, wo automatische Maschinen – universell und Sondermaschinen und halbautomatische Maschinen. In diesem Zusammenhang besteht die wichtigste Aufgabe bei der Entwicklung von Formschneidern darin, Bedingungen für den rationellen Einsatz automatischer Geräte zu schaffen. Zu diesen Bedingungen gehören: hohe Haltbarkeit der geformten Fräser, umfangreiche technologische Möglichkeiten und minimaler Zeitverlust beim Wechseln und Nachschleifen stumpfer Fräser.

Formfräser werden zur Bearbeitung von Außen-, Innen- und Endflächen verschiedener Profile verwendet und unterscheiden sich in der Konstruktionsform, der Art des Schärfens, der Art der Installation in der Arbeitsposition und der Art der Hauptschnittbewegung.

Entsprechend ihrer Bauform werden Formfräser in flache oder stabförmige, prismatische und runde Fräser unterteilt.

Das Funktionsprinzip radial geformter Fräser basiert auf dem schrittweisen Schneiden des gesamten Metallvolumens, das von der Schneidklinge abgetragen werden soll, in Form von Spänen. Mit der Bewegung des Fräsers kommen immer mehr Punkte am Schneidmesser ins Spiel und am Ende der Arbeit werden die Späne vom gesamten Schneidmesser abgeschnitten. Daher arbeitet jede Spitze des Schneidmessers für eine bestimmte Zeit.

Rundfräser werden zur Bearbeitung sowohl äußerer als auch innerer Formflächen eingesetzt. Sie sind technologisch fortschrittlicher als prismatische, da sie Revolutionskörper sind und ermöglichen größere Zahl Nachschleifen und Abschleifen auf den Restwert entsprechend den Festigkeitsverhältnissen.

Die Rückenwinkel von Rundfräsern werden dadurch erreicht, dass ihre Achse in speziellen Werkzeughaltern über der Axialebene des Werkstücks eingestellt wird.

1.2 Berechnung eines runden, radial geformten Fräsers

Bestimmen wir die Gesamtlänge des Rahmens mit der Formel:

wo ist die Länge des Werkstücks, mm;

– Bereich zur Überlappung des Profils des Teils, mm; – Länge des Kragens mit radialer Riffelung, mm.

Parameter von Zahnradwellen.

Die Anzahl der Zähne wird mit 32 angenommen.

Vorschubauswahl nach Tabelle 5 mm/U.

Die Komponenten der Schnittkraft werden durch die Formel bestimmt:

Der Durchmesser des Montagelochs wird durch die Formel bestimmt:

Auf die nächstgrößere Standardgröße aufrunden:

. Denn die Befestigung des Rahmens erfolgt in einer Zwei-Stützen-Halterung. Bestimmen wir den Außendurchmesser des Fräsers mit der Formel:

(1.4)

wo ist der maximale Radius des Radius, mm;

– Profiltiefe, mm;

– Bereich zum Platzieren von Spänen, mm;

– Dicke der Fräserwand zur Gewährleistung der Festigkeit, mm.

Runden Sie auf das nächstgrößere ganzzahlige Vielfache von fünf:

Wir wählen die Winkel am Basispunkt gemäß Tabelle 4:

1.3 Korrekturberechnung des CFR

Bei der Berechnung des CFR verwenden wir Maße in der Mitte des Toleranzfeldes, für Maße ohne Toleranzen weisen wir die Qualität 14 zu. Für lineare Maße verwenden wir die 14. Genauigkeitsklasse und einen Toleranzbereich von , was uns die Verwendung von Nennmaßen ermöglicht. Wir zeichnen ein Werkstück auf der Skizze, tragen alle notwendigen Maße ein, geben die Knotenpunkte des Werkstücks an und tragen alle notwendigen Maße ein. Für Punkte mit demselben Durchmesser sind alle Parameter gleich, sodass keine Berechnung erforderlich ist.

EINFÜHRUNG

IN moderner Maschinenbau Neue Bearbeitungsmethoden, neue Konstruktionen und Arten von Schneidwerkzeugen und Zerspanungsmaschinen sind weit verbreitet. Der Anteil der Endbearbeitungsprozesse, die die Fertigungsgenauigkeit, die Oberflächenrauheit sowie die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Oberflächenschicht von Teilen bestimmen, die für die Erzielung hoher Leistungsqualitäten des Produkts äußerst wichtig sind, nimmt ständig zu.

Werkzeuge im weitesten Sinne sind Werkzeuge zur manuellen und maschinellen Bearbeitung verschiedener Arten von Materialien im Maschinenbau, Bergbau, Holzverarbeitung, Landwirtschaft, Medizin, Haushalt usw. Im engeren Sinne ist das Schneidwerkzeug der Teil von Zerspanungsmaschinen, der die Form des Werkstücks unmittelbar verändert.

In der Volkswirtschaft spielen Werkzeuge eine große Rolle, und keine Branche kommt in vielen Bereichen ohne den Einsatz von Werkzeugen aus.

In dieser Kursarbeit werden drei Schneidwerkzeuge entworfen: ein Formfräser, eine Räumnadel und ein Fräser. Fräser sind die gebräuchlichste Art von Schneidwerkzeugen. Formfräser werden zur Bearbeitung von Teilen mit Formprofil verwendet. Räumnadeln sind mehrzahnige Zerspanungswerkzeuge, die Aufmaß ohne Vorschubbewegung entfernen, weil die Höhe oder Breite des nächsten Zahns die Höhe oder Breite des vorherigen übersteigt. Sie werden zur Endbearbeitung unterschiedlich geformter Innen- und Außenflächen von Teilen verwendet. Verzahnungswerkzeuge gehören zu den komplexesten und spezifischsten in Design, Herstellung und Betrieb. Der Zahnradschneider ist zum Schneiden der Zähne von zylindrischen Rädern im Biegeverfahren bestimmt.

