Вопрос 3 Особенности конструирования затылованных и острозаточеных фрез.

По конструкции зубьев фрезы могут быть с острозаточенными и затылованными зубьями. Затылование — процесс образования задней поверхности инструмента по некоторой кривой (обычно спираль Архимеда) для получения задних углов. У острозаточенных фрез задние углы получают заточкой. Фрезы работают с малыми подачами на зуб, поэтому их изнашивание проис­ходит по задней поверхности, и затачивать их целесообразно по задней поверх­ности. По задней поверхности затачивают острозаточенные фрезы. Однако такую за­точку не всегда возможно и не всегда целесообразно выполнять. Форма произво­дящей поверхности может быть сложной, исключающей возможность заточки зад­ней поверхности зуба шлифовальным кругом. Нецелесообразно производить заточ­ку задней поверхности у фрез с точным профилем, например у червячных зубо­резных и шлицевых, потому что в этом случае нужно вновь обеспечить требуемую точность профиля и шага зубьев. Для приведенных случаев целесообразнее при­менять затылованные зубья, заточка кото­рых производится по передней поверхности, что обеспечивает ее просто­ту.

Острозаточенные фрезыотличаются многообразием типов. К ним относятся цилиндрические, торцовые, дисковые, кон­цевые, угловые, шпоночные, Т-образные и др. Все типы острозаточенных фрез, несмотря на их многообразие, имеют много общего в методике расчета, назначении и оформлении конструктивных элементов.

К общим конструктивным элементам относятся: диаметр фрезы, по­садочные размеры (диаметр отверстия, шпоночная канавка), число зубьев и их форма.

Для сокращения номенклатуры фрез их наружные диаметры стандартизованы. Размерные ряды диаметров составлены по геометрической прогрессии со знамена­телем φ, равным 1,26; 1,58, т. е. равным знаменателю ряда частоты враще­ния шпинделей фрезерных станков. Такой выбор размерного ряда наружных диа­метров обеспечивает неизменность скорос­тей резания при применении фрез любо­го диаметра, в том числе для фрезерных станков, частота вращения, шпинделя кото­рых изменяется по геометрической прог­рессии со знаменателем φ = 1,41

Диаметр посадочных отверстий выби­рают в зависимости от наружного диа­метра фрезы, но не более 60 мм с округ­лением до стандартного ряда: 16; 22; 27; 32; 40; 50 и 60 мм.

Цилиндрические и дисковые фрезы. Особенностью конструкций этих фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной об­рабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез нет вспомогатель­ных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания. Зубья дисковых фрез, наоборот, на одном или обоих торцах снабжены вспомогательными режущими кромками. Причем, в отличие от цилинд­рических фрез, их диаметр значительно больше длины фрезы. Оба типа фрез, как правило, насадные, с отверстием и шпоночными пазами для крепления на оправках.

Для снижения колебаний сил резания и вибраций зубья цилиндриче­ских фрез часто делают винтовыми. При этом возникает нежелательная осевая составляющая силы резания. Однако условия отвода стружки из зоны резания фрез с винтовыми зубьями значительно лучше, чем фрез с прямыми зубьями.

Затылованные фрезы

Д- наружний диаметр = D+2H H=h+K+r - высота зуба K= r=1…5 мм

K- величина затылования h- высота профиля фрезы r – радиус впадины

Наружные диаметры по ГОСТу стандартизованы. В диапазоне от 40 до 120 мм через 5 мм. от 120 до 230 мм через 10 мм

Диаметр отверстия под оправку стандартизован и обслуживает несколько наружных диаметров. Длина фрезы выбирается в зависимости от профиля детали. Число зубьев Z для фрез с мелким профилем с увеличением диаметра число зубьев увеличивается. У фрез с глубоким профилем с увеличением диаметра число зубьев уменьшается, т.к. диаметр фрезы не успевает за ростом высоты профиля (у всех модульных фрез).

Ширина зуба В = (0,8…..1,0) Н для обеспечения прочности и запаса на переточки.

Число зубьев = 8 – 18 шт (с четным и нечетным количеством).

Типы фрез. Фрезы с затылованными зубьями получили широкое распространение в промышленности и применяются в основном для деталей с фасонным профилем. Кроме фрез специального назначения, предназначенных для обработки деталей с самыми разнообразными профилями, имеется также целый ряд фрез стандартного типа. Из них надо отметить: фрезы полукруглые выпуклые и вогнутые, фрезы пазовые, фрезы концевые обди­рочные , фрезы дисковые зуборезные, фрезы червячные зуборезные , фрезы червячные для шлицевых валов с прямобочным профилем и т.д.

Фрезы затылованные делятся на две группы: а) с нешлифованным и б) со шлифованным профилем. К последним относятся фрезы, пред­назначенные для обработки резьбы, зубчатых колес, шлицевых валов. Эти фрезы все гребенчатые спрямыми или винтовыми канавками.

