Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пояснительная записка к курсовому проекту

по теме: «Проектирование металлорежущих инструментов»

Введение

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью придать ей заданную форму и размеры указанной точности.

Одним из таких способов является механическая обработка заготовок резанием. Она осуществляется металлорежущим инструментом и ведётся на металлорежущих станках.

Все способы и виды обработки металлов основаны на срезании припуска и преобразования его в стружку, составляют разновидности, определяемые термином «резание металлов».

Наивыгоднейшим режимом резания называется такой, при котором обеспечиваются наибольшая производительность и наименьшая себестоимость обработки при этом не нарушая качества изделия.

При назначении элементов режима резания необходимо наиболее полно использовать режущие свойства инструмента, а также кинематические и динамические данные станка. При этом должно быть обеспечено заданное качество обработанной детали. Назначение режима резания - это выбор скорости, подачи и глубины резания, обеспечивающий требуемый период стойкости инструмента.

Выбор метода расчёта диктуется конкретными условиями.

В основном это затраченное время и качество обработки. Для этого выпущено достаточное количество литературы, которое с изменением технологии и новыми требованиями всё больше пополняется. Единственно что требуется правильно в них ориентироваться и более точно использовать их по назначению.

1. Расчет круглого фасонного резца

1.1 Исходные данные

Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали эскиз которой приведен на рисунке 1.

Материал детали - сталь 40Х ГОСТ 4347-91

Рисунок 1. Деталь с размерами

1.2 Расчет средне исполнительных размеров

Вследствие того, что размеры профиля обрабатываемых деталей являются допускными, для расчета размеров профиля резца принимаются не номинальные размеры детали, а размеры, соответствующие серединам полей допусков.

Рассчитываем среднее поле допуска детали:

Диаметральные размеры:

D₁= 46,8^+0,62, мм

максимум: 46,8+0,62 = 47,42, мм

минимум: 46,8-0 = 46,8, мм

средний: (47,42+46,8) / 2 =47,11, мм

Допуск Т = 0,62 мм, поэтому окончательный размер, соответствующий

середине поля допуска размера D₁:

47,11±0,31, мм r₁ =23,5550,155, мм

D₂=D₃= 50_-0.062, мм

максимум: 50 + 0 =50, мм

минимум: 50 - 0,062 = 49,938, мм

средний: (50 + 49,938) / 2 = 49,969, мм

при Т = 0,062, окончательный размер D₁:

49,969 0,031, мм r_2,3 = 24,9840,016, мм

D₄=D₅= 38^+0,16, мм

максимум: 38+0,16 =38,16, мм

минимум: 32 -0 = 32, мм

средний: (38,16+38) / 2 = 38,08, мм

при Т = 0,16, окончательный размер D₁:

38,08 0,08, мм r_4,5 = 19,040,04, мм

D₆= 40^+0,62, мм

максимум: 40+0,62 =40,62, мм

минимум: 40 -0 = 40, мм

средний: (40,62+40) / 2 = 40,31, мм

при Т = 0,62, окончательный размер D₁:

40,31 0,31, мм r₆ = 20,1550,155, мм

D₇=D₈= 54^+0,12, мм

максимум: 54+0,12 =54,12, мм

минимум: 54 -0 = 54, мм

средний: (54,12+54) / 2 = 54,06, мм

при Т = 0,12, окончательный размер D₁:

54,06 0,06, мм r_7,8 = 27,030,03, мм

D₉= 48,17^+0,62, мм

максимум: 48,17+0,62 =48,79, мм

минимум: 48,17 -0 = 48,17, мм

средний: (48,79+48,17) / 2 = 48,48, мм

при Т = 0,62, окончательный размер D₁:

48,48 0,31, мм r₉ = 24,240,155, мм

D₁₀=D₁₁= 42^+0,1, мм

максимум: 42+0,1 =42,1, мм

минимум: 42 -0 = 42, мм

средний: (42,1+42) / 2 = 42,05, мм

при Т = 0,1, окончательный размер D₁:

42,05 0,05, мм r_10,11 = 21,0250,025, мм

Линейные размеры:

