Проектирование долбяка, протяжки, фасонного резца

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Расчет плоской шпоночной протяжки

2. Расчет фасонного резца

3. Проектирование долбяка

3.1. Расчет долбяка

3.2. Маршрутная технология изготовления долбяка

3.3 Расчет режимов резания табличным методом для операции шлифования

Заключение

Список литературы

Введение

Инструменты в широком смысле представляют собой орудия, употребляемые при ручной и механической обработке разного рода материалов в машиностроении, горном деле, в деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, в медицине, в домашнем обиходе и т. п. Режущем инструментом в узком смысле называется та часть металлорежущих станков, которая непосредственно изменяет форму обрабатываемой детали.

В народном хозяйстве инструменты играют огромную роль, и ни одна отрасль не может обойтись без использования инструментов в широкой их номенклатуре.

В данной курсовой работе проектируется три режущих инструмента: шпоночная протяжка, фасонный резец и долбяк. Фасонные резцы применяют для обработки деталей с фасонным профилем. Шпоночные протяжки применяются для протягивания шпоночных канавок в цилиндрических отверстиях. Зуборезный долбяк предназначен для нарезания зубьев цилиндрических колес методом огибания.

1. Расчет плоской шпоночной протяжки

I. Исходные данные:

Рис. 1.1 Эскиз детали.

1. Параметры протягиваемого отверстия:

b = 6P9 мм

ES = -0,012;

EI = -0,042;

t = 2,6^+0,1 мм;

r = 0,3 мм;

D = 20 мм.

2. Длина обрабатываемого отверстия L = 80 мм.

3. Материал изделия: Д16Т ГОСТ 11069-74, у_в = 47кГс/мм² , д = 17%.

II. Расчет протяжки

1. Назначаем по табл. 2[6] материал протяжки - Сталь ХВГ ГОСТ 5950-83.

2. Принимаем по табл. 5[6] плоский хвостовик - тип I по ГОСТ 4043 - 70.

Рис. 1.2 Параметры хвостовика

Диаметр Н = 15 мм, l=14, l₁ = 20 мм, l₂ = 16, c = 0,8, K = 0,1мм, площадь по сечению размера « b » - 60 мм².

3. Суммарный подъем зубьев протяжки

?Дh = t₁' _max -D+f₀ = 22,7-20+0,46 = 3,12 мм , (1.1)

где t₁' _max - наибольшее расстояние от края отверстия до дна канавки, t₁' _max = 22,7 мм,

f₀ - величина стрелки, принимается по табл. 17[6], f₀ = 0,46 мм.

4. Ширина зубчатой части

b_n = b_max - д_b = 5,988-0,01 = 5,978 мм, (1.2)

где д_b - остаточная деформация шпоночного паза по ширине, д_b =0,01 мм.

b_max = b - ES = 6 - 0,012 = 5,988 мм.

5. Подача на зуб режущих зубьев S_z=0.08, табл. 18[6].

6. Шаг зубьев t =13 принимаем по табл. 19[6].

7. Наибольшее количество одновременно работающих зубьев

(1.3)

8. Профиль стружечной канавки принимаем по табл. 8[6]

g = 4 мм

R = 8 мм

h₀ = 5 мм

r = 2,5 мм

F_a =19,6 мм²

Рис. 1.3 Профиль стружечной канавки режущих зубьев

9. Передний и задний углы зубьев протяжки принимаем по табл. 9, 10 [6]

г = 20°; б = 3°.

10. Коэффициент заполнения впадины

. (1.4)

11. Сила протягивания

, (1.5)

где коэффициенты выбираем по табл. 11, 12 [6]

C_p=212;

x=0.85;

k=0,85;

k_u=1;

k_C=1.

12. Высота сечения по первому зубу протяжки

, (1.6)

[у] - допускаемое напряжение рабочей части протяжки, [у]=25кГс/мм², табл. 6[6].

