Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Режущие инструменты с планетарным движением для обработки комбинированных резьбовых отверстий

Диссертация: Режущие инструменты с планетарным движением для обработки комбинированных резьбовых отверстий
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Традиционная технология изготовления резьбовых отверстий подразумевает изготовление предварительного отверстия одним или несколькими сверлами (сверлами и зенкерами), обработку фаски при входе в отверстие зенкером и изготовление резьбы метчиком. Так как подобное изготовление резьбы может выполняться только при низкой скорости резания, то время обработки является большим по отношению к времени… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Классификация основных видов резьб и резьбовых соединений, применяемых в машиностроении и методов их изготовления
    • 1. 2. Взаимосвязь типа производства и методов обработки резьбы
    • 1. 3. Анализ и классификация комбинированных инструментов для обработки поверхностей со сложным профилем, содержащих резьбовой участок
    • 1. 4. Выводы по обзору
    • 1. 5. Постановка цели и задач исследования
  • ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА С УЧЕТОМ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
    • 2. 1. Анализ схем обработки и кинематических схем резания
    • 2. 2. Общие вопросы конструирования комбинированных инструментов
    • 2. 3. Определение видов рабочих поверхностей комбинированных инструментов различного назначения
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА С ПЛАНЕТАРНЫМ ДВИЖЕНИЕМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ
    • 3. 1. Моделирование процесса проектирования комбинированных инструментов
    • 3. 2. Анализ схем формообразования обработки отверстий комбинированным инструментом
    • 3. 3. Методика расчета основных конструктивных элементов и геометрических параметров комбинированных инструментов с планетарным движением
    • 3. 4. Разработка САПР конструкции комбинированного инструмента
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УСЛОВИЙ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОГО ИНСТРУМЕНТА НА ВЫБОР ЕГО КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
    • 4. 1. Построение моделей для исследования геометрических кинематических параметров режущих кромок комбинированного инструмента
    • 4. 2. Исследование влияния особенностей формообразования резьбовой поверхности на конструктивные элементы инструмента
    • 4. 3. Оценка влияния загрузки элементов режущей части на работу комбинированного инструмента
  • Выводы по главе
  • ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ КОМБИНИРОВАННЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
    • 5. 1. Влияние условий работы комбинированного инструмента на качество обработанной поверхности резьбового отверстия
    • 5. 2. Оптимизация режимов обработки элементов резьбового отверстия

Режущие инструменты с планетарным движением для обработки комбинированных резьбовых отверстий (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Значительную часть соединений деталей, применяемых в машиностроении, составляют резьбовые соединения. Их доля составляет примерно 75% от всех соединений. Особенностью резьбовых соединений без гаек является необходимость изготовления в деталях внутренних резьб.

Традиционная технология изготовления резьбовых отверстий подразумевает изготовление предварительного отверстия одним или несколькими сверлами (сверлами и зенкерами), обработку фаски при входе в отверстие зенкером и изготовление резьбы метчиком. Так как подобное изготовление резьбы может выполняться только при низкой скорости резания, то время обработки является большим по отношению к времени другой обработки, такой как сверление или фрезерование. Кроме этого метчик работает в тяжелых условиях резания, что зачастую приводит к его поломке. Этот вопрос особенно актуален при изготовлении отверстий в корпусных деталях при наличии их большого количества и разного типоразмера. Обработка одного резьбового отверстия различными видами инструментов приводит к накоплению погрешностей, имеющихся на отдельных переходах.

Штучное время изготовления резьбового отверстия, имеющего кроме резьбового участка дополнительные конструктивные элементы увеличивается по сравнению со временем изготовления отверстия с одним резьбовым участком (и фаской на входе) вследствие того, что суммарное время обработки определяется временем обработки на каждом технологическом переходе.