L_1-2=1,6_-0,25, мм

максимальный: 1,6 + 0= 1,6, мм

минимальный: 1,6 - 0,25 = 1,35, мм

средний: (1,6+1,35) / 2 = 1,475, мм

при Т = 0,25, окончательный размер: L_1-2=1,4750,125, мм

L_3-3=12_-0,43, мм

максимальный: 12 + 0= 12, мм

минимальный: 12 - 0,43 = 11,57, мм

средний: (12+11,57) / 2 = 11,785, мм

при Т = 0,43, окончательный размер: L_2-3=11,7850,215, мм

L_3-4=1,4_-0,25, мм

максимальный: 1,4 + 0= 1,4, мм

минимальный: 1,4 - 0,25 = 1,15, мм

средний: (1,4+1,15) / 2 = 1,275, мм

при Т = 0,25, окончательный размер: L_3-4=1,2750,125, мм

L_4-5=6_-0,3, мм

максимальный: 6 + 0= 6, мм

минимальный: 6 - 0,3 = 5,7, мм

средний: (6+5,7) / 2 = 5,35, мм

при Т = 0,3, окончательный размер: L_4-5=5,850,15, мм

L_5-6=1_-0,25, мм

максимальный: 1 + 0= 1, мм

минимальный: 1 - 0,25 = 0,75, мм

средний: (1+0,75) / 2 = 0,875, мм

при Т = 0,25, окончательный размер: L_5-6=0,8750,125, мм

L_7-8=3_-0,25, мм

максимальный: 3 + 0= 3, мм

минимальный: 3 - 0,25 = 2,75, мм

средний: (3+2,75) / 2 = 2,875, мм

при Т = 0,25, окончательный размер: L_7-8=2,8750,125, мм

L_9-10=15_-0,43, мм

максимальный: 15 + 0= 15, мм

минимальный: 15 - 0,43 = 14,57, мм

средний: (15+14,57) / 2 = 14,785, мм

при Т = 0,43, окончательный размер: L_9-10=14,7850,215, мм

L_10-11=10_-0,36, мм

максимальный: 10 + 0= 10, мм

минимальный: 10 - 0,36 = 9,964, мм

средний: (10+9,964) / 2 = 9,982, мм

при Т = 0,36, окончательный размер: L_10-11=9,9820,18, мм

R38^+0,16, мм

максимум: 38 +0,16 =38,16, мм

минимум: 38-0 = 38, мм

средний: (38,16+38) / 2 = 38,08, мм

при Т = 0,162, окончательный размер:

R38,08 0,08, мм

L_1-11=50_-0,62, мм

максимальный: 50 + 0= 50, мм

минимальный: 50 - 0,62 = 49,38, мм

средний: (50+49,38) / 2 = 49,69, мм

при Т = 0,62, окончательный размер: L_1-11=49,690,31, мм

Рисунок 2. Расчетные размеры детали.

1.3 Выбор геометрии режущих кромок

Для стали 40Х .Принимаем среднее г = 12є, а

б = 11.

1.4 Максимальная глубина профиля детали, передний угол

Максимальная глубина профиля детали

t =R_max - R_min = 27,03 - 19,04 =7,99 мм.

Так как по таблице 5.2 минимальный радиус круглого фасонного резца обрабатываемый минимальный диаметр детали равен 25 мм, примем радиус равный 40 мм для упрочнения резца по заднему углу.

Рассчитаем передний угол для всех режущих кромок, обрабатывающих диаметральные поверхности детали по формуле

1.5 Расчет глубины профиля

Далее найдем расстояние от оси детали до режущей кромки по передней поверхности резца по формуле

Находим расстояния между точками режущей кромки по передней поверхности по формуле

Для круглого фасонного резца при принятом радиусе R_4,5=40 мм определяется расстояние от центра резца до передней поверхности Н (радиус контрольной риски при заточке резца) и высота установки h для обеспечения заднего угла

;

;

Определим расстояния от оси резца до соответствующей режущей кромки в этой же плоскости ;

Тогда радиус круглого резца, определяющий положение режущей кромки для обработки текущей диаметральной поверхности детали

Размер профиля круглого резца от режущей кромки, обрабатывающей минимальный радиус на детали определим по формуле

Половина симметричного поля допуска д_Pi на положение режущей кромки в зависимости от точности обрабатываемой поверхности будет д_Pi=0,2·д_i; д_i - половина симметричного поля допуска на соответствующий размер профиля детали

;

;

;

;

;

;

1.6 Расчет задних углов

Расчет производим для участков профиля в точках 1,2-3,4-5,6,7-8,9,10-11.