13. Высота сечения по последнему режущему зубу

Н_n = Н₁ + ?Дh = 15 + 3,12 = 18,12 мм. (1.7)

14. Количество режущих зубьев

(1.8)

15. Длина режущей части

мм (1.9)

16. Количество и размеры стружкоделительных канавок на режущих зубьях выбираем по табл.21[6].

Рис. 1.4 Расположение и размеры стружкоделительных канавок

17. Напряжение растяжения в материале хвостовика протяжки

. (1.10)

18. Высота калибрующих зубьев

. (1.11)

19. Количество калибрующих зубьев принимаем по табл. 22[6], z_k=4.

20. Шаг калибрующих зубьев t_k=t=13 мм.

21. Длина калибрующей части

l_k = z_k·t_k+(5…10)=4·13+10= 62мм. (1.12)

22. Прямая ленточка на вершинах калибрующих зубьях f_k=0.2 мм.

23. Общая длина гладких частей протяжки принимаем по табл.7[6]

. (1.13)

24. Общая длина протяжки

. (1.14)

Вывод: В данном разделе была спроектирована шпоночная протяжка генераторной схемы резания из стали ХВГ ГОСТ 5950-83 для получения шпоночного паза 6*2,6*80 мм.

2. Расчет фасонного резца

I. Исходные данные:

Рис. 2.1 Эскиз детали

Материал - сплав АЛ-9 , = 186 МН/м², = 6%.

Отклонение диаметральных и длинновых размеров по h9.

II. Расчет фасонного резца

1. Выберем задний угол = 12; передний угол (по табл. 1 [7]) = 15.

2. Определение габаритных размеров.

Наименьший допустимый радиус резца

, (2.1)

где d - диаметр оправки для крепления резца, d=16мм;

t_max - наибольшая глубина профиля детали;

, (2.2)

d_max , d_min - наибольший и наименьший радиусы обрабатываемой детали.

Принимаем по стандартному ряду D = 40 мм.

Определим величину смещения

h=Rsinб = 20·sin12° = 2,6мм. (2.3)

Материал резца - Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-83.

3. Определение профиля резца.

Профиль резца определим двумя способами: аналитическим и графическим. Графически профиль резца построим на миллиметровой бумаге в масштабе 4:1. шпоночный протяжка резец долбяк

Аналитический метод

Вычисления будем производить с точностью 0,001мм с последующим округлением до 0,01мм.

Рис. 2.2 Аналитический метод определения профиля фасонного резца

Определение размеров детали

1. (2.4)

2. (2.5)

3. (2.6)

4. (2.7)

5. (2.8)

6. (2.9)

7. (2.9)

8. (2.10)

9. (2.11)

10. (2.12)

11. (2.13)

12. (2.14)

13. (2.15)

14. (2.16)

Определение размеров резца

1. (2.17)

2. (2.18)

3. (2.19)

4. (2.20)

5. (2.21)

6. (2.22)

7. (2.23)

8. (2.24)

9. (2.25)

10. (2.26)

11. (2.27)

12. (2.28)

13. (2.29)

14. (2.30)

15. (2.31)

Сравнение результатов, полученных двумя способами

Радиус резца	Метод определения профиля	Погрешность, %
	Графический, мм	Аналитический, мм
R1 =R6	20	20	0
R2 =R3	17, 5	17,75	1,4
R4 =R5	15,3	15,62	2

Вывод: В данном разделе был спроектирован фасонный резец из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-83. Профиль фасонного резца был определен и рассчитан аналитическим и графическим методами по заданной форме и размерам детали. Из сравнения результатов видно, что аналитический метод является более точным.

3. Проектирование долбяка

3.1 Расчет долбяка

I. Исходные данные:

m = 1,125 мм;

б=20°;

z₁ = 30;

х₁ = + 0,1;

z₂ = 42;

х₁ = + 0,1.

Рис. 3.11 Эскиз детали

Степень точности 7 - Ва по ГОСТ 1643 - 72.