1 FORMSCHNEIDER
1.1 Zweck, Umfang und Arten von Formfräsern
1.2 Aufgabe zur Gestaltung eines Formfräsers
1.5 Grafische Methode zur Bestimmung des Fräserprofils
1.6 Analytische Methode zur Berechnung des Fräserprofils
1.7 Bestimmung der Span- und Rückenwinkel über die gesamte Länge des Schneidmessers
1.8 Ausführung von Fräsern
1.9 Montage, Einstellung und Befestigung von Fräsern an Maschinen
2 ÜBERTRAGUNG
2.1 Zweck, Umfang und Arten von Räumnadeln
2.2 Räumungskonstruktionsaufgabe
2.3 Räumberechnung
3.1 Zweck, Umfang und Arten von Fräsern
3.2 Konstruktionsaufgabe für einen Fräser
3.3 Berechnung des Scheibenschneiders
3.4 Aufbau eines Scheibenformers
Literaturverzeichnis

1 Formschneider

1.1 Zweck, Umfang und Arten von Formfräsern

Geformte Oberflächen verschiedener Maschinenteile können durch Drehen mit folgenden grundlegenden Methoden erhalten werden:

a) Bearbeitung mit Drehwerkzeugen bei gleichzeitigem Längs- und Quervorschub;

b) Bearbeitung mit Drehwerkzeugen unter Verwendung eines speziellen Kopiergeräts oder einer hydraulischen Unterstützung;

c) Bearbeitung mit Drehwerkzeugen auf einer CNC-Maschine;

d) Bearbeitung auf Mehrschneide-Drehmaschinen, bei denen alle Elemente des Teileprofils gleichzeitig von zwei Gruppen vorkonfigurierter Fräser bearbeitet werden, von denen eine mit Längsvorschub, die andere mit Quervorschub arbeitet. Dabei bearbeitet jeder Fräser ein eigenes Profilelement;

e) Bearbeitung mit Drehwerkzeugen auf einer CNC-Maschine.

Bei der Bearbeitung mit einem Formfräser werden alle Profilelemente von einem Fräser geformt, der eine lineare Bewegung in eine Richtung ausführt.

In der Groß- und Massenproduktion zur Bearbeitung geformter Oberflächen haben sich Formfräser weit verbreitet, da sie eine hohe Produktivität sowie identische Form und hohe Maßhaltigkeit der bearbeiteten Produkte gewährleisten.

Formfräser werden zur Bearbeitung von Rotationskörpern auf Maschinen mit Rotationsbewegung des Werkstücks sowie für Formflächen auf Maschinen mit linearer Bewegung des Teils oder Fräsers verwendet.

Rundfräser werden zur Bearbeitung von Innen- und Außenformflächen eingesetzt. Die weit verbreitete Verwendung runder Fräser erklärt sich aus der relativ einfachen Herstellung und Haltbarkeit (zulässig). große Menge Nachschleifen).

1.2 Aufgabe zur Gestaltung eines Formfräsers

Entwerfen Sie einen runden Fräser, um das in Abbildung 1.1 gezeigte Teil zu bearbeiten.

Ausgangsdaten: D 1 = 40 mm; D2 = 20 mm; D3 = 62 mm; l 1 = 25 mm;

l 2 = 3 mm; l 3 = 16 mm; l 4 = 8 mm; l 5 = 5 mm; R = 6 mm.

Das Material des mit dem Formschneider bearbeiteten Produkts ist Stahl 20, Härte  in = 45 kgf/mm 2, Zugfestigkeit  = 12 %. Fräsertyp: rund.

Abweichungen der Durchmesser- und Längenmaße werden gemäß h9 akzeptiert.

Abbildung 1.1. Skizze eines mit einem Formfräser bearbeiteten Teils

1.3 Auswahl der Schneidwerkzeugparameter

1.3.1 Bestimmen Sie den Fräsertyp

Je nach Aufgabenstellung bestimmen wir den Fräsertyp: Rundfräser (S. 11, Tabelle 1.9).

1.3.2. Design des runden Fräsers: massiv.

1.3.3 Material des Schneidteils des Fräsers

Das Material des Schneidteils des Fräsers wird entsprechend dem zu bearbeitenden Material ausgewählt. In unserem Fall besteht das Werkstück aus Stahl 20 und daher ist das Material des Schneidteils des Fräsers P6M5.

1.3.4 Zweck der Winkel der Schneidklinge des Fräsers

Der Freiwinkel  liegt bei runden Fräsern im Bereich von 10...15 0; Der Spanwinkel  wird abhängig von der Härte des zu bearbeitenden Materials zugewiesen. Wir akzeptieren: Hinterwinkel  = 10 0 (S. 8) und Vorderwinkel  = 20 0 (S. 9, Tabelle 1).

1.3.5 Dauer

Wir wählen den durchschnittlichen Haltbarkeitswert für die Einzelwerkzeugbearbeitung: T = 60 min (, S. 268).

1.4 Zweck der Schnittmodi

1.4.1 Bestimmung der Gesamtabmessungen eines Formfräsers

Der kleinste zulässige Durchmesser eines Formfräsers wird nach Formel (1.1) bestimmt:

, (1.1)

wobei d der Durchmesser des Dorns zur Befestigung des Fräsers ist;

t max – die größte Tiefe des Teilprofils;

d max, d min – der größte und kleinste Durchmesser des Werkstückprofils.

Abbildung 1.2. Bestimmen der Gesamtabmessungen eines runden Fräsers

1.4.2 Bestimmung der Schnitttiefe

Die größte Tiefe des Teilprofils wird durch Formel (1.2) bestimmt:

. (1.2)

mm.

Die minimalen Dornabmessungen für die Montage runder Fräser hängen von der erwarteten Schnittkraft, der Breite des Fräsers und der Art der Montage des Dorns ab. Um den Durchmesser des Dorns zu bestimmen, berechnen wir daher die Schnittbedingungen.

1.4.3 Ermittlung des Futterwertes

Der Vorschubwert s wird aus der Tabelle ermittelt. 16 (, S. 269) abhängig von der Breite des Fräsers und dem größten Bearbeitungsdurchmesser D max = 62 mm, Fräserbreite b = 25 mm; s = 0,045 mm/U.

1.4.4 Bestimmung der Schnittgeschwindigkeit

Die Schnittgeschwindigkeit beim Drehen mit einem runden Fräser wird durch Formel (1.3) bestimmt:

(1.3)

wobei C V = 350 Koeffizient (, S. 269, Tabelle 17);

T = 60 min (, S. 268) – durchschnittliche Standzeit;

m = 0,2; y = 0,35; x = 0,15 (S. 269, Tabelle 17) – Exponenten.

Der Koeffizient K V wird durch Formel (1.4) bestimmt, (, S. 268):

(1.4)

wobei K M V ein Koeffizient ist, der die Qualität des verarbeiteten Materials berücksichtigt;

K P V – Koeffizient, der den Zustand der Werkstückoberfläche widerspiegelt;

K AND V ist ein Koeffizient, der die Qualität des Werkzeugmaterials berücksichtigt.