Углы между касательными к профилю резца и радиальным сечением принимаем такими, какими они имеют место на детали

1.7 Выбор базы для контроля радиальных и осевых размеров на резце

режущий резец протяжка долбяк

В качестве таковой выбрана режущая кромка для обработки поверхности детали с номинальным диаметром Ш 25 мм.

За осевую базу принимаем поверхность 6-7 с Ш 40 до Ш 54.

1.8 Расчет размеров профиля резца от радиальной измерительной базы

Рассчитываем глубину профиля текущей режущей кромки от измерительной поверхности и половину симметричного поля допуска на эту глубину

;

Номинальные размеры шаблона и контршаблона равны и рассчитываются по принципу «максимум тела контролируемого резца»

Допуски на линейные размеры у шаблонов задаются в тело шаблона (+0,006 мм), а у контршаблонов - симметрично (±0,002 мм).

1.9 Расчет угловых и криволинейных участков профиля

На профиле резца имеются три наклонные режущие кромки для обработки конических участков 1-2,3-4. Ввиду малой протяженности этих участков образующие профиля по этим участкам принимаются прямолинейными.

Так как радиус известен (рис. 3) найдем координаты Точки 9

У=34^+0,62_, мм

максимальный: 34 + 0,62= 34,62, мм

минимальный: 34 - 0 = 34, мм

средний: (34,62+34) / 2 = 34,31, мм

при Т = 0,62, окончательный размер: Х=34,310,31, мм

Х=15_-0,43, мм

максимальный: 15 + 0= 15, мм

минимальный: 15 - 0,43 = 15,57, мм

средний: (15+15,57) / 2 = 14,785, мм

при Т = 0,43, окончательный размер: У=14,7850,215, мм

Рисунок 3. Координаты точки радиуса

Радиус заменяющей окружности рассчитываем по формуле

Угловые размеры профиля резца на участках 1-2, 3-4 определяем по формуле

1.10 Дополнительные режущие кромки резца

Размеры режущих кромок для надрезания выполнены из расчета, что глубина надрезания 1,6 мм., а ширина надрезного резца l₀₁=4 мм, l_ф=1,5 мм, l_у=5 мм.

Рисунок 4. Дополнительные кромки фасонного резца.

Таким образом, ширина резца (рис. 4) определяется по формуле

1.11 Пересчет для резца осевых размеров от осевой измерительной базы

Рисунок 5. Пересчет осевых размеров от измерительной базы 6-7

Расчет осевых размеров резца. Номинальные значения осевых размеров профиля резца равны соответствующим номинальным размерам профиля детали (рис. 5), а допуск на них принимается равным 20% от допуска на соответствующие размеры профиля детали, пересчитанные от измерительных баз.

1.12 Осевые радиальные и угловые размеры шаблона и контршаблона

Номинальные размеры рассчитываем из условия максимума тела резца. Допуски на линейные размеры у шаблона задаются в тело, а у контршаблона - симметрично. Величины этих допусков принимаются у шаблонов 10%, а у контршаблонов - 5% от поля допуска соответствующих размеров профиля резца. Допуск на угловые размеры шаблона устанавливается в размере 10% от допуска на профиле детали, но не менее 3. У контршаблонов на изготовление угловых размеров допуск устанавливается в размере 25% от допуска на шаблон, но не менее 1.

2. Проектирование протяжки

2.1 Протягиваемая заготовка. Исходные данные

Материал - сталь 40Х ГОСТ 4347-91, твердость - НВ 285-321, отверстие под протягивание получено зенкерованием, диаметр его до протягивания D_o (Н11) =21^+0,13 мм, внутренний диаметр шлицев D₁ = 23^-0,2 мм, наружный диаметр шлицев D = 26^+0,013 мм, ширина шлицевых впадин b(B11)= 5^+0,215 мм, число шлицев z = 8, размер фаски 0,5Ч45є мм, параметр шероховатости поверхностей (по b, D, d) Ra = 2,5 мкм, длина протягивания l = 50 мм.

Рис. 2.1 Параметры протягиваемого отверстия

2. Станок: горизонтально-протяжной, мод. 7Б56; тяговая сила Q = 196000 H, максимальная длина хода штока L_max = 1600 мм, диапазон рабочих скоростей 1,5-13 м/мин, состояние - удовлетворительное.

