Для расчета размеров профиля резца необходимо задать расчетные или теоретические размеры детали. Для того, чтобы при обработке детали каждый размер можно было легче получить внутри своего поля допуска, за теоретические размеры детали принимаются ее средние размеры.

OO

OO

OO

OO

Задаем базовую и промежуточные точки, радиусы каждой точки приведём в таблице:

Максимальная глубина фасонного профиля:

Выбор типа фасонного резца

Т.к. длина и глубина фасонного профиля небольшие, фасонный профиль - внутренний, выбираем круглый резец. Круглые резцы имеют большой срок службы, поэтому экономически более выгодны.

Определение углов режущей части

Величины углов и рекомендуется выбирать из ряда

Для круглого резца, обрабатывающего СЧ18-36 с .

принимаем ,

Определение габаритных и присоединительных размеров резца

Обычно габаритные и присоединительные размеры резцов определяются из конструктивных соображений в зависимости от глубины фасонного профиля изделия и длины профиля , т. к. от них зависит количество получающейся стружки и нагрузка на резец при его работе. Габаритный радиус круглых резцов определяется по формуле:

Где - пространство для размещения стружки;

- толщина тела резца необходимая для обеспечения его прочности, ;

- диаметр посадочного отверстия.

Принимаем: ; получаем: . Наибольший диаметр резца округляется в большую сторону до величины из нормального ряда линейных размеров по ГОСТ 6636-60. Выбираем: .

Производим проверочный расчёт: мм, R=21 мм-максимальный радиус резца. Принимаем этот радиус в качестве максимального радиуса резца.

Исходя из проверочного расчёта выбираем следующие параметры:

Коррекционный расчет профиля фасонного резца

Расчет допусков на высотные размеры профиля производим из расчета на то, что при настройке резца на суппорте станка во время обработки деталей обычно измеряется наиболее точный из всех диаметров фасонной детали. Следует иметь ввиду, что допуск на диаметр не должен быть меньше 0,04… 0,05 мм. Поэтому, если при обработке детали базовый диаметр получен годным, то есть лежит внутри своего поля допуска, то все остальные размеры диаметров должны лежать внутри своих полей допусков.

Участок или точка профиля резца в технологическом сечении, обрабатывающие базовый диаметр, называют базовым участком (точкой). Точка 1 - базовая точка детали и профиля резца при коррекционном расчете, D₁ - базовый измерительный диаметр детали, т. 5 - базовая точка профиля резца. P_i - размеры высот профиля, полученные при коррекционном расчете. h_i - размеры перепадов (высот профиля) детали, переносимые с резца на деталь в процессе обработки. Погрешности каждого i - го радиуса детали, кроме базового будет складываться из погрешности базового радиуса ?R_б и погрешности высотного размера ?h_i, переносимого с резца на деталь.

Следовательно ?h_i = ?R_i - ?R, то есть известно какая погрешность может быть допущена при переносе каждого высотного размера с резца на деталь. Эта погрешность возникает как сумма погрешностей, вызванных неточностями высоты профиля резца ?P_i и неточностями заточки и установки резца на станке.

При расчете допусков на высотные размеры резца из всех допустимых погрешностей ?h_i выбирать наименьшую ?_min и половину ее отводят на погрешности соответствующего размера h_i, возникающие от неточности заточки и установки резца. Погрешности от заточки и установки для других точек: , где отсчитывается от точки(участка), обрабатывающей базовый радиус. Допустимые погрешности высот h_i от неточного выполнения высотных размеров профиля P'_i: , тогда ввиду того что погрешности высотных размеров переносятся на деталь с некоторым искажение, как и сами размеры P'_i, допустимая погрешность высоты профиля нахдится как: Эта величина является допуском на соответствующую высоту профиля резца P'_i. Верхнее и нижнее отклонения проставляются симметрично. Рассчитав допуска по вышеуказанным формулам, сведем полученные значения в таблицу:

Число заходов червячной фрезы является одним из факторов, влияющих на производительность при нарезании цилиндрических колес. На выбор числа заходов червячных фрез влияет степень точности нарезаемых колес и их размеры (число зубьев и модуль). Червячные фрезы, особенно чистовые, проектируются однозаходными. Принимаем Zзах.=1.

2. Угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру (?_д)

Погрешности профиля зубьев нарезаемых колес с эвольвентным профилем, связанные с приближенным профилированием червячных фрез, в значительной степени зависят от величины угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру фрез. С увеличением угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру величина погрешности профиля зубьев нарезаемых колес возрастает. Вследствие этого для чистовых червячных фрез величина угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру принимается не выше 6 градусов 30 минут. Принимаем ?_д =4,45 градуса.

3. Направление винтовой линии по делительному цилиндру

Выбор направления винтового гребня червячной фрезы зависит от направления зубьев нарезаемых колес. Принимаем направление винтовой линии по делительному цилиндру - левое.

4. Наружный диаметр (D_еи)

Ориентировочная величина наружного диаметра червячной модульной фрезы определяется по формуле:

мм

В соответствии с ГОСТ 9324-80 принимаем D_еи=140 мм.

5. Форма зубьев

Используем так называемую форму б). Она характеризуется следующими признаками: имеет два участка затылованной задней поверхности, образованные по архимедовой спирали: первый участок со спадом К и второй со спадом К1. Первый (основной) участок затылованной задней поверхности формируется окончательно после термической обработки шлифованием. Второй участок предназначен для обеспечения свободного выхода шлифовального круга при обработке первого и формируется затыловочным резцом до термической обработки. Червячные фрезы с зубьями по форме б) характеризуются повышенной точностью размеров профиля и стойкостью. Форма б) зубьев применяется в конструкциях червячных фрез для чистовой и окончательной обработки зубьев нарезаемых колес до 8-й степени точности.

6. Число зубьев фрезы в торцевом сечении (Z_и)

Число зубьев фрезы в торцевом сечении влияет на количество резов, формирующих боковую сторону зубьев нарезаемых колес. Для повышения точности профиля зубьев нарезаемых колес и производительности обработки предпочтительно принимать максимально допустимое число зубьев.

Ориентировочное число зубьев в торцевом сечении затылованных червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем определяется по формуле:

;

Принимаем Z_и=9

7. Величина спада задней поверхности зубьев фрез К и К₁.

Величина спада задней поверхности зубьев фрезы на первом участке определяется по формуле:

; ?в - задний угол на вершине зубьев (10-12 градусов).

, принимаем К=9;

Величина спада задней поверхности зубьев на втором участке принимается равной:

, где ? - поправочный коэффициент.

Для фрез общего назначения ?=1,2…1,4., принимаем К₁=11

8. Глубина профиля (h_и)

Величина глубины профиля или шлифованная часть зубьев червячных фрез равна:

мм

9. Глубина стружечной канавки (H)

Размер глубины стружечной канавки определяется в зависимости от формы зубьев червячных фрез. Для червячных фрез с зубьями по форме б):

мм

10. Радиус впадины стружечной канавки.

Величина радиуса впадины стружечной канавки определяется по формуле:

мм

11. Угол впадины стружечной канавки (?)

Величина угла впадины стружечной канавки принимается в зависимости от числа зубьев фрезы следующих значений: при Z_и=9, =22?.

12. Диаметр отверстия (d)

В целях увеличения жесткости крепления фрезы диаметр отверстия под оправку следует брать максимально допустимым. Ориентировочное значение размера диаметра отверстия определяется по формуле:

мм;

По окончательному размеру диаметра отверстия проверяется толщина корпуса фрезы в опасном сечении по формуле:

; где t₁ - размер,

определяющий глубину шпоночного паза от стенки отверстия. Принимаем t₁=4 мм.

- верно

13. Общая длина фрезы (L)

Приближенное значение величины длины рабочей части червячной фрезы определяется по формуле:

принимаем L=160 мм;

Величина общей длины фрезы определяется по формуле:

L₀=L+2*l₁=160+2*5=170 мм

где l₁ - длина цилиндрических буртиков, l₁=5 мм

14. Диаметр буртиков (d₁)

Цилиндрическая поверхность буртиков используется для контроля установки фрезы на станке. Диаметр буртиков принимается равным:

мм

15. Расчетный диаметр делительного цилиндра (Dрасч.).

