Режущий инструмент

дипломная работа

2.1 Общие сведения

Круглая плашка представляет собой гайку, сопряженную с нарезаемой резьбой, превращенную в режущий инструмент путем прорезания стружечных канавок и затылования зубьев. Она служит для нарезания наружной резьбы. Плашка не может нарезать резьбу высокой точности, так как после термической обработки в ее резьбе невозможно устранить возникшие при этом искажения шага, угла профиля. Однако из-за дешевизны и несложной эксплуатации плашки получили широкое распространение. Число стружечных отверстий у плашек колеблется от 3 до 7 для резьб диаметром от 2 до 52 мм. Большое влияние на работу плашки оказывает ширина зуба. С увеличением ширины зуба увеличивается прочность и жесткость, плашка лучше центрируется и самозатягивается при работе. Однако большая ширина зуба приводит к повышенному трению, ухудшает отвод стружки и ее размещение в канавках, что может вызвать поломку плашки.

2.2 Наружный диаметр плашек

Наружный диаметр плашек Dп зависит от размера нарезаемой резьбы, диаметра стружечных отверстий dc и других конструктивных элементов плашек. С увеличением диаметра стружечных отверстий улучшаются условия отвода и размещения стружки, уменьшается опасность поломки зубьев. Одновременно увеличивается наружный диаметр плашки Dп и уменьшается ширина перьев - m. Это влечет за собой увеличение коробления резьбовых поверхностей плашки при термообработке, повышенный расход материалов как на изготовление плашек, так и плашкодержателей, патронов и т. д. При назначении наружного диаметра Dn необходимо стремиться к тому, чтобы плашками с одинаковым Dn можно было нарезать резьбы нескольких диаметров. Это способствует сокращению типоразмеров плашкодержателей и технологической оснастки для изготовления плашек.

Рекомендуемое значение наружного диаметра и других параметров круглых плашек для диаметра резьбы 20 мм выбираем согласно согласно ГОСТ 9740-71. Номинальный наружный диаметр резьбы равен номинальному наружному диаметру резьбы болта (D = d).

Номинальный средний диаметр вычисляется по формуле

= (2.1)

Номинальный внутренний диаметр

(2.2)

2.3 Режущая часть

Режущая часть плашек формирует профиль резьбы по одинарно-генераторной схеме резания. Каждый режущий зуб срезает стружку разной ширины и одинаковой толщины, как и при резьбонарезании метчиками. Угол заборного конуса ц при принятых шагах резьбы и количестве перьев Z определяет толщину стружки. По ГОСТ 9740-71 установлено значение угла ц = 45° для резьбы d > 20 мм.

Для обеспечения направления плашки при заходе на заготовку, диаметр конуса на торце плашки Dт должен быть больше наружного диаметра d нарезаемой резьбы на 2Дt = 0,1...0,5 мм, т. е.

. (2.3)

Взаимосвязь длины режущей части l1 и угла ц определяется по формуле

(2.4)

где D1 - внутренний диаметр резьбы плашки.

2.4 Калибрующая часть плашек

Формирование резьбового профиля заканчивается при вступлении в работу первых зубьев калибрующей части, что можно назвать "калиброванием" резьбы. Остальные калибрующие зубья выполняют функции центрирования и подачи инструмента. Для выполнения этих функций достаточно иметь калибрующую часть из трех-четырех ниток. Увеличение длины l2 приводит к возрастанию деформации перьев плашки при термообработке, из-за чего уменьшается точность резьбы; одновременно ухудшаются условия отвода стружки.

Исходя из условий термообработки и учитывая основной способ переточки плашек (по передней поверхности), длину калибрующей части принимают равной:

(2.5)

Общая длина рабочей части плашки определяется по формуле:

(2.6)

2.5 Толщина плашки

Толщина плашки Н, как и наружный диаметр Dп, унифицирована с целью сокращения количества размеров заготовок для изготовления плашек, а также патронов и плашкодержателей. Толщина плашки выбирается из условия размещения достаточного количества ниток на режущей и калибрующей частях. С этой точки зрения достаточно принять толщину плашки (6-9)Р, что обычно выдерживается для резьб с крупным шагом.

Для резьб с мелкими шагами с учетом унификации размера Н допускается увеличение длины рабочей части l до (9-14)Р.

(2.7)

При этом в зависимости от ближайшего значения размера Н принимается или Н = l, или плашка изготавливается с выточкой глубиной а1 = Н - l (см. рис.1.2).

Рисунок 2.1 Конструкция плашки с выточкой

Диаметр этой выточки равен:

(2.8)

где dс - диаметр стружечных отверстий;

dц - диаметр окружности, на которой расположены оси отверстий.

2.6 Стружечные отверстия

Стружечные отверстия круглых плашек являются важным конструктивным элементом. Их диаметр - dс, диаметр окружности dц, на которой расположены оси отверстий, и количество перьев - Z определяют ряд важных конструктивных параметров плашки: передний угол г, ширину пера m ,размер е и др. (рис. 1.2).