3. Производство - крупносерийное.

4. Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального производства и заточного отделения, L_max = 1500 мм.

2.2 Порядок расчета

Расчет начинаем с установления схемы расположения зубьев на протяжке, группы обрабатываемости и группы качества. Принимаем предварительно схему расположения зубьев ФКШ. Окончательно схему расположения зубьев будет установлена после расчета длины круглой части. Если l_к>1,5 l, то фасочные зубья следует расположить между переходными и чистовыми круглыми зубьями, т.е. принять схему Ко.п.ФКч.к.Ш.

1. Группу обрабатываемости устанавливаем по таблице. Сталь 40Х с твердостью НВ 229-269 относиться ко 2-й группе.

2. Группу качества устанавливаем для каждой поверхности шлицевого отверстия отдельно по таблице. Так как центрирование производиться по внутреннему диаметру d = 23 мм и параметром шероховатости поверхности выступов Ra<2,5 мкм, то группа качества поверхности выступов, боковых сторон и поверхностей впадин вторая.

3. За материал рабочей части протяжки (передний конус, передняя направляющая режущая часть, задняя направляющая и задний хвостовик) принимаем быстрорежущую сталь Р6М5 по таблице принимаем быстрорежущую сталь

4. Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостовиком, материал хвостовика - сталь 40Х. Конструкцию хвостовика и размеры принимаем по ГОСТ 4044-70. Тип, исполнение 1. Диаметр переднего хвостовика D_хв.=20 мм.

Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчитываем по формуле , где - допустимое напряжение при растяжении,

МПа, F_оп - площадь опасного сечения хвостовика, мм². Приняв площадь опасного сечения F_оп = 176,7 мм² по таблице и рекомендуемое напряжение при растяжении = 300 МПа

Р_хв.=176,7·300=53010 Н.

5. Передние и задние углы зубьев протяжки выбираем по таблице.

Передний угол черновых и переходных зубьев г=15°, чистовых и калибрующих г=18°, задний угол черновых и переходных зубьев б_о=3°, чистовых б_ч=2°, калибрующих б_к=1°. Допуски на передние и задние углы по ГОСТ 9126-76.

6. Скорость резания устанавливаем по таблице, для круглой части, одна из которой имеет наиболее высокую группу качества (2-ю), v = 6 м/мин.

7. Определяем подачу черновых зубьев по средней наработке между двумя отказами. Сначала устанавливаем наработку чистовой части при S_zч=0,03 мм и v = 6 м/мин и Т= 50 м. Для черновых зубьев при v=6 м/мин и Т= 30 м, S_zо = 0,12 мм на зуб на сторону. Наработка с учетом поправочных коэффициентов, принятых по таблице, составляет

Т_м.н.= Т·К_тв·К_тр·К_тз·К_тм·К_тд·К_то·К_тф,

где К_тв - зависимость от вида и группы качества протягиваемых поверхностей, К_тр - зависимость от схемы резания, К_тз - зависимость от вида заготовки и подготовки поверхности под протягивание, К_тм - зависимость от материала протяжки, К_тд - зависимость от доводки зубьев протяжки, К_то - зависимость от вида СОЖ, К_тф - зависимость от формы шлицевого паза.

Т_м.н.=50·0,8·1·1·1·1·1·1= 40 м

Для круглой части, предназначенной для обработки поверхности 2-й группы качества, подачу черновых зубьев ограничиваем рекомендации таблицы: для v = 6 м/мин и поверхности 2-й группы качества S_zc= 0,06 м/мин.

8. Определяем глубину стружечной канавки по формуле , где l_s - суммарная длина протягиваемых участков, мм.

Принимаем предварительно коэффициент посещаемости согласно рекомендации методики К= 2,5

Рис. 2.2 Параметры зубьев

Для круглых зубьев h==3,08 мм

По таблице принимаем ближайшую большую глубину стружечной канавки h=3,6 мм.

Для фасочных и шлицевых зубьев h==4,37 мм

По таблице принимаем ближайшую большую глубину стружечной канавки h=4,5 мм. Глубину стружечной канавки, допустимую жесткостью протяжки (диаметр сечения по дну стружечной канавки < 40 мм), определяем по формуле h_ж = (0,2-0,23) d_о

Для круглых зубьев h_ж=0,23·21=4,83 мм,

Для фасочных и шлицевых h_ж= 0,23·23=5,29 мм.