Некоторые зарубежные фирмы и российские предприятия применяют более прогрессивный метод изготовления резьбовых отверстий, заключающийся в использовании метода комбинированной обработки. В этом случае специальный инструмент, объединяющий в своей конструкции ряд более простых инструментов (сверло, резьбовая фреза, зенкер), позволяет изготовить резьбовое отверстие в сплошном материале за один рабочий цикл. Благодаря комбинированной обработке существенно повышается производительность процесса и качество изготавливаемой резьбы. Реализовать процессы, заложенные в основе этого метода, позволяют современные обрабатывающие центры (с системой ЧПУ).

Благодаря применению комбинированных инструментов на основе резьбовой фрезы имеется возможность изготовления одними и теми же инструментами как внутренних, так и наружных поверхностей, содержащих резьбовой профиль.

Конструкция данных инструментов не основывается на сочетании элементов метчика с другими видами инструментов (сверло, коническая зенковка). Объясняется это тем, что не всегда удается добиться желаемого эффекта, так как условия работы метчика существенно отличаются от условий работы других инструментов, участвующих в изготовлении резьбового отверстия.

Данная работа посвящена рассмотрению вопросов проектирования инструментов для комбинированной обработки резьбовых отверстий и наружных поверхностей (имеющих в основе своей конструкции элемента резьбовой гребенчатой фрезы), а также исследованию условий их работы. Целью работы является повышение эффективности данного вида обработки, что подразумевает снижение себестоимости их изготовления и повышение производительности. Наибольший интерес представляют вопросы возможности применения этого вида инструментов к изготовлению отверстий с малыми диаметрами резьб (от 6 до 22 мм).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1) Разработанная модель комбинированного инструмента с планетарным движением (с использованием графов) позволяет разрабатывать структуру конструкции инструмента, построить схему предполагаемого технического решения и оценивать работоспособность проектируемого инструмента.

2) Составлена классификация комбинированных инструментов по способу обработки элементов резьбового отверстия, что позволяет отбирать наиболее приемлемый вариант конструкции инструмента и схемы обработки для изготовления отверстий различного типа.

3) Получены аналитические зависимости, устанавливающие взаимосвязи между параметрами планетарной обработки (размеры инструмента, размеры элементов отверстия, скорости перемещения инструмента) и геометрическими параметрами комбинированного инструмента, что позволяет произвести оценку изменения величин кинематических углов на режущих кромках инструмента и осуществить оптимизацию геометрических параметров для различных вариантов обработки резьбового отверстия на стадии проектирования.

4) Выявлены зависимости по оценке влияния конструктивных элементов рабочей части инструмента (форма и размеры зубьев резьбообра-зующего профиля и передней части) на силовые характеристики процесса резания (составляющие сил резания), что позволяет производить коррекцию конструкции комбинированного инструмента для обеспечения благоприятных условий обработки в отношении загрузки его режущих элементов.

5) Установлены аналитические зависимости для оценки величины разбивки профиля резьбы при планетарной обработке с учетом параметров инструмента и резьбы, что позволяет осуществлять коррекционный расчет размеров профиля инструмента для получения резьбы с требуемыми параметрами точности.

6) Выявлены аналитические зависимости для определения шероховатости поверхности резьбы с учетом размеров комбинированного инструмента и режимов обработки, что позволяет осуществлять подбор параметров инструмента и параметров процесса планетарного фрезерования для получения требуемых параметров качества поверхности отверстия. Данные положения подтверждены экспериментально. При планетарном резьбофрезе-ровании шероховатость боковых сторон резьбовой поверхности при обработке резьбы Ml0x1,5 в алюминиевом сплаве Д16 составляет Ra 1,00−1,25 мкм, что сравнимо с параметрами качества поверхности при внутреннем шлифовании.

7) Экспериментально установлена возможность использования комбинированного инструмента для комплексной или поэлементной обработки глухих или сквозных резьбовых отверстий в различных материалах, что позволяет обеспечить образование мелкой стружки надлома, которая хорошо удаляется из отверстия.