Koeffizient, der die Qualität des verarbeiteten Materials berücksichtigt: K M V = 0,6 (, S. 263, Tabelle 4).

Koeffizient, der den Zustand der Werkstückoberfläche widerspiegelt: K P V = 1 (S. 263, Tabelle 5).

Koeffizient unter Berücksichtigung der Qualität des Werkzeugmaterials: K I V = 1 (, S. 263, Tabelle 6); Werkzeugmaterialsorte: R6M5.

Durch Einsetzen numerischer Werte in Formel (1.3) erhalten wir die Schnittgeschwindigkeit:

1.4.5 Ermittlung der Maschinenspindeldrehzahl

Die Drehzahl der Maschinenspindel ermitteln wir nach Formel (1.5):

. (1.5)

U/min

1.4.6 Ermittlung der tatsächlichen Schnittgeschwindigkeit

Die tatsächliche Schnittgeschwindigkeit wird durch Formel (1.6) bestimmt:

, (1.6)

Wo = 1250 U/min – Spindeldrehzahl der Maschine 16K20 (laut Pass).

m/min.

1.4.7 Bestimmung der Schnittkraft beim Drehen mit Formfräsern

Die Schnittkraft wird durch die Formel (1.7) bestimmt, (, S. 271):

wobei C p = 212 der Koeffizient zur Berechnung der Schnittkraft beim Drehen ist, der in Abhängigkeit vom Material des Werkstücks (Stahl 20) und dem Material des Schneidteils des R6M5-Fräsers ausgewählt wird (S. 274, Tabelle 22);

t = 11 mm – Schnitttiefe;

s = 0,045 mm/U – Vorschubgeschwindigkeit beim Formdrehen;

x = 1; y = 0,75; n = 0 – Exponenten (, S. 273, Tabelle 22)

Der Korrekturfaktor K p wird durch Formel (1.8) bestimmt, (, S. 271):

Wo
= 0,84 (S. 264, Tabelle 9) – Korrekturfaktor unter Berücksichtigung des Einflusses der Qualität von Stahl- und Gusseisenlegierungen auf die Kraftabhängigkeiten;

= 1,0 (, S. 275, Tabelle 23);

= 1,0 (, S. 275, Tabelle 23);

= 1,0 (, S. 275, Tabelle 23);

= 1,0 (, S. 275, Tabelle 23);

,
,
,
- Korrekturfaktoren, die den Einfluss der geometrischen Parameter des Schneidteils des Werkzeugs auf die Komponenten der Schnittkraft bei der Bearbeitung von Stahl und Gusseisen berücksichtigen

1.4.8 Bestimmung der Schnittleistung

Die Schneidleistung wird durch die Formel (1.9) bestimmt, (, S. 271):

(1.9)

kW.

1.4.9 Vergleich von Maschinenantriebsleistung und Schneidleistung

Auswahl einer 16K20-Maschine: Leistung des Hauptantriebs-Elektromotors –
= 11 kW,
. Schneidkraft
= 7,7 kW.

Somit deckt die Leistung des Elektromotors des Hauptantriebs der Maschine die erforderliche Schnittleistung ab.

1.4.10 Ermittlung der Computerzeit

Die Maschinenzeit wird durch die Formel (1.10) bestimmt:

(1.10)

wobei L = 11 mm die Hublänge des Fräsers ist, definiert als die Hälfte der Differenz zwischen dem Durchmesser des Werkstücks und dem Mindestdurchmesser des Formteils;

s = 0,045 mm/U – Vorschub;

n st = 1250 U/min – Spindeldrehzahl der Maschine 16K20 (laut Pass);

ich - Anzahl der Durchgänge.

Mindest.

Der Durchmesser der Aufnahmebohrung ergibt sich aus der Voraussetzung ausreichender Festigkeit und Steifigkeit des Dorns, abhängig von der Hauptkomponente der Schnittkraft R z .

Bei beidseitiger Befestigung wird der Durchmesser des Montagelochs nach Tabelle Nr. 1.1 ermittelt: d = 27 mm.

Tabelle Nr. 1.1

Schnittkraft

d, mit Fräserbreite B, mm

A. Auslegermontage des Dorns

St. 1000 bis 1300

St. 1300 bis 1700

St. 1700 bis 2200

St. 2200 bis 2900

St. 2900 bis 3800

St. 3800 bis 5000

St. 5000 bis 6500

St. 6500 bis 8500

St. 8500 bis 11000

B. Doppelseitige Dornmontage

St. 1000 bis 1300

St. 1300 bis 1700

St. 1700 bis 2200

St. 2200 bis 2900

St. 2900 bis 3800

St. 3800 bis 5000

St. 5000 bis 6500

St. 6500 bis 8500

St. 8500 bis 11000

Wir ersetzen Zahlenwerte in Formel (1.1):

Wir bekommen das D 68,5 mm. Wir runden D auf den nächsten Standardwert: D = 70 mm (S. 11).

1.4.11 Bestimmen Sie den Verschiebungswert

Der Verschiebungswert wird nach Formel (1.11) bestimmt:

(1.11)

Wir setzen Zahlenwerte in die Formel (1.11) ein:

1.5 Grafische Methode zur Bestimmung des Fräserprofils

Die grafische Methode zur Bestimmung des Profils eines runden Fräsers ist sehr einfach und intuitiv. Gleichzeitig liefert es bei richtig gewähltem Maßstab und sorgfältiger Konstruktion nahezu die gleiche Genauigkeit wie eine analytische Berechnung. Häufig werden analytische und grafische Berechnungen gleichzeitig durchgeführt und wenn die Ergebnisse dieser Berechnungen übereinstimmen, gelten sie als zuverlässig. Die Notwendigkeit einer Berechnung auf unterschiedliche Weise ergibt sich aus der Tatsache, dass bei der Überprüfung der Berechnungsergebnisse auf die gleiche Art und Weise, wie sie durchgeführt wurde, die Wahrscheinlichkeit besteht, dass dieselben Fehler, die zuvor gemacht wurden, wiederholt werden. Wenn analytische Berechnungen und grafische Konstruktionen durchgeführt werden, ist das Zusammentreffen von Fehlern in beiden Fällen unwahrscheinlich. Wenn außerdem die Ergebnisse beider Berechnungen voneinander abweichen, ist es leicht, die gemachten Fehler zu finden, indem man nur an den Stellen prüft, an denen erhebliche Abweichungen bestehen.