Выбранные h удовлетворяют условиям жесткости.

9. Определяем шаг черновых зубьев t_о и число одновременно работающих зубьев z_р. Шаг черновых зубьев принимаем по таблице наименьшим из всех имеющихся и соответствующим данной глубине стружечной канавки: для фасочных и шлицевых зубьев h=4,5 мм, t_o = 11 мм. Остальные элементы профиля: b =4 мм, r=2,3 мм, R=7 мм. Для круглых зубьев h=3,6 мм, t_o = 8 мм, остальные элементы профиля: b =2,5 мм, r=1,8 мм, R=5,5 мм.

Число одновременно работающих зубьев рассчитываем по формуле

==5,55, принимаем Z_p=5.

10. Определяем максимально допустимую силу резания (P_max). Полусоставная работа

инимаем P_max наименьшей из трех сил - Р_ст, Р_хв. и Р_о.п.:

Р_ст =0,8·Q=0,8·196000=156800 Н

Р_хв. =53010 Н

Величину Р_оп определяем по формуле Р_оп =F_oп· [у]_р, где F_оп = 0,785·(d_o-2·h)², приняв [у]_р =400 МПа,

F_оп=0,785 (21-2·4,5)²=113,04 Н,

Р_оп=113,04·300=33912 Н.

Следовательно, принимаем Р_max=Р_оп=33912 Н

11. Определяем число зубьев в группе z_с по формуле z_c=(В_max·z·q_o·z_p·K_pм·К_ро·К_рк·К_рр)/Р_max для каждой части протяжки раздельно, подставив в формулу всесто В_max значения В_фmax, В_кmax и В_шmax. Максимальную длину режущих кромок на фасочных зубьях определяем приближенно по формуле

Рис. 2.3. Наибольшая длинна режущих кромок

В_фmax=b+2f+(d-d_o)

В_фmax= 5+2·0,5+(23-21)=8 мм

В табл. П31 приложения при В_фmax<9 и D до 20-50 мм допускается z_с=1

Максимальную длину режущих кромок на круглых зубья определяем по формуле

В_кmax=рd/z - (b+2f),

В_кmax= 3,14·23/8 - (5+2·0,5)=3,032 мм

Значение B_кmax меньше значения, при котором допускается работа без разделения стружки; следовательно, принимаем z_с.к.=1.

Максимальную длину режущих кромок на шлицевых зубьях В_шmax=b_max=5,215 мм.

Определяем число зубьев

z_c=(В_max·z·q_o·z_p·K_pм·К_ро·К_рк·К_рр)/Р_max,

где К_мр - зависимость от состояния и твердости обрабатываемого материала, К_ро - зависимость от вида СОЖ, К_рк - зависимость от группы качества протягиваемой поверхности, К_рр - зависимость от способа разделения стружки, определяем из таблицы: для г=15° и S_zо=0,12 мм q_о=249 Н/мм, для S_zс=0,06 мм q_о=134 Н/мм, поправочные коэффициенты находим по таблице: К_рм= 1, К_рр=1, К_рк=1, К_ро=1,

z_с.ф.= 2,35,

z_с.к.= 0,48,

z_с.ш.= 0,82.

Принимаем:

z_с.ф.=2, z_с.к.=1, z_с.ш.=1.

12. Распределяем припуск между разными частями и зубьями протяжки. Припуск на фасочную часть определяется по формуле А_ф=D_ф-d_оmin, где D_ф находим по формуле D_ф = D_е + 0,5, а диаметр окружности D_е, проходящий через точку пересечения исходных профилей фаски и прямобочного паза, по формулам

Рис. 2.4. Профиль шлицевого паза после прохождения фасочных зубьев.

sin л = (b+2f)/d= (5+2·0,5)/22,08=0,2717

л= 15,7655°

сtgл_е=4,4504

л_е=12,664°

D_е=b/sinл_е=5/ sin 12,664=22,831 мм

D_ф=D_e+0,5=22,831+0,5= 23,331 мм

А_ф=D_ф-d_о=23,331-21=2,331 мм

Припуск на круглую часть находим по формуле

А_к=d_max-d_omin= 22,8-21,13=1,67 мм

Припуск на черновые зубья А_ко определяем по формуле А_ко=А_к - (А_к.п.+А_к.ч.),

где А_к.п.= 0,24 мм, А_к.ч.= 0,12 мм из таблицы,

А_ко=1,67-0,24-0,12=1,31 мм.