8) Выявлено, что наибольшая эффективность при изготовлении сложных резьбовых отверстий в деталях корпусного типа достигается при использовании комбинированного инструмента, работающего по способу параллельной обработки поверхности отверстия (одновременная обработка всего профиля), а также при наличии в одной детали отверстий с резьбой разного размера, для обработки которых можно использовать один инструмент.

9) Практическое использование результатов исследований состоит в следующем: разработан алгоритм и программное обеспечение для проектирования конструкции комбинированного инструмента типа «концевая фреза — резьбовая фреза" — разработана конструкторская документация, позволившая изготовить опытную партию инструментов типа «сверло — резьбовая фреза — зенкер» из быстрорежущей сталиметодика проектирования и технология изготовления инструментов переданы на ОАО «ВАЗ" — разработан методический материал для проведения лабораторных работ.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Автоматизированное проектирование металлорежущего инструмента. /Гречишников В.А., Кирсанов Г. Н. и др. М.: Мосстанкин, 1994. -256 с.
  2. В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т., М.: Машиностроение, 1978−1979.- Т. 1, — 1978.- 728 с.
  3. Ф.А. Резьбофрезерные работы. М.: ВШ, 1977.- 256 с.
  4. И.А., Иосилевич Г. Б. Резьбовые и фланцевые соединения. М.: Машиностроение, 1990. 368 с.
  5. ГОСТ 11 708–82. Основные нормы взаимозаменяемости. Резьбы. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1987.- 32 с.
  6. Г. И., Грановский В. Г. Резание металлов. М.: Высш. Шк., 1985.-304 с.
  7. Г. И., Грудов П. П. и др. Резание металлов, М.: МАШГИЗ, 1954.-472 с.
  8. В.А. Системы проектирования режущих инструментов. -М.: ВНИИТЭМР, 1987.- 52 с.
  9. В.А., Махров С. А. Изготовление резьбовых отверстий комбинированным инструментом с планетарным движением. «Инструмент. Технология. Оборудование», № 5, 2002.
  10. А.А., Комаров П. Н. Высокопроизводительный резьбообра-зующий инструмент. М.: НИИМАШ, 1980.- 64 с.
  11. Н.В. Комбинированные режущие инструменты. -Свердловск: МАШГИЗ. 1961.- 78 с.
  12. В.И. Прогрессивные способы обработки резьбы. М. Свердловск, МАШГИЗ, I960.- 164 с.
  13. Г. Г. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1984. 272 с.
  14. Каталог фирмы JEL «JEL PRAZISIONSWERKZEUGE», 1999.
  15. Каталог фирмы KENNAMETAL HERTEL, 2000.
  16. С.П. Инструмент для изготовления резьб. М.: МАШГИЗ, 1955.-252 с.
  17. Краткий справочник металлиста. Под о. ред. П. Н. Орлова, Е. А. Скороходова, М.: Машиностроение, 1987. 960 с.
  18. С.Г. Обработка отверстий. Справочник. М.: Машиностроение, 1984.-208 с.
  19. С.И., Юликов М. И. Проектирование режущей части инструмента с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1980. — 208 с.
  20. С.И., Юликов М. И. Расчет и конструирование металлорежущих инструментов с применением ЭВМ, 1975. 392 с.
  21. О.В. Разработка и исследование комбинированного режущего инструмента для обработки отверстий сложного профиля. Автореферат кандидатской диссертации, М.: МГТУ им Н. Э. Баумана, 1999.
  22. Марочник сталей и сплавов. М., Машиностроение, 1989. 640 с.
  23. С.А. Обработка резьбовых отверстий комбинированным инструментом с планетарным движением. Технологические системы в машиностроении, Труды международной научно-технической конференции, Тула 2002., стр. 180−184.
