Проектирование металлорежущих инструментов

курсовая работа

Задание №4

Рассчитать и сконструировать гаечный метчик.

Исходные данные:

- диаметр нарезаемой гайки: ;

- длина головки: ;

- размер под ключ: ;

- материал обрабатываемой заготовки: Сталь 45ХН;

- прочность материала: ;

- характер производства: мелко-серийное;

4.1 Расчет и выбор конструктивных элементов гаечного метчика

1. Режущая часть

На величину угла и длину режущей часть оказывают влияния конструктивные особенности отверстия, в котором нарезается резьба. Так как обрабатываемой гайка имеет короткое отверстие, то используется метчик с малым значением угла и длинной режущей частью, что обеспечивает более надежное центрирование детали и инструмента.

Принимаем:

- значение угла ;

- длина режущей части , где шаг резьбы.

2. Направляющая часть

Окончательное формирование резьбового профиля заканчивается после прохода первых направляющих зубьев. Последующие не участвуют в калибрование резьбы, а служат для центрирования и направления, обеспечение подачи, метчика, а также являются запасом для переточек.

Для обеспечения функции центрирования, направления и подачи достаточно иметь направляющую часть длиной три-четыре нитки. Рекомендуется минимальная длина направляющей части , равная 0,5 диаметра резьбы. Остальные нитки направляющей части являются запасом для переточек метчика по задней поверхности.

Определяем рабочую длину метчика:

, где Р - шаг резьбы;

3. Определение стружечной канавки метчика

Требования к профилю стружечных канавок метчика:

1) обеспечение лучшего образования и отвода стружки и оптимальной величины переднего угла в пределах глубины профиля нарезаемой резьбы;

2) обеспечение достаточного пространства для свободного размещения стружки;

3) сохранение достаточной прочности рабочей части метчика (диаметр сердцевины );

4) сохранение метчиком устойчивого центрирования и направления (ширина зуба );

5) предотвращение резания затылком зуба и защемления стружки при вывинчивании метчика (угол );

6) профиль стружечной канавки должен быть очерчен плавной линией во избежания появления трещин при термообработке;

7) обеспечение простоты и универсальности технологической оснастки при изготовлении стружечных канавок.

Количество стружечных канавок. Число стружечных канавок на метчике влияет на условие отвода стружки и на толщину срезаемого слоя, а следовательно, на величину крутящего момента. Кроме того, число канавок определяет условия центрирования и направления метчика.

Число стружечных канавок зависит от вида инструмента, обрабатываемого материала и размеров резьбы. Исходя из этих условий, принимаем число стружечных канавок равным 3.

Передний угол метчика. Передняя поверхность и передний угол образуются стружечной канавкой метчика. Для плавного схода стружки на передней поверхности не должно быть уступов и резких переходов. Шероховатость передней поверхности . Принимаем значение переднего угла в зависимости от обрабатываемого материала согласно ГОСТ3266-72 - .

Профиль стружечной канавки. Для данного метчика используем двухрадиусный профиль стружечной канавки. Данная форма наиболее хорошо отвечает требованиям, предъявляемых к профилю стружечной канавки. Данный профиль нашел наиболее широкое распространение и используется для метчиков всех видов.

- диаметр сердцевины: ;

- ширина зуба: .

4. Определение заднего угла метчика

Задний угол на метчике получается при радиальном затыловании режущей части по наружному диаметру. Затылование обычно производится по архимедовой спирали.

Взаимосвязь между задним углом и величиной затылования определяется зависимостью , где К - падение задней поверхности зуба (затылка) на дуге, равной части длины окружности диаметра .

Величина угла зависит от обрабатываемого материала, вида отверстия, а также от вида и размера метчика. Принимаем угол , тогда:

Затылование производится «наостро» на величину К, что приводит к возникновению вспомогательных задних углов . Между боковыми сторонами режущих направляющих профилей и нарезанным резьбовым профилем существует зазор; контакт осуществляется только по вспомогательным лезвиям; трение по боковым сторонам отсутствует; меньше опасность заклинивания; меньше момент резьбонарезания. Однако необходимо принимать оптимальные значения угла , при которых метчик не теряет устойчивого центрирования по ниткам резьб и сохраняет точность резьб.

5. Обратная конусность

Для уменьшения трения между метчиком и нарезаемой резьбой метчик изготавливаем с обратной конусностью (уменьшение диаметра в направлении к хвостовику) по внутреннему, собственно среднему и наружному диаметрам. Обратная конусность является обязательным конструктивным элементом метчика, так как ее отсутствие вызывает повышенное трение и схватывание между зубьями метчика и резьбовой ниткой детали, что приводит к заклиниванию и к поломке инструмента.

Обратная конусность метчиков должна находиться в пределах мм на 100 мм условной длины резьбовой части метчика.

6. Габаритные размеры метчика

В данной работе используется гаечный метчик с изогнутым хвостовиком, этот метчик работает по непрерывному циклу на специальном гайконарезном станке, поэтому габаритные размеры, метчика, были согласованны с паспортными данными станка.

Делись добром ;)