Припуск на шлицевую часть находим по формуле А_ш=D_max-D_ш1, а диаметр первого шлицевого зуба по формуле D_ш1=D_е+2S_zo

D_ш1=22,831+2·0,12=23,071 мм

А_ш=26,013-23,071=2,942 мм

Припуск на черновые шлицевые зубья определяем по формуле

А_шо=А_ш - (А_ш.п.+А_ш.ч.), в которой А_ш.п.=0,18 мм, А_ш.ч.=0,08 мм из таблицы,

А_шо=2,942-0,18-0,08=2,682 мм.

13. Находим число групп черновых зубьев i_o, остаточный припуск А_ост и распределение его. Число групп черновых зубьев i_o определяем по формуле i_o=A_o/2S_zo, подставив в нее соответствующие значения А_о и S_zo, принятые для каждой части; остаточный припуск находим по формуле А_ост=А_о-2S_zo·i_o.

i_ф=А_ф/2S_zф=2,331/2·0,12=9,71, принимаем i_ф= 10.

А_ост.ф.=2,331-2·0,12·10=0,059 мм

Так как А_ост.к.=0,059 мм, а половина остаточного припуска более 0,03 мм, то остаточный припуск добавляют на переходную часть.

i_ко=А_ко/2S_zок=1,31/2·0,12=5,458, примем i_ко=5

А_ост.к.=1,31-2·0,12·5=0,052 мм

Так как А_ост.к.=0,52 мм, а половина остаточного припуска менее 0,03 мм, то остаточный припуск срежется первым чистовым зубом.

i_шо=А_шо/2S_zшо=2,682/2·0,12=11,175, принимаем i_шо= 11.

А_ост.шо=2,682-2·0,12·11=0,042 мм

Так как А_ост.к.=0,042 мм, а половина остаточного припуска менее 0,03 мм, то остаточный припуск срежется первым чистовым зубом.

14. Общее число зубьев определяем по формуле Уz=z_ф+z_к+z_ш, число фасочных - по формуле z_ф=i_ф·z_с.ф, число круглых - по формуле z_к=z_ко+z_к.п+z_к.ч+z_к.к и число шлицевых - по формуле

z_ш=z_шо+z_ш.п+z_ш.ч+z_ш.к

z_ф=10·2=20

Число круглых черновых зубьев рассчитываем по формуле z_ко=i_коz_с.к.=5·1=5

Число круглых переходных зубьев z_к.п.= 2, из таблицы, число круглых чистовых зубьев z_к.ч.=2, число калибрующих из таблицы z_к.к.=2.

z_к=5+2+2+2=11.

Число шлицевых зубьев определяем по формуле z_шо=i_шо z_с.ш+1=11·2+1=23.

Число шлицевых зубьев из таблицы z_ш.п.=4, число шлицевых чистовых зубьев (при z_с.ш.ч.=1) z_ш.ч=2, число калибрующих зубьев z_ш.к.=4,

z_ш=23+4+2+4=33,

z=20+11+33=64.

15. Подъемы переходных зубьев круглой и шлицевой частей принимаем по таблице:

для круглых Sп₁=0,05 мм, Sп₂=0,03 мм

для шлицевых Sп₁= 0,05 мм, Sп₂= 0,03 мм

Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей принимаем по таблице для круглых Sz_ч=0,02 мм (два зуба), Sz_ч= 0,01 мм (два зуба) к подъему первого чистового зуба прибавляем 0,034 от остаточного припуска, т.е. Szч₃=0,034 мм и Szч₄= 0,01 мм, для шлицевых Sz_ч= 0,02 мм (два зуба).

16. Определяем длину режущей части протяжки L_р, шаги и профиль чистовых круглых и шлицевых зубьев. Вначале находим длину фасочной части по формуле l_ф=t_о z_ф, круглой части - по формуле l_к = t_o(z_ко+z_к.п.)+t_ч (z_к.ч.+z_к.к. - 1), шлицевой части - по формуле l_ш=t_o(z_шо+z_ш.п.+1)+t_ч(z_ш.ч.+z_ш.к.-1)

l_ф=11·20=220 мм

Для круглой части шаг зубьев равен 8 мм и шлицевой части равен 11 мм.

l_к=8 (5+2)+8 (2+2-1)=80 мм,

l_ш=11 (11+4+1)+11 (2+4-1)=231 мм,

L_р=220+80+231=531 мм.