  24. С.А. Компьютерное моделирование процесса обработки резьбовых отверстий комбинированным инструментом с планетарным движением. Электронный журнал «Автоматизация и управление в машиностроении», МГТУ «СТАНКИН», № 17, 2001.
  25. Металлообрабатывающий твердосплавный инструмент: Справочник / Самойлов B.C., Эйхманс Э. Ф., Фальковский В. А. и др. М.: Машиностроение, 1988, — 368 с.
  26. Металлорежущий инструмент. Каталог. Ч. 2. Инструмент для обработки отверстий. М.: НИИМАШ, 1983. 192 с.
  27. Металлорежущий инструмент. Каталог. Ч. 3. Резьбообрабатывающий, трубо- и муфтообрабатывающий инструмент. М.: НИИМАШ, 1983.- 108 с.
  28. А.Д. Точность и технология изготовления метрических резьб, М.:ВШ, 1963.- 180 с.
  29. Обработка корпусных деталей крупными сериями на многоинструментальных станках с ЧПУ с применением комбинированного инструмента: Методические рекомендации. -М.: ВНИИТЭМР, 1985, — 25 с.
  30. Обработка резьбы. Обзор современных методов и конструкций инструментов. Тематический выпуск журнала «Оборудование. Рынок, предложение, цены». Выпуск 2. 1998. 48 с.
  31. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник: в 2-х тт., т. 1 / Локтев А. Д., Гущин И. Ф. и др. М.: Машиностроение, 1991.-640 с.
  32. Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Справочник: в 2-х тт., т. 2 / Локтев А. Д., Гущин И. Ф., Балашов Б. Н. и др. М.: Машиностроение, 1991. — 304 с.
  33. Общемашиностроительные нормативы режимов резания концевыми фрезами на станках с ЧПУ. Временные. М.: НИИмаш, 1980. 70 с.
  34. Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на ЭВМ. Под ред. О. В. Таратынова, Ю. П. Тарамыкина. -М.: ВШ, 1991.- 424 с.
  35. В.А. Прогрессивные конструкции резьбообразующих инструментов. М.: Машиностроение, 1972. 44 с.
  36. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник / Под общ. ред. Великанова К. М. JL: Машиностроение, Ленинградское отделение 1990. — 450 с.
  37. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Корчемкина А. Д., М.: НИИавтопром, 1995. 456 с.
  38. Резьбообразующий инструмент. Учебное пособие. Под общ. ред. Хостикоева М. З., Пенза, 1999. 407 с.
  39. Резьбы, применяемые в авиационном производстве. Справочник./ Вайсман А. И., Денисов П. С. и др. М.: Машиностроение, 1970.- 368 с.
  40. Г. Н., Арбузов О. Б., Боровой Ю. Л. и др. Металлорежущие инструменты., М.: Машиностроение, 1989. — 328 с.
  41. Семенченко И. И, Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М.: МАШГИЗ, 1963. 952 с.
  42. Д.Г., Повышение эффективности обработки комбинированных отверстий на основе создания системы вспомогательных инструментов, осуществляющих планетарное движение режущего инструмента. Автореферат кандидатской диссертации, М.: МГТУ «СТАНКИН», 1999.
  43. Системы ЧПУ OSP-UIOOM и OSP-UIOM. Руководство по программированию. Пер. с англ., 2001. 254 с.
  44. Справочник металлиста в 5-ти томах. Т. 5 /Под ред. А. Н. Малова, М.: МАШГИЗ, 1961.
  45. Справочник по технологии резания материалов, в 2-х кн. Под ред. Г. Шпура. Пер. с нем. Под ред. Ю. М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1985.
  46. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т./ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985−1986. Т.1.1986.-656 с.