Расчетный диаметр делительного цилиндра учитывает изменение ряда геометрических параметров (угол подъема винтовой линии, угол наклона передней поверхности и др.) червячной фрезы при перетачивании ее в процессе эксплуатации. Для уменьшения отклонения эксплутационных значений параметров от расчетных величина расчетного диаметра делительного цилиндра определяется для сечения, расположенного на расстоянии (0,15-0,25) окружного шага от передней поверхности фрезы. В соответствии с этим расчетный диаметр делительного цилиндра определяется по формуле:

16. Расчетный угол подъема винтовой линии по делительному цилиндру (?_д)

Величина расчетного угла подъема винтовой линии по делительному цилиндру определяется по формуле:

;

Принимаем ?_д =4,59= 4°35'

17. Направление стружечных канавок и угол наклона (?к)

Стружечные канавки для обеспечения одинаковой величины переднего угла на боковых режущих лезвиях зубьев фрезы располагаются нормально к винтовому гребню и выполняется винтовыми. Угол наклона стружечных канавок принимается равным углу подъема винтовой линии по делительному цилиндру, т.е.

?к= ?_д =4,59°

18. Шаг стружечных канавок (Тк)

Величина шага стружечных канавок входит в знаки маркировки фрезы и определяется по формуле:

мм

19. Осевой шаг зубьев фрезы (То)

Величина шага в осевом сечении фрезы определяется по формуле:

мм

20. Нормальный шаг зубьев фрезы (Тn).

Величина шага в нормальном сечении фрезы определяется по формуле:

мм

21. Размеры профиля зубьев червячной фрезы в нормальном сечении.

а) Толщина зуба по делительному цилиндру:

мм;

?S - припуск по толщине зубьев нарезаемых колес под дальнейшую обработку. Равен 0, т. к. обработка окончательная.

б) Высота головки зуба: мм

в) Высота ножки зуба: , где Си - коэффициент радиального зазора между головкой зуба нарезаемого колеса и впадиной зуба фрезы. Величина Си может быть принята равной величине с.

h2=h1=11,25 мм.

г) Радиус галтели на головке зуба: мм.

д) Радиус галтели у ножки зуба: мм

Величина углов профиля правой и левой боковых затылованных задних поверхностей зубьев червячной фрезы в осевом сечении определяется по формулам:

для правой: ;

Принимаем ?_оп=19,94?=19⁰56'

для левой: ;

Принимаем ?_ол=20,18?=20⁰11'

где

Расчет протяжки для обработки круглого отверстия

1. Исходные данные

Диаметр отверстия подготовленного под протягивание (D₀) - 14.2Н12 мм; диаметр отверстия после протягивания (D) - 15H7 мм; длина протягивания (L) - 40 мм; материал - Сталь 45; ?в=610 мПа; станок 7Б55: тяговая сила 100 кН; скорость рабочего хода 1,5-11,5 м/мин. Тип производства - массовое.

2. Установление группы обрабатываемости

Установление группы обрабатываемости производится с помощью таблицы П1 приложения. Принимаем группу обрабатываемости материала - 1.

3. Определение группы качества протянутой поверхности

Группу качества протянутой поверхности устанавливают с помощью таблицы П2 приложения. Принимаем группу качества обрабатываемой поверхности - 1.

4. Определение материала режущей части

Материал режущей части протяжки выбирают в зависимости от группы обрабатываемости и типа производства по таблице П3 приложения. Принимаем в качестве материала режущей части быстрорежущую сталь Р6М5.

5. Определение конструкции хвостовика и допустимую силу, действующую на хвостовик

Протяжка сварная. Сваривают хвостовик со стержнем протяжки на шейке на расстоянии 15-25 мм от начала переходного конуса. Материал хвостовика - Сталь 40Х. Принимаем тип хвостовика 2, исполнение 1. Наибольший диаметр хвостовика 14 мм, выбранный с помощью таблицы П4 приложения. Сила, допустимая прочностью хвостовика, рассчитывается по формуле:

, где

- допустимое напряжение при растяжении, для хвостовиков из сталей ХВГ и Стали 40Х, . - площадь опасного сечения хвостовика, , тогда

6. Определение переднего и заднего углов

Передний и задний углы выбирают по таблице П5 приложения. Передний угол выбирают в зависимости от группы обрабатываемости и вида зубьев. Принимаем ?=10° для черновых, переходных, чистовых и калибрующих; ?=3° для черновых и переходных, ?=2° для чистовых и ?=1° для калибрующих.