17. Силу протягивания на каждой части протяжки рассчитываем по формулам

Р_ф=(В_фmax z q_o z_p K_p)/z_с.ф.=(8·8·249·5·1)/2= 39840 Н

Р_к=(В_кmax z q_o z_p K_p)/z_с.к.= (3,032·8·136·5·1)/1= 16494 Н

Р_ш=(В_шmax z q_o z_p K_p)/z_с.ш.= (5,215·8·249·5·1)/1= 51941,4 Н

18. Диаметры калибрующих D_кк= 22,8 мм

D_шк= 26,013 мм

19. Диаметр передней направляющей D_пн=21е8 мм, длина передней направляющей l_пн=37,5 мм, так как l/D>1,5

20. Длина переходного конуса принимаем l_пк=20 мм

21. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяем по формуле

L₁=l₁+l₂+l₃+l+25= 140+25+40+50+25=280 мм

l₁ принимают в зависимости от диаметра хвостовика = 140 мм, l₂ и l₃ в зависимости от станка l₂=25 мм, l₃= 40 мм

22. Диаметр задней направляющей D_зн= 22,8 f9 мм

длину задней направляющей принимаем:

l_зн= 25 мм.

Протяжку делаем без заднего хвостовика

23. Общую длину протяжки определяем по формуле

L=L₁+L_p+l_зн=280+531+25=836 мм

Округляем L до 835 мм

за счет уменьшения длины заднего направления:

l_зн= 24 мм

Таблица 2.1 - Параметры зубьев протяжки

Номер зуба	Диаметр	Допуск	Угол	Наименование зубьев
1	21,13	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
2	21,196	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
3	21,262	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
4	21,328	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
5	21,394	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
6	21,460	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
7	21,526	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
8	21,592	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
9	21,658	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
10	21,724	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
11	21,79	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
12	21,856	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
13	21,922	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
14	21,988	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
15	22,054	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
16	22,12	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
17	22,186	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
18	22,252	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
19	22,318	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
20	22,33	-0.016	3є±30'	фасочные зубья
21	22,39	-0.016	3є±30'	черновые круглые зубья
22	22,452	-0.016	3є±30'	черновые круглые зубья
23	22,512	-0.016	3є±30'	черновые круглые зубья
24	22,572	-0.016	3є±30'	черновые круглые зубья
25	22,634	-0.016	3є±30'	черновые круглые зубья
26	22,70	-0.016	3є±30'	переходные круглые зубья
27	22,74	-0.016	3є±30'	переходные круглые зубья
28	22,78	-0.007	2є+30'	чистовые круглые зубья
29	22,8	-0.007	2є+30'	чистовые круглые зубья
30	22,8	-0.007	1є+30'	калибрующие круглые зубья
31	22,8	-0.007	1є+30'	калибрующие круглые зубья
32	23,07	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
33	23,32	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
34	23,3	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
35	23,57	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
36	23,55	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
37	23,82	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
38	23,8	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
39	24,07	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
40	24,05	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
41	24,32	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
42	24,3	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
43	24,57	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
44	24,55	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
45	24,82	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
46	24,8	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
47	25,07	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
48	25,05	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
49	25,32	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
50	25,3	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
51	25,57	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
52	25,55	-0.16	3є±30'	шлицевые зубья
53	25,82	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
54	25,8	-0.016	3є±30'	шлицевые зубья
55	25,837	-0.016	3є±30'	шлиц. перех. зубья
56	25,835	-0.016	3є±30'	шлиц. перех. зубья
57	25,915	-0.016	3є±30'	шлиц. перех. зубья
58	25,913	-0.016	3є±30'	шлиц. перех. зубья
59	25,973	-0.007	2є+30'	шлиц. чист. зубья
60	26,013	-0.007	2є+30'	шлиц. чист. зубья
61	26,013	-0.007	1є+30'	калибр. шлиц. зубья
62	26,013	-0.007	1є+30'	калибр. шлиц. зубья
63	26,013	-0.007	1є+30'	калибр. шлиц. зубья
64	26,013	-0.007	1є+30'	калибр. шлиц. зубья

3. Проектирование долбяка

3.1 Исходные данные

Долбяк дисковый наружного зацепления, чашечного типа

Модуль нормальный - m_n=2,25;

Число зубьев нарезаемого колеса z₁=22;

Число зубьев сопряженного колеса z₂=38;

Коэффициент смещения исходного контура нарезаемого колеса x₁=0,12;

Коэффициент смещения исходного контура сопряженного колеса х₂=0;

Материал обрабатываемых колес Сталь 40Х.