II. Рассчитаем параметры нарезаемого колеса.

1. Номинальная делительная толщина зуба

S=(0,5р+xtgб)m = (0,5· р+0,1·tg20°)·1,125=1,80809 мм. (3.1.1)

2. Диаметр делительной окружности

d = mz₁ = 1,125· 30 = 33,75 мм. (3.1.2)

3. Диаметр основной окружности

d = mz₁·cosб = 1,125· 30·cos20° = 31,7146 мм. (3.1.3)

4. Предельные значения делительной толщины зуба

S_max = S-A_ce = 1,8081-0,06 = 1,7481 мм. (3.1.4)

S_min = S_max - T_c = 1,7481-0,07 = 1,6781 мм. (3.1.5)

5. . Диаметр окружности впадин

d_f = m(z₁ - 2h^*a - 2c^* + 2x) = 1,125(30 - 2·1 - 2·0,25 + 2·0,1) = 31,1625 мм; (3.1.6)

Допуск на d_f по IT12 Td_f = 0,210мм.

d_fmax = d_f =31,1625 мм; d_fmin = d_f - Td_f = 31,1625-0,210 = 30,9525 мм. (3.1.7)

6. Угол зацепления

invб_w = (x₁ + x₂)/(z₁+z₂)·2tgб+invб=(0,1+0,1)/(30+42)2tg20є-inv20є=0,0169; (3.1.8)

б_w = 20,834°.

7. Межосевое расстояние

a_w = m(z₁+z₂)cosб/cosб_w = 1.125(30+42)cos20є /cos20,834є = 41 мм. (3.1.9)

8. Диаметр окружности вершин

d_a = 2а_w - d_{f 2} - 2c^*m = 34,1875 мм, (3.1.10)

d_{f 2} = m(z₂-2h^*_a -2c^* +2x) = 1,125(42-2·1 - 2·0,25 +2·0,1) = 44,6625 мм. (3.1.11)

9. Угол профиля на окружности вершин нарезаемого колеса

б_а = arcos(d_b/d_a) = arcos(31,7146/34,1875) = 21,9261. (3.1.12)

III. Параметры долбяка.

1. Выбираем по стандартному ряду число зубьев долбяка z₀=90 и номинальный диаметр d₀=100мм.

2. Выбираем передний угол г =5°, задний угол б = 6° [8];

Материал - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-83.

3. Диаметр основной окружности долбяка

d_b0 = mz₀ cosб = 1.125·90·cos20°=95,1438 мм. (3.1.13)

4. Делительный диаметр

d₀ = mz₀ = 1.125·90 = 101,25 мм. (3.1.14)

5. Толщина зуба на окружности вершин у нового долбяка

(3.1.15)

IV. Геометрические параметры нового долбяка

Принимаем S_max = 1,6434 мм.

1. Угол зацепления

(3.1.16)

2. Межосевое расстояние

(3.1.17)

3. Диаметр окружности вершин

(3.1.18)

4. Угол профиля на окружности вершин

(3.1.19)

5. Диаметр впадин

(3.1.20)

где С₀ - величина необходимого зазора между наружным диаметром колеса и диаметром окружности впадин долбяка.

Принимаем d_f0 =100мм.

6. Положение граничной точки L₀ на профиле зуба нового долбяка

Выберем диаметр основной окружности эвольвентного капира d_bk =101,6мм. [8]

7. Угол установки салазок

(3.1.21)

8. Положение граничной точки L₀ на профиле зуба нового долбяка

(3.1.22)

9. Длина общей нормали

, (3.1.23)

где z_n0 число зубьев в длине общей нормали

(3.1.24)

примем z_n0 = 10.