7. Определение скорости резания

Скорость резанья выбирают по таблице П6 приложения. Принимаем V=8 м/мин. Выбранный нами станок 7Б55 может обеспечить данную скорость протягивания.

8. Определение подачи

При определении подачи черновых зубьев по средней наработке между отказами Szc сначала устанавливают для чистовой части по таблицам П7-П16 приложения. Для принятой скорости резания при максимальной подаче 0,02 мм. Подачу черновых зубьев принимают из условия равной стойкости черновой и чистовой частей протяжки по тем же приложениям для той же скорости резанья. Наработка черновых зубьев должна быть равна наработке чистовых зубьев или несколько больше нее.

Принимаем: наработка черновой части 69, наработка чистовой части 66, подача черновой части Szc=0,04 мм/зуб, подача чистовой части Szч=0,01 мм/зуб.

9. Определение глубины стружечной канавки (h)

Глубину стружечной канавки, необходимой для размещения стружки при подъеме черновых зубьев, определяют по формуле (для сливной стружки):

, где

L - суммарная длина протягиваемых участков, мм, для сталей всех групп рекомендуется К=3, тогда

Принимаем h=6 мм.

Для обеспечения достаточной жесткости протяжек, имеющих диаметр сечения по дну стружечной канавки меньше 40 мм, необходимо, чтобы глубина стружечной канавки была:

Вычисленная ранее глубина стружечной канавки не входит в найденный интервал. Принимаем h=4 мм.

10. Определение шага черновых зубьев и числа, одновременно работающих зубьев протяжки

Шаг черновых зубьев to выбирают по таблице П19 приложения. Поскольку одной и той же глубине стружечной канавки соответствует несколько значений шага, то для первого варианта берут меньший из них. Шаг и профиль переходных зубьев - такие же, как у черновых.

Принимаем t=6 мм, h=2,5 мм, r=0,4 мм, b=2 мм, R=1,3 мм, № профиля 10.

Число одновременно участвующих в работе зубьев находят по формуле:

Принимаем

11. Определение максимально допустимой силы резания

Сила резания ограничивается тяговой силой станка Р_ст или прочностью протяжки в опасных сечениях по хвостовику Р_хв. Наименьшую из этих сил следует принимать в качестве максимально допустимой силы резания:

, где

Q - паспортная тяговая сила станка.

Величину Р_хв. Рассчитывают по ранее записанной формуле (см. п. 2.5.), а Р_оп по формуле:

, где

Принимаем Р_max=39,6 кН.

12. Определения числа зубьев в группе (Zc)

Число зубьев в группе может меняться от 2 до 5; его определяют по формуле:

, где

qo принимают по таблице П20 приложения в зависимости от S_zc и ?. Поправочные коэффициенты K_pм, K_po, K_pк, K_pp по таблице П21 приложения.

Принимаем qo=232, К_рм=1; К_ро=1; К_рк=1; К_рр=1, получим

Принимаем Z_c=2.

13. Определение силы протягивания

Силу протягивания определяют по формуле:

14. Определение припусков

Полный припуск на диаметр распределяется между черновыми, переходными и чистовыми зубьями.

Полный припуск

Припуск на черновые зубья

, где

Припуск на переходные зубья А_п берется из таблицы П22 приложения, на чистовые - А_ч - из таблицы П23 приложения [4].

Принимаем А_п=0,04 и А_ч=0,08, тогда

15. Определения числа групп черновых зубьев

Число групп черновых зубьев определяется по формуле:

Если i₀ получается дробным, то его округляют до ближайшего меньшего целого числа. Принимаем i₀=8. Тогда остаточную часть припуска определяют по формуле:

Т.к. половина остаточного припуска меньше подъёма на сторону первой переходной группы, и так же меньше 0,02…0,03, то его суммируем с припуском на чистовые зубья.