Wir gehen von einem Baumaßstab 5:1 aus.

Die Ausgangsdaten für die grafische Konstruktion eines Fräserprofils sind: Zeichnung des Werkstücks, Fräserdurchmesser D und ausgewählte geometrische Parameter α und γ.

Grafische Methode zur Konstruktion des Profils eines runden Fräsers

Zuerst zeichnen wir das Profil des Teils, das durch eine Reihe paralleler Linien zerlegt wird, die in bestimmten Abständen l i voneinander entfernt sind.

Somit erhalten wir eine Reihe charakteristischer Punkte des Profils i. Wir projizieren die resultierenden Punkte auf die horizontale Achse OO 1 und erhalten die Punkte entsprechend . Vom Mittelpunkt O des Produkts aus zeichnen wir eine Reihe konzentrischer Kreise mit den Radien i. Wir erhalten somit eine Projektion des Teils auf eine Ebene senkrecht zu seiner Achse.

Um die Position der Fräsermitte zu bestimmen, machen wir mit einer Zirkelöffnung, die dem Außenradius des geformten Fräsers entspricht, eine Kerbe von Punkt I aus.

Dann zeichnen wir im Abstand eine Linie O 2 O 3 parallel zur Linie OO 1
. Der Schnittpunkt ist die gewünschte Mitte des runden Fräsers.

Von Punkt in einem Winkel Zeichnen Sie einen Balken zur Linie OO 1
, das ist die Spur der Vorderkante des Fräsers. Die Grenze überschreiten
mit Kreisen i gibt die Punkte I, II, III, IV des Schneidmessers an bzw. bildet Punkte Teileprofil. Vom Mittelpunkt O 2 aus zeichnen wir eine Reihe konzentrischer Kreise mit den Radien O 2 I, O 2 II, O 2 III, O 2 IV usw. und erhalten so die entsprechenden Radien des Formfräsers Ri. Der Schnittpunkt der Kreise R i mit der Geraden O 2 O 3 ergibt jeweils die Punkte ,
,
,
usw., die in einem Radialschnitt liegen und den Punkten I, II, III, IV usw. entsprechen. Schneideklinge.

Nun scheint es möglich, ein Profil eines Formfräsers im Radialschnitt zu konstruieren. Dazu ist es notwendig, eine Linie CC zu zeichnen und von dieser Linie die Axialmaße l i abzuziehen, die sich bekanntlich nicht ändern, da die Achse des Fräsers parallel zur Achse des Werkstücks verläuft. Durch die Gestaltung der Schnittpunkte der Kreise mit der Linie O 2 O 3, die durch den Mittelpunkt und parallel zur Linie CC verläuft, erhalten wir charakteristische Punkte des Profils des Formfräsers im Radialschnitt (
,
,
,
usw.).

1.6 Analytische Methode zur Berechnung des Fräserprofils

Die Ausgangsdaten für die analytische Berechnung sind: Zeichnung des Werkstücks, Fräserdurchmesser D und seine geometrischen Parameter Und . Bei der Lösung elementarer geometrischer Probleme bestimmen wir die Radien charakteristischer Punkte des Teilprofils (r i).

Abbildung 1.3 zeigt ein Berechnungsdiagramm für einen runden Fräser. Die Vorderkante dieses Schneidezahns wird durch die Linie MN dargestellt. Die Schnittpunkte der Vorderseite mit den entsprechenden Radien des Teils werden durch Zahlen i gekennzeichnet. Die Radien dieser Punkte sind r i und die axialen Abstände l i zwischen den Abschnitten 1, 2, 3, 4 usw. (untere Projektion) werden aus der Zeichnung des Teils ermittelt oder auf die dritte Dezimalstelle genau berechnet.

Von der Mitte des Fräsers O 2 aus werden Kreise mit Radien R i durch die Punkte i gezogen. Indem wir die Senkrechte O 2 M vom Mittelpunkt O 2 auf die Linie MN senken und den Mittelpunkt O 2 mit den Punkten 1, 2, 3, 4 usw. verbinden, erhalten wir eine Reihe rechtwinkliger Dreiecke iMO 2.

Abbildung 1.3. Berechnungsdiagramm für einen runden Fräser zum Außendrehen

Die Hypotenusen dieser Dreiecke sind die entsprechenden Fräserradien R i , die zur Konstruktion des Fräserprofils bestimmt werden müssen. Und dazu müssen Sie die Maße B i, die die Schenkel dieser Dreiecke sind, und die Winkel kennen , geschlossen zwischen den Beinen B und den Hypotenusen, die die gewünschten Werte der Radien charakteristischer Punkte sind.

Der Wert von B 1 kann ohne zusätzliche Konstruktionen mit der Formel (1.12), (, S. 18) ermittelt werden:

Um nachfolgende Werte von B und zu bestimmen es ist notwendig, zusätzliche Konstruktionen auf dem Entwurfsdiagramm durchzuführen. Durch die Mitte des Teils O 1 und die Punkte 1, 2, 3, 4 usw. Wir zeichnen Geraden senkrecht zu den Linien MN und erhalten so die Maße A i und die Maße C i -1. Anschlusspunkte 1, 2, 3, 4 usw. mit dem Mittelpunkt des Teils O 1 erhalten wir eine Reihe rechtwinkliger Dreiecke iNO i. Die Hypotenusen dieser Dreiecke sind die Radien der charakteristischen Punkte des Teilprofils r i .

Nachdem Sie die Werte von A n bestimmt haben, können Sie die Werte von C n ermitteln; wenn Sie die Werte von C n kennen, können Sie die Werte von B n und die Werte des gewünschten R n bestimmen .

1.6.1 Bestimmung der Maße A i und C i:

3)

4)
;

10)
;

1.6.2 Bestimmung der Maße B i und R i:

3)
mm;

4)
;

5)
mm;

6)
mm

7)
mm;

8)
;

9)
mm;

10)
mm;

11)
;

Mithilfe grafischer und analytischer Methoden zur Bestimmung des Fräserprofils haben wir die geometrischen Parameter des Formfräsers ermittelt, diese in Tabelle Nr. 1.2 eingetragen und den Fehler dieser Methoden ermittelt.