V. Проверка пригодности долбяка для нарезания данного колеса.

1. Проверка отсутствия срезания вершин зубьев

(3.1.25)

2. Проверка положения граничной точки

(3.1.26)

3. Проверка радиального зазора

(3.1.27)

Вывод: В данном разделе был дисковый долбяк из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-83. Проверочные расчеты показали, что данный долбяк пригоден для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев z₁ =30, которая должна зацепляться с колесом с числом зубьев z₂ = 42.

3.2 Маршрутная технология изготовления дисковых долбяков

№ операции	Наименование операции	Операционный эскиз	Оборудование Приспособление Инструмент
1	Отрезка заготовки		Отрезной станок. Тиски. Дисковая пила
2	Штамповка заготовки		Пресс. Штампы
3	Отжиг заготовки		Печь для отжига
4	Обтачивание по наружному диаметру до кулачков, предварительная обработка отверстия и торца		Револьверный станок. Самоцентрирующий патрон. Сверло, зенковка, развертка, резцы, подрезной, расточной, проходной, шаблон.
5	Обтачивание оставшейся части по наружному диаметру, протачивание выемки и обтачивание торца под углом.		Револьверный станок. Самоцентрирующий патрон, резец проходной, резец проходной отогнутый, резец канавочный, резец угловой, зенковка, зенкер с направлением, специальный шаблон.
6	Обтачивание наружного диаметра на конус		Шаблон. Токарный резец. Оправка. Фасонный резец. Шаблон
7 8 9 10 11 12 13 14 15	Фрезерование зубьев Клеймение Термообработка Шлифование ленточки на переднем торце и шлифование опорной плоскости Размагничивание Доводка опорной плоскости Шлифование отверстия и внутренней опорной поверхности Доводка отверстия Предварительная заточка по передней поверхности		Зубофрезерный станок. Оправка. Фасонный резец. Шаблон Клеймильный станок. Набор клейм Печь закалочная с ванной Плоскошлифовальный станок. Магнитная плита. Шлифовальный круг Прибор для размагничивания Доводочный станок. Приспособление. Притирочная плита. Лекальная линейка Внутришлифовальный станок. Специальное приспособление. Шлифовальный круг. Калибр Доводочный станок. Оправка. Притир. Калибр. Оптиметр Плоскошлифовальный станок с горизонтальным шпинделем и круглым стволом. Оправка. Шлифовальный круг. Шаблон
16 17 18 19 20 21 22 23 24 26 27	Предварительное шлифование профиля с одной и другой стороны Окончательное шлифование профиля с одной и другой стороны Шлифование по диаметру окружности выступов Заточка по передней поверхности Шлифование скоса Притупление вершин Полирование профиля Размагничивание Цианирование Контрольная Упаковочная		Зубошлифовальный станок. Переходные и проставочные кольца. Шлифовальный круг. Эвольвентометр. Шагомер Зубошлифовальный станок. Переходные и проставочные кольца. Шлифовальный круг. Эвольвентометр. Шагомер Круглошлифовальный станок. Оправка. Шлифовальный круг. Микрометр. Штанген-зубомер Плоскошлифовальный станок с горизонтальным шпинделем и круглым столом. Оправка. Шлифовальный круг. Шаблон Круглошлифовальный станок. Оправка. Шлифовальный круг Вручную Специальный станок. Кожаный круг. Паста ГОИ Аппарат для размагничивания Ванна для цианирования Стол контрольный; инструментальный микроскоп; штангензубомер Стол

Заключение. В данной курсовой работе было спроектировано три режущих инструмента: плоская шпоночная протяжка генераторной схемы резания из стали ХВГ ГОСТ 5950-83 для получения шпоночного паза 6*2,6*80; фасонный резец - из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-83 и долбяк - из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 19265-83. Профиль фасонного резца был определен и рассчитан аналитическим и графическим методами по заданной форме и размерам детали. Из сравнения результатов видно, что аналитический метод является более точным. Были произведены проверочные расчеты долбяка, которые показали, что он пригоден для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев z₁ =30, которая должна зацепляться с колесом с числом зубьев z₂ = 42.

