Технологический процесс изготовления шпинделя токарного станка (стр. 15 из 22)
8.4.4. Анализ результатов поиска
8.4.4.1. Выявление существенных признаков ИТР и аналогов
Выявляем существенные признаки ИТР “Сверло, общая компоновка”, группируем их и заносим в табл. 8.4. Наличие тех или иных признаков у ИТР отмечаем знаком “+” или “-” соответственно.
Таблица 8.4
Существенные признаки ИТР «Сверло, общая компоновка» и его аналогов
| Признаки ТР | ИТР | Аналоги | |||||||||
| А.с. №1804972 | А.с. №1713761 | А.с. № 1756742 | А.с. №1748969 | Пат.№2090315 | |||||||
| Группа признаков а): элементы | |||||||||||
| 1) СМП 2) перетачиваемая пластина 3) направляющие 4) зажимной винт 5) стопорящий винт 6) сепаратор 7) беговая дорожка 8) упруго-деформируемая втулка 9) накладка 10) вставка 11) сменный резцовый блок 12)поворотный блок | - + + - - - - - - - - - | - + + + - - - - - - + - | + - + + + - - - - - - - | + - - + - + + + - - - - | + - - + - - - - + + + - | + - + + - - - - - - - + | |||||
| Группа признаков б): форма элементов | |||||||||||
| 1) двухсекционный резцовый блок 3) винт с буртом | - - | + - | - - | - - | - - | - + | |||||
| 1) механическое крепление СМП 2)пластины припаяны 3) сменные резцы, наиболее удаленные от оси сверла, расположены на большем расстоянии от торца хвостовика, чем сменные резцы, менее удаленные от оси сверла | - + + | - + - | + - - | + - - | + - - | + - - | |||||
| Группа признаков г): соотношение размеров | |||||||||||
| Группа признаков д): материалы | |||||||||||
| Группа признаков е): взаимосвязь элементов | |||||||||||
| 1) СМП закрепляемая винтом | - | - | + | + | + | + | |||||
| Группа признаков ж): взаимодействие элементов | |||||||||||
| 1)колебательное перемещение резцового блока во время работы 2)угловое перемещение блока при настройке | - - | + - | - - | - - | - - | - + | |||||
8.4.4.2Сопоставительный анализ признаков ИТР и аналогов
Сопоставляя совокупности признаков группы а) в таблице 8.4 аналогов и ИТР, видим, что в ИТР не использованы совокупности признаков по авторским свидетельствам № 1713761, № 1756742, № 1748969 и патенту №2090315. Эти авторские свидетельства и патенты исключаем из дальнейшего рассмотрения.
Сопоставляя далее совокупности признаков группы б), в), г), д), е) и ж) видим, что в ИТР не использованы совокупности признаков группы в) по авторскому свидетельству № 1804972.
Таким образом, в результате сопоставительного анализа выявляем, что ИТР “Сверло, общая компоновка” по авторскому свидетельству РФ. № 1816481 не попадает под действие патентов РФ.
Следовательно, усовершенствованное сверло обладает патентной чистотой в отношении РФ.
8.5 Заключение
Для организации производства усовершенствованного сверла в РФ нужно приобрести лицензию у владельцев авторского свидетельства РФ №1816481.
9. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
9.1 Исходные данные
Рассчитать и сконструировать сверло для обработки центрального отверстия детали шпиндель диаметром D = 38 +0,17 длиной 660 мм в заготовке – штамповке из стали 12ХН3А с НВ 240…260. Отверстие сверлится на горизонтальном станке для глубокого сверления ОС-5222.
9.2 Конструктивные параметры элементов сверла для глубокого сверления
Сверло включает в себя два основные элемента:
- головку;
- стебель;
Головку выполняют из материала 38ХН3МФА с припайными пластинами, материал ВК10-ОМ с двумя канавками под направляющие твердосплавные элементы и внутренним отверстием для отвода СОЖ.
Стебель сверла изготовляется из трубы высокой точности из стали 08Х18Н10Т ГОСТ 9941-81.
Наружный диаметр стебля принимаем dс.н. = 35 мм.
Внутренний диаметр принимаем dс.в = 21 мм.