Tabelle Nr. 1.2

1.8 Ausführung von Fräsern

1.8.1 Zusätzlich geformte Schneidmesser

Formfräser werden am häufigsten bei der Bearbeitung von Teilen aus Stangenrohlingen auf Revolverdrehmaschinen und Drehautomaten eingesetzt. In diesem Fall muss an beiden Enden des Formteils ein Aufmaß belassen werden zum Fertigdrehen auf Maß. Zuschuss Dies wird durch die entsprechende Installation des Fräsers an der Maschine und die Einstellung des Anschlags gewährleistet, der die Zufuhr von Stangenmaterial begrenzt.

Es ist notwendig, die Länge des Schneidmessers 9 - 10 ab Punkt 11 zu erhöhen (Abbildung 1.5). Um die Einstellung des Ritzfräsers zu erleichtern und die Genauigkeit des Endbeschnitts mit einem Formfräser zu erhöhen, markieren wir auf dem Werkstück die genaue Position des Endpunkts von Profil 10. Dazu ab Punkt 10 des berechneten Formfräserprofils , ein Abschnitt 10 - 11 mit einer Länge gleich
. Um die Festigkeit der Schneidkante zu erhöhen, die Herstellbarkeit des Fräsers zu verbessern und Verletzungen zu reduzieren, sind spitzwinklige Übergänge an den Enden des Fräsers unerwünscht, daher endet die geformte Oberfläche der Fräser in einem zylindrischen Gürtel von 11 - 12 2 mm Länge . Unter Berücksichtigung des oben Gesagten die Länge des zusätzlichen Schneidmessers
mm.

Abschnitt 1 – 13 bildet mit der Senkrechten zur Achse des Teils einen Winkel von 15 0, die Länge dieses konischen Abschnitts ist gleich
. Die Länge des zylindrischen Abschnitts 13 – 14 zum Abtrennen des Fertigteils entspricht der Breite des Schneidwerkzeugs. Um die Reibungskräfte auf der Rückseite des Fräsers zu reduzieren, ist die Schneidklinge 14 – 15 ebenfalls in einem Winkel von 15° zum Ende des Werkstücks angebracht. Unter Berücksichtigung des oben Gesagten beträgt die Breite des zusätzlichen Schneidmessers am zweiten Ende B 2 = 3 mm.

Die Radien der Knotenpunkte der zylindrischen Bänder 11 – 12 und 13 – 14 werden aus folgenden Beziehungen ermittelt:

Die Gesamtbreite des Formfräsers ergibt sich aus der Summe der Abmessungen entlang der Fräserachse:

Abbildung 1.5. Schema zur Gestaltung der Kontur eines Formfräsers

1.8.2 Zulässige Breite der Formfräser

Die Bearbeitungsbreite von Formfräsern ist durch die Leistung der Maschine und die Steifigkeit des Systems „Maschine – Teil – Werkzeug“ begrenzt. Reicht die Steifigkeit dieses Systems nicht aus, treten bei der Bearbeitung Vibrationen auf, und je größer die Breite des Fräsers und je dünner die Schneidspäne, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass bei der Bearbeitung mit Formfräsern Vibrationen auftreten. Das schwache Glied im System „Maschine – Teil – Werkzeug“ aus Sicht der Vibrationsfestigkeit ist das Produkt, daher sollte es als gerechtfertigt angesehen werden, die zulässige Breite des Formfräsers abhängig von der erforderlichen Bearbeitungsgenauigkeit zu begrenzen.

Bei der Wahl der größten zulässigen Bearbeitungsbreite bei Formfräsern mit Radialvorschub können Sie sich an den Empfehlungen aus Tabelle Nr. 1.3 orientieren.

Unter der Bearbeitungsbreite (Länge des Schneidmessers) ist die Länge des gerade gerichteten Schneidmessers des Formschneiders zu verstehen. Die zulässige Bearbeitungsbreite bei Formfräsern richtet sich nach dem im Bearbeitungsprozess verwendeten Vorschub, durch Reduzierung kann die Bearbeitungsbreite vergrößert werden.

Tabelle Nr. 1.3

Bearbeitungsart: grob (Genauigkeitsgrad 9 – 10).

1.8.3 Erstellung von Vorlagen zur Kontrolle von Fräserprofilen

Um das Profil geformter Fräser während des Herstellungsprozesses zu kontrollieren, werden häufig Schablonen verwendet, die auf der geformten Rückseite des Fräsers angebracht werden. Die Größe des Spiels wird zur Beurteilung der Genauigkeit des Fräserprofils herangezogen.

Die Schablone hat die gleichen nominalen Profilabmessungen wie der Formfräser, jedoch müssen die Toleranzen der Schablonenprofilabmessungen 1,5 bis 2 Mal enger sein als die entsprechenden Toleranzen des Fräsers.

Um die Vorlage während ihres Betriebs zu steuern, verwenden wir eine Zählervorlage. Sein Profil ist das gleiche wie das Fräserprofil, aber die Toleranzen der Profilabmessungen sind 1,5 bis 2 Mal enger als die Toleranzen der Schablonenabmessungen.

Die Schablone und die Gegenschablone fertigen wir aus 3 mm dickem Plattenmaterial. Um die Verschleißfestigkeit zu erhöhen, härten wir sie auf eine Härte von 56...64 HRC. Um den Verzug zu reduzieren, verwenden wir den legierten Werkzeugstahl HVG. Wir machen die Messkanten entlang der gesamten Formkontur dünner als die Hauptplatte (0,5 mm), um die Bearbeitung präziser Profilabmessungen und eine einfachere Steuerung des Fräsers zu erleichtern.

Um das Profil der Vorlage zu konstruieren, zeichnen wir durch den Knotenkonturpunkt von Profil 2 (Abbildung 1.6) eine Koordinatenlinie parallel zur Achse, von der aus wir in senkrechter Richtung die Abmessungen zeichnen, die die relative Position aller Punkte bestimmen das geformte Profil. Die Lage der Knotenkonturpunkte entlang der Tiefe des Formprofils wird bei Rundfräsern durch Koordinatenabstände P i bestimmt, die sich als Differenz der Abmessungen des Formprofils im diametralen Abschnitt ergeben: P i = P 2 – P i .

Abbildung 1.6. Schablone und Gegenschablone zur Kontrolle des Formfräsers

1.8.4 Baumaße, Toleranzen von Formfräsern. Messer schärfen

Der letzte Schritt bei der Konstruktion geformter Fräser ist die Entwicklung einer Bestandszeichnung des Fräsers und technischer Spezifikationen für seine Herstellung.