Также приводится маршрутная технология изготовления долбяка и расчет режимов резания для операции №13 шлифования.

3.3 Расчет режимов резания табличным методом для операции шлифования

Рассчитаем режимы резания для операции шлифования № 13.

На внутришлифовальном станке мод. 3А228 шлифуется сквозное отверстие

d = 44,44(±0,005) и длиной l = 8 мм. Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra = 0,25 мкм. Припуск на сторону h = 0,2 мм. Материал заготовки - Сталь Р6М5 ГОСТ 19265-83 твердостью 63…65 HRC.

I. Выбор шлифовального круга

По справочнику [5] Устанавливаем характеристику круга: Э50СМ2К материал абразивных зерен - электрокорунд белый ЭБ, зернистость 50, твердость СМ2, связка керамическая К; индекс зернистости П. Допустимая скорость вращения круга 35 м/с. Маркировка полной характеристики круга 15А50ПСМ26К3А 35 м/с.

Устанавливаем диаметр D_к и ширину В_к круга. Выберем отношение диаметр. Тогда D_к =0,9d_Д =0,9·44,4 =39,9 мм. Принимаем по стандартному ряду D_к =40 мм; ширина круга В_к=6мм [5].

II. Назначаем режим резания:

1) Вращение шлифовального круга:

Принимаем v_к =30м/с.

Принимаем по паспортным данным станка n_к = 14800 об/мин.

2) Окружная скорость заготовки:

. Примем _Д = 40 м/мин.

3) Определяем частоту вращения заготовки:

Найденное значение может быть установлено на станке 3А228.

4) Поперечная подача круга:

Принимаем t =0,01 мм шероховатости мм/ход стола.

5) Продольная подача на оборот заготовки:

Принимаем S_д = 0,4.

S = S_д В_к = 0,4 6 = 2,4 мм/об.

6) Скорость движения продольного хода стола:

7) Мощность, затрачиваемая на резание:

.

S_в -продольная подача мм/об; S_tдв.х -глубина шлифования или поперечная подача, мм/об ход; k₁ =1 и k₂ =1,12 [5] - поправочные коэффициенты на мощность.

Тогда:

8) Проверка достаточности мощности двигателя шлифовального шпинделя:

N_шп = N_м = 4,5 0,85 = 3,82 кВт.

N_рез N_шп (1,42 < 3,8) , т.е. обработка возможна.

III. Машинное время

L = 8 мм - длина хода стола;

h = 0,2 мм - припуск на сторону;

К = 1,6 - коэффициент точности при чистовом шлифовании.

Список литературы

1. Семенченко И.И. , Матюшин В.М. , Сахаров Г.Н. Проектирование металлорежущих инструментов. М. , Машгиз, 1963. - 952 с.

2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Учеб. пособие. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 448с.

3. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 256с.

4. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб. и доп., - М.: Машиностроение, 1976. - 288с.

5. Справочник технолога - машиностроителя. Т. 2. Изд 3-е. Под ред. А. Н. Малова. - М.: Машиностроение, 1972. - 892с.

6. Протяжки. Методические указания по курсовой работе по проектированию режущего инструмента. - Уфа: изд. УАИ, 1980. - 54с.

7. Фасонные резцы. Методические указания по курсовой работе по проектированию режущего инструмента. - Уфа: изд. УАИ, 1980. - 43с.

8. Расчет Долбяков. Методические указания по курсовой работе по проектированию режущего инструмента. - Уфа: изд. УАИ, 1985. - 22с.

9. ГОСТ 16491-80 Протяжки шпоночные. Технические условия

10. 1139-68 Фасонные резцы. Технические условия.

11. ГОСТ 9323-60 Долбяки зуборезные чистовые. Технические условия.

12. ГОСТ 6762-65 Долбяки зуборезные чистовые для валов и отверстий шлицевых соединений с эвольвентным профилем. Технические условия.

Размещено на Allbest.ru