Фрезы изготовляются в основном насадные и в небольшой номен­клатуре концевые (например, резьбонарезные гребенчатые, червяч­ные для червячных колес).

Особенности конструкции.: Основное преимущество затылованной фрезы заключается в том, что она дает неизменный и идентичный профиль обрабатываемой детали в течение всего периода своей экс­плуатации. Поэтому они получили широкое распространение при фрезеровании фасонных поверхностей. Заточка фрез с затылованными зубьями осуществляется по передней поверхности. Заднюю криволинейную поверхность обычно не шлифуют после термической обра­ботки за исключением фрез резьбонарезных гребенчатых и червяч­ных всех видов. В результате этого профиль зуба остается неисправ­ленным, а обезуглероженный слой неснятым. Фрезы с нешлифован­ным профилем обладают не только пониженной точностью, но и малой стойкостью из-за быстрого затупления вершины зуба, вызванного повышенными режимами резания, недостаточной остротой режущих кромок и др. При неправильной эксплуатации затупление захваты­вает не только вершину, но и распространяется на затылованную часть. Это требует удаления большого слоя металла при переточках. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы затылованные фрезы не подвергались большому износу и всегда были хорошо заточены.

Лучше затачивать эти фрезы чаще и меньше, чем режеи больше. При этих условиях затылованные фрезы обеспечиваютзначительно большее количество переточек по сравнению с фрезами с остроконечными зубьями.

Пространство для помещения стружек по мере переточки увели­чивается для затылованных фрез и уменьшается для фрез с остроконечными зубьями (фиг. 151, в), что отрицательно ска­зывается на работе последних.

Однако, наряду с преимуществами, затылованные фрезы обладают и целым рядом крупных недостатков. Из них необходимо отметить невозможность выбора большего числа зубьев и значительное биение вершин их по окружности в пределах 0,04—0,12 мм и более. Первый недостаток обусловлен особой формой зуба, второй — отсутствием операции круглого шлифования фрезы по окружности зубьев. При этом общепринятый метод заточки по передней поверхности не только не устраняет биения, но чаще всего его усугубляет.

Из-за малого числа зубьев, вызывающего неравномерность фре­зерования и повышенное биение зубьев, качество фрезерованной по­верхности получается значительно ниже, чем при работе остроконеч­ными фрезами.

В связи с недостатками затылованных фрез имеется тенденция применять для обработки фасонных поверхностей вместо них фрезы с остроконечными зубьями, которые обеспечивают значительное повы­шение стойкости инструмента и чистоты фрезеруемой поверхности.

Билет 31

Вопрос 1: Технологичность конструкции машин и их элементов.

Тех-ть влияет на характер ТП.

Тех-ная конст-ция изд-я(ТКИ) отвечает всем эксплуатационным требованиям, обеспечивает изг-е изд-я в конкретных произв-ых условиях с наименьшими затратами всех произв-ых ресурсов(времени, труда, материалов) при исп-и наиб-е прогрессивных методов производства.

Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления изделия, тем более оно технологично.

Отработку на техн-ть лучше проводить на этапе проектирования

Виды ТКИ:

1.производ-я ТКИ сокращает средства и время на констр-кую и техн-ю подготовку пр-ва, пр-сы изг-я, контроля, испытания изд-й и их монтаж вне предприятия.

2.Эксплуатац-я ТКИ сокращает ср-ва и время на подготовку изд-я к экспл-и, его обслуж-е, ремонт и утилизацию.

3.ремонтная ТКИ сокращает ср-ва и время на все виды ремонта, кроме текущего.

Тех-ть предусма­тривает:

а) исп-е унифиц-х сб. ед., стандарт-х и нормализ-х дет-й и эл-в дет-й;

б) меньшее кол-во дет-й оригинальной, сложной конструкции и различных наименований; большая повторность одноименных дет-й;

в) рациональные формы дет-й с легкодоступ­ными для обработки поверхностями и достаточной жесткости (жесткость позволяет обрабатывать дет на станках с наиболее производ-ми режимами резания –это уменьшения труд-ть и себ-ть мех-кой обр-ки);

г) наличие на дет-х удобных базирующих поверхностей или воз­можность создания вспом- (технол-х) баз в виде бо­бышек, поясков и т. д.;

д) наиболее рациональный способ получения заготовок для дет-й (отливок, штамповок, из проката) с размерами и формами, возможно более близкими к готовым деталям (повышает коэф-т исп-я материала, уменьшает тр-ть мех-кой обр-ки);

е) полное устранение или возможно меньшее применение слесарно-пригоночных работ при сборке путем изготовления взаимозам-х деталей, применения деталей-компенсаторов и механизации сборочных работ;

ж) упрощение сборки и возможность выполнения параллельной во времени и пространстве сборки отдельных сборочных единиц и изде­лия в целом.

Основными требования сбор­ки: обеспечение возможности сборки без пригоночных работ (или при наим-м их кол-ве), создание возможности неза­висимой сборки узлов изделия, наим-е кол-во деталей как по наименованиям, так и в штуках, наиболее высокий уровень взаимо­заменяемости, стандартизации, унификации и нормализации сбороч­ных единиц и их изделий, наличие удобных сборочных баз, исключение необходимости разборок при регулировках и др.