  47. Справочник инструментальщика / И. А. Ординарцев, Г. Н. Филиппов, А. Н. Шевченко и др. Л.: Машиностроение, 1987. 846 с.
  48. Справочник конструктора-инструментальщика. Под общ. ред. В. И. Баранникова, М.: Машиностроение., 1994. — 560 с.
  49. Т.Э., Пуховский Е. С. Добрянский С.С. Прогрессивные методы резьбофрезерования. Киев, Техника, 1975.- 240 с.
  50. Типаж металлорежущего инструмента на 1986−1990 гг. М.: ВНИИ-инструмент ВНИИТЭМР, 1985. — 446 с.
  51. Ю.Л. Высокопроизводительный резьбообразующий инструмент, М.: Машиностроение, 1977 183 с.
  52. В.П., Шатин Ю. В. Режущий и накатной инструмент: Справочник конструктора-инструментальщика. М.: Машиностроение, 1975. 456 с.
  53. В.Н. Расчет режущего инструмента на прочность и жесткость. М.: Мосстанкин, 1990. 40 с.
  54. В.Г. Оптимальная технология изготовления резьб.- М.: Машиностроение, 1985.- 184 с.
  55. В.Г., Ставров В. А. Изготовление резьбы: Справочник. -М.: Машиностроение, 1989.- 192 с.
  56. А.И., Воронцов Л. Н., Федотов Н. М. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. 1989.- 352 с.
  57. Deutsches patentamt. Patentschrift 3 016 262. Int. CI. B23 C7/00. Ver-offentlichungstag 30.09.1982.
  58. Verfahren und Kombinationswerkzeug zum Herstellen von Gewinde-bohrungen/ Deutsches patentamt. Patentschrift 3 627 798. Int. CI. B23 G5/20. Veroffentlichungstag 21.09.1995.
  59. Deutsches patentamt. Patentschrift 3 728 215. Int. CI. B23 B43/00. Veroffentlichungstag 19.01.1989.
  60. Werkzeug fur eine beidseitig gefaste Durchgangs-Gewindebohrung in Einem dunnwandigen Werkstuck. Deutsches patentamt. Patentschrift 4 010 075. Int. CI. B23 G5/20. Veroffentlichungstag 03.11.1994.
  61. Verfahren sowie Vorrichtung zum Frasen von Innegewinde. Deutsches patentamt. Patentschrift 3 001 206. Int. CI. B23 Gl/32. Veroffentlichungstag 21.04.1988.
  62. Vorrichtung zum Gewindeschneiden. Deutsches patentamt. Patentschrift 2 207 045. Int. CI. B23 G3/00. Veroffentlichungstag 16.08.1979.
  63. Vollhartmetall Werkzeuge zum Bohren und Frasen gedruckter Schal-tungen: KLENK/ Hartmetall Werkzeugfabrik. 1980. 23 S.
  64. Gewindefrasbohren ein Verfahren fur kurzere Hauptzeiten. /Werkstatt und Betrieb, 120 (1987).
  65. Ermitteln der Belastung von Hartmetall-Bohrgewindefrasern. /Maschinenmarkt, Wurzburg 101 (1995) 41.
  66. Kosten sparen durch Bohrgewindefrasen. /Werkstatt und Betrieb, 129 (1996) 6.
  67. Gewindefraser. Deutsches patentamt. Offenlegungsschrift 3 808 797. Int. CI. B23 G5/18. Offentlichungstag 5.10.1989.
  68. Schmitt M.N. Drilling and thread-milling tool and method. U.S. Patent № 4 943 191, U.S. CI. 408/1, Filed Aug. 18, 1989, Date Jul. 24, 1990.
  69. Bohrgewindefraser mit Zahnungskerben / M.N. Schmitt. Deutsches patentamt. Patentschrift 3 921 734 A1. Int. CI. B23 G5/20. Veroffentlichungstag 10.01.1991.
  70. Bohrgewindefraser / M.N. Schmitt. Deutsches patentamt. Offenlegungsschrift 3 828 780 Al. Int. CI. B23 G5/18. Veroffentlichungstag 01.03.1990.
  71. Werkzeug zum Bohren und Gewindeschneiden / Joh. & Ernst. Link GmbH & Co Kg. Deutsches patentamt. Offenlegungsschrift 3 737 315 Al. Int. CI. B23 G5/20. Veroffentlichungstag 18.05.1989.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!