Стебель соединяется с головкой посредством низкопрофильной прямоугольной резьбы с углом подъема 120.
9.3 Геометрические элементы режущей части
Основные геометрические параметры заточки пластин определяем по [37, 38].
Форма заточки в плане определяется сочетанием углов j, j1 и (рис. 9.1.). Их величина зависит от диаметра сверла, свойств обрабатываемого материала и оказывает влияние на точность отверстий и качества обработанной поверхности.
Геометрическая заточка сверла для глубокого сверления
Рис. 9.1.
Значение параметров заточки выбираем по [38, с. 202, табл. 9.6]:
- главный угол в плане j = 25о;
- угол j1 = 25о;
- размер а=0,5 мм;
- размер b=1,8 мм;
- ленточка f=0,6мм;
- задний угол a=18о;
- углы b1 =b2 = 15о;
9.4 Предъявляемые требования к конструкции сверла
Технические требования к изготовлению сверла назначаем по [38]:
- рабочая часть головки шлифуется вместе с направляющими с допуском по Н8(-0.039);
- стебель по f7(
);9.5 Проверочный расчет
Так как сверла в процессе резания испытывают нагрузку в виде момента резания и осевой силы то, проверка на прочность сводится к проверке на кручение и на сжатие.
=113 МПа (9.1.)где, [t] – предел прочности при кручении, МПа;
Мmax - максимальный момент инерции при сверлении, Н.м;
Wp – осевой момент инерции, мм3.
, мм3 (9.2.)где ,
, характеристика кольцевого сечения, мм. 
=4106,14 мм3 
, Н.м (9.3.)где, См = 0,0345 – постоянная величина;
q = 2,0; y = 0,8 – показатели степени;
Кр = 1,01 – коэффициент, учитывающий условия обработки;
S = 0,2 – подача, мм/об.
138,85 Н.м; 
,Н.м (9.4.)где, n = 3 – коэффициент запаса прочности.
Н.м 
На сжатие:
МПа (9.5.)где,
– осевая сила при сверлении, Н;А – площадь поперечного сечения, мм2.
, Н (9.6.)где, Ср = 68 – постоянная величина;
q = 1,0; y = 0,7 – показатели степени.
Площадь поперечного сечения для кольца рассчитывается по формуле:
, мм2 (9.7.)
мм2 
Из проверочных расчетов видно, что условия прочности по кручению и сжатию выполняются, значит, принятые размерные параметры стебля сверла выбраны правильно.
10. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
10.1 Сбор исходных данных
Технологическая операция 50: Фрезерная. Фрезеровать шпоночный паз и два паза под стопорные многолапчатые шайбы.
Вид и материала заготовки – сталь 12ХН3А sв =850 МПа после чистовой токарной обработки.
Инструменты – фреза шпоночная цельная Æ14 и Æ10 мм ГОСТ 9140-78. Материал режущей части – Р6М5.
Используемое оборудование. Вертикально-фрезерный консольный станок с ЧПУ 6Р13РФ3. Размер стола 400х1600 мм, мощность электродвигателя N=7,5 кВт, частота вращения 40- 2000 об/мин, подача стола 7,5-600 мм/мин.
Тип приспособления – СНП с пневматическим зажимом.
Теоретическая схема базирования представлена на рис.10.1.
Операционный эскиз
Рис.10.1.
10.2 Расчет усилий резания
Усилия резания рассчитываем на фрезерование паза под стопорную многолапчатую шайбу т.к. на этом переходе обработка осуществляется за один проход с глубиной резания t=3,5мм равной глубине паза.
Режимы резания(определены в пункте 6): S= 0,05мм/зуб, V=39,5м/мин, n=1250 мин –1.
Силу резания рассчитываем по эмпирической формуле [23,с.282]:
(10.1.)где , Cp – постоянный коэффициент;
x,y,u,g,w – показатели степеней;
Kмp – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал:
(10.2.)x=0,86; y=0,72; u=1; g=0,86; w=0 ; Cp=68,2 [23,с. 286, табл.39]
Составляющие сил резания Рv, Рh определяем из соотношений, представленных в таблице [23, с.292, табл.42]