Die wichtigsten Abmessungen, die in den Arbeitszeichnungen von Formfräsern angegeben werden müssen, sind: Gesamtabmessungen, Abmessungen der Grundlöcher oder -flächen, Schärftiefe und -winkel, Durchmesser des Kontrollkreises (Markierungen) am Ende der Rundfräser, sofern die Berechnung dies vorsieht, und die Abmessungen der Montagebohrung.

Das Befestigungsloch eines runden Fräsers mit einer Breite von mehr als 15 mm wird mit einem Hinterschnitt versehen und die Länge der Schleifbänder auf beiden Seiten wird gleich 0,25 der Fräserbreite gewählt.

Um zu verhindern, dass sich der Rundfräser während des Betriebs auf dem Dorn dreht, wird am Ende des Fräsers ein Loch gebohrt, in das ein Ringstift mit Endnuten passt. Dieser Ring ist Bestandteil Halter und kann verwendet werden, um mehrere Fräser auf einem bestimmten Dorn zu montieren.

Es wird empfohlen, für die Herstellung des Teils eine Toleranz von nicht mehr als 0,2 anzunehmen. In diesem Fall werden Abweichungen in den Profilabmessungen symmetrisch angegeben und innerhalb zugeordnet
mm.

Das Schärfen erfolgt auf Universalschärfmaschinen mit Schleiftöpfen. Um die Winkelkontrolle und den Einbau der Fräser beim Schärfen am Ende runder Fräser zu erleichtern, wird die Verwendung einer Kerbe empfohlen.

1.9 Montage, Einstellung und Befestigung von Fräsern an Maschinen

Zur Montage, Einstellung und Befestigung von Fräsern an Werkzeugmaschinen werden Halter unterschiedlicher Bauart verwendet, je nach Fräsertyp und Maschine, der Möglichkeit der Platzierung auf einer Unterlage, der Montagegenauigkeit und der Regulierung der Position des Fräsers relativ zum Teil und den wirkenden Schnittkräften.

Die Doppelstützbefestigung wird für runde und schraubenförmige Fräser mit großer Breite verwendet (
mm), wenn die Schnittkräfte hohe Werte erreichen. In diesem Fall können Sie Doppel- oder meist massive Zwei-Stützen-Halter verwenden. Es wird empfohlen, die zweite Halterung solcher Halter verstellbar zu gestalten, um Messer unterschiedlicher Breite zu befestigen.

Runde Fräser werden in Haltern befestigt mit:

der Stift der Einstellzahnscheibe, der in das entsprechende Loch am Fräser passt;

eine Zahnschraube am Ende des Einstellsektors und an der Endfläche des Fräsers;

Einstellschlüssel und Keilnuten im Fräser und Stützbolzen.

Es gibt Ausführungen von Haltern für runde Fräser, die mehrere Möglichkeiten bieten, die Position der Fräser entlang der Höhe der Teilemitte anzupassen; Grob- und Feineinstellungen sind möglich.

Die Grobeinstellung erfolgt durch Drehen des Fräsers relativ zum Einstellsektor, je nach Größe der Fräserschärfung.

Die Feineinstellung runder Fräser erfolgt mit: a) einem Sektor und einer Schraube; b) Exzenterbuchse; c) Differentialschraube; d) eine normale Schraube.

Das Material des Messerhalters ist Stahl 45.

Abmessungen des Messerhalters bei Doppelstützenmontage: Höhe h = 50 mm, Breite b = 60 mm (Bild 1.7).

Abbildung 1.7. Runder Fräserhalter:

1 – Körper; 2 – Schraube; 3 – Nuss; 4 – Schneider; 5 – Bolzen; 6 – Hebel; 7 – Stecker.

Ein runder Fräser ist ein Rotationskörper, in den eine eckige Nut geschnitten wird, um eine vordere Ebene und Raum für den Spanfluss zu schaffen. Die Achse des Fräsers liegt über der Achse des Teils, sodass an der geformten Schneidkante positive Freiwinkel entstehen

Rundschneider sind technologisch fortschrittlicher in der Herstellung und ermöglichen eine größere Anzahl von Schärfungen. Diese Fräser haben Ring- und Spiralkomponenten. Das Material für Rundfräser ist überwiegend Schnellarbeitsstahl. Um runde Fräser in einem Halter zu befestigen, sind die Endflächen dieser Fräser mit Riffelungen, Löchern für einen Stift oder Rillen am Ende versehen. Das Design und die Gesamtabmessungen der Formfräser können in Abhängigkeit von der größten Profiltiefe des herzustellenden Teils gemäß den Tabellen ausgewählt werden.

Übung

Entwerfen Sie einen runden Fräser für die Bearbeitung eines Werkstücks aus einer Stange mit einem Durchmesser von D mit Vorbereitung einer Nut für das anschließende Schneiden.

Wobei 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

Maßgenauigkeit h12±T14\2

Material LS 63-3 Sigma b =350 MPa

Abb.1. Teilskizze

Analytische (Korrektur-)Berechnung des Fräserprofils

1. ENTWURF EINES FORMSCHNEIDERS

1.1 Auswahl des Werkzeugmaterials für das Schneidteil

Laut Tabelle 2,9 Für den Schneidteil des Fräsers wählen wir Schnellarbeitsstahl R6M5.

1.2 Wahl der Fräserausführung

Je nach Form und Ausführung werden Formfräser in Rund-, Prismen- und Stabfräser unterteilt. Rundfräser sind technologisch fortschrittlicher in der Herstellung und ermöglichen eine große Anzahl von Nachschliffen. Um ein bestimmtes Teil zu bearbeiten, wählen wir daher einen Rundfräser mit Ringerzeugenden. Um den Fräser im Halter zu fixieren, sind die Stirnflächen mit Löchern für den Stift versehen.

1.3 Berechnung des Formfräsers

Dmax=80 mm – das größte Durchmessermaß des Teils. Dmin=62,76 mm – die kleinste Durchmessergröße des Teils. Die größte Tiefe des Teilprofils beträgt tmax=8,68 mm.