3.2 Расчет недостающих параметров сопряженной пары

Толщина зуба на делительной окружности

Определение торцевого угла профиля

Угол зацепления в передаче

Коэффициент уравнительного смещения

Межосевое расстояние

Диаметры делительной окружности

Диаметры основной окружности

Диаметры окружности впадин

Диаметры окружности выступов

Радиус кривизны профиля зуба нарезаемого колеса у ножки

Радиус кривизны профиля зуба нарезаемого колеса на вершине зуба

3.3 Выбор диаметра делительной окружности и числа зубьев долбяка

Примем первоначальный делительный диаметр долбяка d_он=90 мм.

Определяем число зубьев долбяка

Фактический делительный диаметр

3.4 Параметры долбяка в исходном сечении

Угол станочного зацепления (деталь-инструмент)

Диаметр основной окружности

Межосевое расстояние в станочном зацеплении

Диаметр окружности вершин зубьев

Толщина зуба на делительной окружности

Угол давления на головке зуба

Толщина зуба на вершине

Наименьший допустимый радиус кривизны зуба долбяка у ножки

Наименьший допустимый радиус кривизны зуба долбяка на вершине зуба

3.5 Определение исходных расстояний

Угол станочного зацепления переточенного долбяка, гарантирующий отсутствие среза и неполной обработки вершин зубьев колеса неэвольвентной частью профиля зуба долбяка

Так как , определяем станочный угол зацепления переточенного долбяка, обуславливающий начало подреза ножки зуба колеса



Наибольший из углов

Максимальное положительное исходное расстояние предельно сточенного долбяка

б_б=2,05^o

Угол станочного зацепления нового долбяка, определяющий полную обработку рабочей части профиля зуба колеса

Максимальное положительное исходное расстояние, определяющее полную обработку рабочей части профиля зуба колеса



Межосевое расстояние

Наружный диаметр

Толщина зуба долбяка на вершине в плоскости переднего торца

Положительное исходное расстояние, лимитируемое заострением зуба долбяка

Минимальное значение

Максимально возможная величина стачивания долбяка вдоль его оси

По таблице выбираем В=20 мм; b₁=6,5 мм; В_р=13,5 мм.

3.6 Конструктивные параметры нового долбяка

По принятой величине положительного исходного расстояния рассчитывается коэффициент смещения исходного контура для нового долбяка по передней поверхности

Угол станочного зацепления

Толщина зуба по делительной окружности в торцовом сечении

Геометрические параметры г_в=5^о; б_в=6^о.

Корригированный профильный угол

Диаметр основной окружности при шлифовании профиля долбяка

Заключение

В ходе проделанной работы был произведён расчёт и проектирование заданных режущих инструментов, разработаны их рабочие чертежи, приведенные в приложении с указанием предельных отклонений их размеров и шероховатостей на поверхности инструмента.

Список литературы

1. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов по специальности «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструмент»/ Т.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др.-М.: Машиностроение, 1989. - 328 с.: ил.

2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебное пособие для техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент». - 5-е изд. - М.:Машиностроение, 1990. - 448 с.: ил.

3. Васькин В.А. «Режущий инструмент». Учебное пособие по курсовому проектированию. - Челябинск: ЮУрГУ, 1998, - 215 с.:ил.

4. Справочник конструктора-инструментальщика: Под общ. ред. В.И. Баранчикова. - М.:Машиностроение, 1994. - 560 с.:ил.

5. Черемисов А.В., Ивлев С.Б. Проектирование червячных зуборезных фрез: Учебное пособие для курсового проетирования.-Челябинск: ЧГТУ, 1993. - 11 с., ил.

6. Справочник инструментальщика/ И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева.-Л.: Машиностроение, 1987. - 846 с.:ил.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. - 4-е издание /под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.-Т.2.

8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992

Размещено на Allbest.ru