При определении количества перьев (стружечных отверстий) - Z, диаметров dс, dц необходимо обеспечить:

1) лучшее образование и отвод стружки, оптимальный передний угол гв в пределах высоты профиля нарезаемой резьбы (см. рис. 2);

2) достаточное пространство для свободного размещения стружки;

3) достаточную прочность стенки плашки (размер е);

Рисунок 2.2 Конструктивно-геометрические параметры плашки

Диаметр стружечного отверстия dс желательно выбирать максимально допустимым, чтобы обеспечить лучшие условия для размещения стружки. При принятом наружном диаметре плашки Dп, диаметр стружечного отверстия dc ограничен толщиной стенки е и перекрытием f. Для обеспечения прочности плашки размер е выбирают в пределах

(2.9)

Из рис. 2.2 следует

, (2.10)

Откуда

(2.11)

Диаметр dЦ определяется по формуле

(2.12)

Окончательное формирование стружечных отверстий осуществляется заточкой плашки по передней поверхности зубьев. Для плавного схода стружки на передней поверхности не должно быть уступов и резких переходов. Рекомендуемые значения передних углов гв в плоскости, перпендикулярной оси плашки приведены в ГОСТ 25557-80. Передний угол гN в сечении, перпендикулярном главному режущему лезвию, определяющий условия резания, связан с расчетным углом гв зависимостью

(2.13)

Возможны два случая: передняя поверхность плашки криволинейная и прямолинейная. Предпочтительной является прямолинейная поверхность. Однако процесс заточки криволинейной поверхности плашки осуществляется проще и быстрее, чем прямолинейной. Диаметр шлифовального круга при заточке криволинейной поверхности значительно больше, чем при заточке прямолинейной, и обычно принимается на 1 мм меньше диаметра стружечного отверстия dС.

2.7 Количество и ширина перьев плашки

Ширина пера плашки оказывает существенное влияние на ее работоспособность. С увеличением ширины пера m (см. рис. 2.2) плашка лучше центрируется и направляется, улучшаются условия для самоподачи, увеличивается запас на переточки. С другой стороны, увеличиваются силы трения между витками нарезанной резьбы и калибрующей частью плашки, а также погрешности профиля зубьев, уменьшается просвет С и, как следствие, повышается опасность защемления стружки и поломки плашки.

Ширина пера m должна быть меньше просвета С. Рекомендуется выдерживать соотношение m/С = 0,6...0,8. Количество перьев плашки (стружечных отверстий) выбирается по ГОСТ 2557-80. Ширина просвета определяется по формуле

(2.14)

где .

Зная ширину просвета С, ширину пера m можно найти по зависимости

(2.16)

Задний угол бв получают затылованием режущей части плашки. Значение заднего угла в плоскости, перпендикулярной оси плашки, должно находиться в пределах 6...9°, на калибрующей бв = 0°. Взаимосвязь между задним углом бв и падением затылка К определяется по формуле:

(2.17)

Из условий прочности минимальная ширина пера плашки должна быть не менее шага нарезаемой резьбы, остальная часть ширины пера идет на переточку, т. е. m = P+Дm·i=1+0,4·7=3,8, где Дm = 0,25…0,6 мм - припуск, снимаемый при переточке; i - количество переточек, ориентировочно i = 4…10.

Приведенные интервалы значений d0, b1,q, C1 необходимо уточнять исходя из конструктивных соображений и рекомендаций ГОСТ 9740-71.

2.8 Выбор материала

Ввиду того, что прошлифовать резьбовой профиль плашек после термической обработки невозможно, их изготавливают из легированных сталей ХГСВ и 9ХС по ГОСТ 5950-2000. Эти стали имеют более низкую температуру закалки, чем быстрорежущие стали, поэтому не происходит оплавление лезвий зубьев. При закалке этих сталей меньше коробление, чем у других инструментальных сталей. Допускается изготовление плашек из быстрорежущих сталей. При этом необходима доводка резьбового профиля специальными притирами.

Из экономических соображений, для изготовления плашки выбираем сталь ХГСВ.

Таблица 2.1 Конструктивные и геометрические параметры плашек

Наименование параметра

Обозначение

Значение

1

2

3

4

1

Наружный диаметр плашки, мм

Dп

45

2

Наружный диаметр резьбы, мм

D

20

3

Средний диаметр резьбы, мм

D2

19,0505

4

Внутренний диаметр резьбы, мм

D1

19,9175

5

Угол заборного конуса, градус

ц

30

6

Режущая часть, мм

l1

0,3

7

Калибрующая часть, мм

l2

4

8

Толщина плашки, мм

H

14

9

Число перьев, шт

Z

5

10

Диаметр стружечных отверстий, мм

dc

12

11

Диаметр окружности, определяющий положение осей стружечных отверстий, мм

dц

30

12

Ширина пера, мм

m

5,5

13

Ширина просвета, мм

C

7

14

Передний угол при вершине зуба, градус

20

15

Задний угол при вершине зуба, градус

7

16

Падение затылка

K

1,5

17

Толщина стенки, мм

e

1,2

18

Ширина паза, мм

b

5,3

19

Диаметр выточки, мм

Dв

42,6

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДИСКОВОЙ МОДУЛЬНОЙ ФРЕЗЫ

Делись добром ;)