Т-ть конструкции заготовок предусматривает максимальную рационализацию механической обра­ботки и упрощение процессов изготовления самих заготовок.

ТКИ оценивается качественными и количественными показателями. Качественная оценка - на основе опыта исполнителя. Количественная(м.б абсолютными и относительными,частными и комплексными) – с помощью с-мы показателей.

С-мы показателей оценки ТКИ:

-Категории показателей:

1.базовые-оптимальные и предельные значения опр-ся отраслевыми стандартами на основе обобщения мирового опыта о ранее созд-ых изд-ях

2.показатели, достигнутые при разработке изд-я

3.показатели уровня ТК разрабатываемого изд-я(отношение однотипных показателей разраб-ого изд-я к базовым)

Показателями оценки ТКИ:

1) трудоемкость конструкции (время на изготовление детали, сборочной едини­цы, целого изделия);

2) коэф-т исп-я металла;

3) степень исп-я стандартных и норма­лизованных деталей и сборочных единиц;

4) процентное отношение количества деталей оригинальной и слож­ной конструкции к общему количеству деталей в изделии;

5) степень исп-я деталей в сб. ед. сущ-х и ранее применяемых разновидностей констр-й изделий и аналогичных машин;

6) коэф-т повторности одноименных деталей;

7) себ-ть изг-я дет, сб. ед., изд-я;

Требования к конструкции:

1) д.б. из сочетания простых геом. форм; 2) д. состоять из стандартных и унифицированных эл-тов или быть стандартна в целом.

3)д.б. надежные техн.базы; 4)д.б. возможность применения высокоэф-х методов обр-ки; 5)точность размеров и шер-ть д.б. обоснованы служебным назначением дет-ли.

Требования к мех.обр-ке:

1)уменьшение числа обр-мых пов-ей; 2)соблюдение осн-х принципов базирования; 3)обеспечение достаточной жесткости дет-и

4)удобство подвода и свободного выхода РИ; 5) возможность многоместной или одновременной обр-ки неск-х дет-й; 6)исп-е унифицированных инст-в и присп-й.

Требования к пов-тям дет-й:

1)наружние пов-ти вращ-я:

- рекомендуется применять высадку буртов, фланцев, головок и др. ступеней с резко отличающимся ø от осн-й ступени для уменьшения мех.обр-ки.

-по возможности оставлять у дет. центровые отв-я ; -унифицировать эл-ты вспом-х пов-ей(фаски, скругления, проточки???)

-галтели (полусфера на конце) лучше заменять фасками; -сферичечкие отверстия не выводить до центра (обрезать)

-в местах точного сопряжения пов-ти д. предусм-ся выход РИ

2)отв-я: -лучше применять сквозные отв-я; -соосные отв-я лучше выполнять однородной структуры; -у отв-й, обр-х на сверл-х и агрегатных ст-х не желательны выточки и канавкит

3)резьбовые пов-ти: -д.б. заходная фаска; -д.б.сбег резьбы или канавка для выхода инстр-та;

4)плоские пов-ти: -д.б. согласование конфиг-ции пов-ти с имеющимся РИ(радиусы перехода, ширина фр-я)

-конфигурация пов-ти д. обеспечивать безударную работу РИ(совмещение двух выступов перемычкой)

-лучше обр-ка на проход

5)пазы и гнезда: -д.б. обр-ка на проход(радиус для фрезы); -переходная часть паза д.б. увязана с конфиг-й РИ(радиусы); -паз открытый

*ЧПУ)-расположение пазов с одной стороны дет

-уменьшение длин выступающих пов-й дет-и

-выбор симметричных конст-й

Показатели ремонтопригодности изделия: 1) хар-ка условий эксплуатации и ремонта; 2) условия выполнения работ по техн-му обслуживанию и ремонту, в том числе квалификация и состав персонала, который эксплуатирует и ремонтирует изделия;

3) с-ма материально-технического обеспечения эксплуатации и ремонта; 4) средняя трудоемкость ремонта и технического обслуживания; 5) ограничения номенклатуры специального инструмента и при­спос-й при техн-м обслуж-и и ремонте;

6) ограничение типоразмеров крепежных деталей; 7) широкое использование стандартизованных и унифицированных частей изделия; 8) требования к рациональным методам и средствам контроля тех­н-го сост-я изделия в процессе эксплуатации и ремонта; 9) требования к допустимости, легкосъемности и взаимозам-ти деталей, сб. ед. и комплектов при техн-м об­служивании и ремонте; 10) требования к выполнению регулировочно-доводочных работ в процессе технического обслуживания и ремонта; 11) требования к констр-и изнаш-ся деталей в части приспособл-ти к восстановлению до первонач-х или ремонт­ных размеров с прим-м прогрессивной технологии восстанов-х работ.