1.2 Bestimmung der Designparameter des Teileprofils

d berechnet. = d max - , wobei d berechnet. – maximaler Durchmesser unter Berücksichtigung der Toleranz, T – Durchmessertoleranz.

d ber.1 = 62,76- =62,635;	r calc.1 = =31,31;
d ber.2 = 67-66,875;	r calc.2 = 33,43;
d berechnet.3 = 70- =69,875;	r berechnet.3 = 34,93;
d berechnet.4 = 71,89- =71,765;	r berechnet.4 =35,88;
d berechnet.5 = 74,32- =74,195;	r berechnet.5 = 37,11;
d berechnet.6 = 76,35- =76,225;	r berechnet. 6 = 38,11;
d berechnet.7 = 78- =77,875;	r berechnet.7 = 38,93;
d berechnet.8 = 76,58- =76,455;	r berechnet.8 = 38,22;
d berechnet.9 = 75- =74,875;	r berechnet.9 = 37,43;
d berechnet.10 = 73,57- =73,435;	r berechnet.10 = 36,71;
d berechnet.11 = 72- =71,875;	r berechnet.11 = 35,93;
d berechnet.12 =d berechnet.13 = 69- =68,878;	r dis12 =r dis13 =34,43
d ras14 =d ras15 =80- =79,875	r dis14 =r dis15 =39,93

1.3 Bestimmen Sie die maximale Profiltiefe des zu bearbeitenden Werkstücks: t = = =8,6825 mm;

Anhand der Referenztabelle für Formscheibenfräser mit Endnuten ermitteln wir anhand der Profiltiefe:

Fräserdurchmesser – 40 mm; Der Durchmesser des Befestigungslochs beträgt 13 mm.

Da die Breite dieses Formfräsers mehr als 40 mm beträgt, verwenden wir eine Zwei-Stützen-Befestigung Abb. 1, um eine erhöhte Struktursteifigkeit zu gewährleisten.

Zähnezahl der Endsicken: Z = 34.

Anzahl der Stirnzähne des Fräsers: Z = 32.

Spanwinkel: γ = 5°; Freiwinkel: α = 0°.

Durchmesser des Kragens mit Endzähnen: db = 1,5d = 1,5×13=19,5 mm, wobei d der Durchmesser des Befestigungslochs ist.

Perlenlänge: l b = 3 mm.

1 – Körper; 2 – Schraube; 3 – Nuss; 4 – Schneider; 5 – Bolzen; 6 – Hebel; 7 – Stecker

Abb.1

Fräserbreite: B = l d +l extra +10, wobei l extra die Breite der zusätzlichen Klinge zur Herstellung einer Nut zum Schneiden des fertigen Teils ist l extra = 5 mm.

B = 80+5+10=95mm.

Länge des zu schleifenden Lochs:

l 1 = 0,25(B – l zusätzlich) = 0,25(80-5) = 18,75 mm

1.4 Korrekturberechnung des Profils eines runden Fräsers während seiner normalen Installation auf der Maschine.

Summe der Vorder- und Hinterwinkel: ε = γ+α = 5°

Abstand von der Ebene der Vorderfläche zur Achse des Fräsers:

Einbauhöhe des Fräsers

H = R 1 sinε = 38,93×sin5° = 3,39 mm

Abstand von der Ebene der Vorderfläche zur Achse des Werkstücks:

m = r 1 sinγ = 31,31×sin5° = 2,79 mm

Abstand A 1 nach Bemessungsschema:

A 1 =r 1 cosγ = 31,31×cos20° = 29,421 mm

Frontwinkel am Punkt i: sinγ i =

sinγ 1 = = 0,0892	γ 1 =4,25	cosγ 1 =0,9511
sinγ 2 = 0,0839	γ 2 =4,98	cosγ 2 =0,9562
sinγ 3 = 0,0789	γ 3 = 3,17	cosγ 3 =0,9626
sinγ 4 = 0,0777	γ 4 =3,14	cosγ 4 =0,9690
sinγ 5 = 0,0751	γ 5 = 4,05	cosγ 5 =0,9729
Sinγ 6 = 0,0732	γ 6 = 4,20	Cosγ 6 =0,9802
Sinγ 7 =0,0716	γ 7 =2,73	Cosγ 7 =0,9790
Sinγ 8 =0,0729	γ 8 =3,053	Cosγ 8 =0,9750
Sinγ 9 =0,0745	γ 9 =3,62	Cosγ 9 =0,96766
Sinγ 10 =0,0761	γ 10 =3,82	cosγ 10 =0,93748
sinγ 11 =0,0776	γ 11 =4,2	cosγ 1 1 =0,98279
sinγ 12,13 =0,081	γ 12,13 =1,45	cosγ 12, 13 =0,93748
sinγ 14,15 =0,0698	γ 14,15 =4,98	cosγ 14, 15 =0,96766

Abstand A i nach dem Entwurfsschema A i =r i *cosγ i

A 2 = r 2 cosγ 2 = 31,965766

A 5 = 33.185619

A 10 =34,4627023

A 11 =35,3116447

A 12,13 =32,2774364

A 14,15 =38,6386638

Abstand C i gemäß Bemessungsschema, mm: C i = A i – A 1

C2 = 2,2745766

C 12,13 =2,8564

Abstand B 1 laut Konstruktionsdiagramm, mm: B 1 =R 1 cosε=39,5×cos30° = 34,208mm

B i = B 1 – C i

B 2 = B 1 – C 2 = 39,964 mm

B 3 = B 1 – C 3 = 30,006

B 4 = B 1 – C 4 = 28,974

B 12,13 =31,358

B 14,15 =24,991

Abstandswinkel am Punkt i: tgε i =

Die Reihenfolge der Einstellung der Achsmaße des Profils an Schablone und Gegenschablone sollte in gleicher Reihenfolge wie am Formfräser eingehalten werden. Die Toleranzen für die vertikalen und axialen Abmessungen des Schablonenprofils sollten 1,5 bis 2 Mal kleiner sein als für die Abmessungen des Fräsers, und die Toleranzen für die Abmessungen des Gegenschablonenprofils sollten 1,5 bis 2 Mal kleiner sein als für die Abmessungen des Fräsers Abmessungen der Vorlage.

Broschendesign

Ausgangsdaten für das Design

Lochdurchmesser D o = 38,65 mm.

Durchmesser des fertigen Lochs D=40 H9 +0,030 mm.

Lochlänge l= 80 mm.

Oberflächenrauheit Ra= 2,5 µm.

Teilematerial: SCh20.

Mechanische Eigenschaften:

Stärke σ c ≈ 200 MPa;

Härte HB=220

Maschinenmodell 7A534.