16. Определение числа черновых зубьев (Zo)

Число черновых зубьев определяется по формуле:

По таблицам П22 и П23 приложения определяем число переходных, чистовых и калибрующих зубьев протяжки.

Принимаем: число переходных зубьев Z_п=2; число чистовых зубьев Z_ч=12; число калибрующих зубьев Z_к=6.

17. Определение длины режущей части протяжки

Шаг чистовых и калибрующих зубьев:

, ,

, , , .

Длина режущей части протяжки определяется по следующей формуле:

, где

t_ч и t_к - суммы переменных шагов соответственно чистовых и калибрующих зубьев.

Используя таблицу, определяем t_ч = 116,5 мм, а t_к=54 мм, тогда .

18. Новые два варианта рассчитываем для и .

19. Определение диаметра калибрующих зубьев

Диаметр калибрующих зубьев D_к и диаметр последнего чистового зуба можно принимать равными максимальному в пределах допуска диаметру отверстия:

.

20. Определение периметра стружки, числа и ширины режущих секторов для черновых зубьев

Число выкружек и их ширину на черновых зубьях определяем по табл. П25 приложения: , .

21. Определение числа и ширины выкружек для чистовых и переходных зубьев

Число выкружек для чистовых и переходных зубьев определяем по табл. П26 приложения: ,

22. Определение диаметра передней направляющей и ее длины

Диаметр передней направляющей принимают равным наименьшему диаметру отверстия до протягивания с полем допуска е8. Принимаем D_п.н.=14 мм.

Длину передней направляющей выбирают в зависимости от отношения

Принимаем L_п.н.=0,75?L=40 мм.

23. Определение длины переходного конуса

Длина переходного конуса определяется по таблице П28 приложения. Принимаем L_п.к.=15 мм.

24. Определение расстояния от торца протяжки до переднего зуба

Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяют по формуле:

L₁=l₁+l₂+l₃+l+25, где l₁=140; l₂=25 B l₃=40 (для станка 7Б55), тогда L₁219,5 мм.

25. Определение диаметра и длины задней направляющей

Диаметр задней направляющей принимают равным наименьшему предельному диаметру протянутого отверстия с полем допуска h7. Принимаем D_з.н.=15 мм.

Рекомендуемую длины определяем по таблице П28 приложения [4]. Принимаем L_з.н=21 мм.

26. Определение общей длины протяжки

Общая длина протяжки определяется по формуле:

L=L₁+L_p+L_з.н.=219,5+202,5+18=440 мм. Принимаем L=440 мм

27. Принцип работы патрона

Данный патрон предназначен для горизонтального протяжного полуавтомата для внутреннего протягивания модели 7Б55.

Патрон состоит из следующих деталей: корпус патрона, стакан, кольцо упорное, четырех кулачков, пружины.

Порядок закрепления протяжки в патрон: ослабить пружину 6 путем отвинчивания упорного кольца 4, до отскакивания кулачков 5 в предусмотренную для этого полость в корпусе патрона. Вставить протяжку в патрон. Закрутить упорное кольцо 4 до создания максимального усилия закрепления, при этом происходит сжатие пружины 6, данное сжатие вытягивает закрепленные на стакане 2 кулачками 5 из полостей корпуса, тем самым происходит закрепление протяжки. При создании максимального натяжения пружины 6 происходит надежное закрепление протяжки в патроне. Затем патрон необходимо установить на станок, по средствам метрической резьбы расположенной на хвостовой части стакана 2.

червячный фасонный резец фреза

Список литературы

1. Баклунов Е.Д. Расчёт червячных фрез для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем. Московское Высшее Техническое Училище, Калужский филиал, Калуга 1974 г. -29 с.

2. Баландин А.Д. Методические указания по проектированию и расчету фасонных резцов для проекта по курсу «Расчёт и конструирование режущих инструментов»; Московский Государственный Технический Университет, Калужский филиал - Калуга, 1982 - 43 с.; ил.

3. Маргулис Д.К. Протяжки для обработки отверстий. Д.К. Маргулис и др. - М.: Машиностроение, 1986.

4. Шатин В.П., Денисов П.С. «Режущий и вспомогательный инструмент. Справочник»., М., «Машиностроение», 1968 - 418 с.

Размещено на Allbst.ru