Zugkraft Р с = 250000 N.

Größte Hublänge l R . k. = 1600 mm.

Räumen Räumen Kalibrieren Zahn

Die entworfene Räumnadel ist für die Bearbeitung eines runden Lochs mit einer Fertigungsgenauigkeit der 9. Klasse und einer Oberflächenrauheit konzipiert Ra= 2,5 µm. Das erforderliche Loch in SCh20 kann mit Räumnadeln erzielt werden, die nach einem Gruppen- oder Profilschnittmuster arbeiten.

Das Material des Arbeitsteils ist R6M5 GOST 19265-73.

Die Frage nach einem bestimmten Schnittmuster entscheiden wir anhand der kürzesten Länge des Arbeitsteils der Räumnadel.

Um eine hohe Räumfestigkeit zu gewährleisten, verwenden wir eine einteilige Konstruktion des Werkzeugs. Das Material des hinteren Teils der Räumnadel ist legierter Werkzeugstahl 40Xσ B ≈ 250 MPa

P xv =[Ϭ] p *F ox

F ox = 0,25*π*D ox 2 =0,25*3,14*42 2 =1385,5 mm 2

P xv =200*1385,5=277100 N

Geometrische Parameter von Räumzähnen

Zahnspanwinkel γ = 10;

hinterer Winkel der Schrupp- und Übergangszähne α 0 = 3°;

hinterer Winkel der Schlichtzähne α h = 3°;

Hinterer Winkel der Kalibrierzähne α k = 1°.

Berechnung der Basis Strukturelemente

Wir stellen die Geschwindigkeit ein, die die Maschine liefern kann:

Grobzahnhub Sz = 0,05 mm.

Wählen Sie eine Zahnform mit einem Radiusrücken. Vorläufige Teilung der Schneidzähne zum Räumen variabler Schnitte.

t=(1,25....1,5)L Zag 0,5 =(1,25...1,5)*80 0,5 =10mm

Flötenfüllfaktor

Zum Füllen der Nut erforderliche Nuttiefe

h= 0,5 = 0,5 =2mm

Als Tiefe der Spannut nehmen wir h = 4 mm an; und die Teilung der Schneidzähne wird mit t=12 angenommen.

Die restlichen Elemente entnehmen wir der Tabelle 3=4 mm

r=3mm R=7mm

Anzahl gleichzeitig arbeitender Zähne.

Z-Slave =(lzag/t)+1=80/10=9

Wir akzeptieren die nächstkleinere Zahl Z-Slave =9

Die Bedingung 3≤ Z-Slave ≤8 ist nicht erfüllt. Bei der Bearbeitung von Gusseisen wird jedoch kein Kühlmittel verwendet, sodass der maximale Z-Slave erhöht werden kann.

Als P zusätzlich akzeptieren wir die kleinste von 3 möglichen Einschränkungen: zulässige Kraft im Schaft; zulässige Kraft auf den ersten Zahn; zulässiger Aufwand technische Spezifikationen Maschine

: R oh; P01; Q.

P 01 =[Ϭ] p *F 01

F 01 =π(D 1 -2h) 2 /4

D 1 – Durchmesser des ersten Zahns.

D 1 =d 0 min +2S z =38,65+0,1=38,75

P 01 =350*3,14(38,75-2*5) 2 /4=214637H

Q=(0,8….0,9)250000=200000

Da Q˂ Р х˂ gilt, akzeptieren wir Р zusätzlich =200000H

Anzahl der Zähne in Gruppe Z c.

Z c ≥q 0 *π*D*Z Slave* K p /P zusätzlich

K p = K p m K p bis K p p =0,5*1,0*1,3=0,65

Maximale Schnittkraft beim Räumen

P z = q 0 ∑ l p K p = q 0 *π*D*Z Slave* K p / Z c =132*3,14*40*9*0,65=969888,3 H

P z ˂ P add; 969888,3˂200000 H

Volle Räumzugabe:

A=d max -d min =40,08-38,89=1,19 mm

Zuschlag für den Übergangsteil A Spur = 0,2 mm

Aufmaß zum Schneiden der Zähne A 0 = A-(A sauber + A pro) = 0,99 mm

Anzahl der Rohzahngruppen

n 0 = A 0 /2S z =0,99/(2*0,1)=4,95

Anzahl der Schneidzähne

Z p =(A 0 /2S z)+1=10,9

Wir akzeptieren Z p =11

Verbleibender Teil der Vergütung

A ost = A 0 -(Z p -1)*2S z =0,91 mm

Passen Sie die Toleranz für die Übergangszähne an

Ap=2Sz+Aost=1,01 mm

Unter Berücksichtigung des erheblichen Aufmaßes an Übergangszähnen wählen wir die Anzahl der Übergangszähne -5, daher die Verteilung A p:

Für den ersten Übergangszahn - 0,14 mm;

Beim zweiten -0,1 mm;

Beim dritten -0,05 mm;

Am vierten – 0,02 mm

Am fünften -0,01 mm.

Toleranz für Lochanordnung Tr=0,005 mm

Somit beträgt das Aufmaß für die Übergangszähne Ap = 0,32 mm

Anzahl der Räumzähne Zк=7

Gesamtzahl Räumzähne 18

Z=Zp+Zp+Zк=11+5+7=23

Teilung der Kalibrierzähne

Für runde Räumnadeln gilt tk =(0,7…0,8)t=9,8…11,2 mm

Wir akzeptieren t = 10

Toleranz für Teilungen der Schneid- und Kalibrierzähne.

Qualität 14

Länge des Arbeitsteils der Räumnadel

L-Slave =t(Z p +Z p)+t bis *Z bis =14(11+5)+10*7=156 mm

Zahndurchmesser

Durchmesser des ersten Zahns D 1 =D 0 min =38,65 mm

D 2 =D 1 +2 Sz =38,65+0,1=38,75 mm

Durchmesser der Kalibrierzähne

D bis =d max -0,005=40,8-0,005=40,795 mm

Abmessungen der vorderen Führung

Übergangskegellänge L pc =20

Abstand vom vorderen Ende der Räumnadel bis zum ersten Zahn

L 0 =L st +L zack +25mm=280+80+25=385mm

Abmessungen der hinteren Führung: 35 mm

Gesamtvorschublänge

L=l 0 +l Slave +l zn =576mm.

Wir akzeptieren L=580mm.