Проектування металорізальних інструментів

Московський Державний Технічний Університет

ім. Н. Е. Баумана

Калузький філія

Кафедра М4-КФ

Курсовий проект

за курсом:

«Основи проектування різального інструменту»

Зміст

Введення

Завдання № 1

1.1 Підготовка креслення деталі до розрахунку фасонного різця

1.2 Вибір типу фасонного різця

1.3 Визначення кутів ріжучої частини

1.4 Визначення габаритних і приєднувальних розмірів різця

1.5 Корекційний розрахунок профілю круглого фасонного різця

1.6. Розрахунок допусків на висотні розміри профілю, кути заточування і установки різця

1.7 Проектування шаблону для контролю профілю різця при його виготовленні

1.8 Проектування державки фасонного різця

Завдання № 2

2.1 Вибір типу шпоночной протягання

2.2 Розрахунок плоскою шпоночной протягання

2.3 Проектування патрона

Завдання № 3

3.1 Розрахунок основних конструктивних елементів черв'ячної фрези

Завдання № 4

4.1 Розрахунок і вибір конструктивних елементів машинно-ручного мітчика

Список використаної літератури

Введення

У даному курсовому проекті я спроектувала три металорізальних інструменту: призматичний фасонний різець, шпонкову протяжку і черв'ячну модульну фрезу і необхідну для них оснащення. Дані інструменти знайшли широке застосування у виробництві.

Фасонні різці застосовуються для обробки поверхонь складного профілю на верстатах токарної групи і рідше на стругальних (довбальних) верстатах в умовах серійного і масового виробництва. Як правило, вони є спеціальними інструментами, призначеними для обробки однієї деталі. Переваги фасонних різців - сувора ідентичність оброблених деталей, великий термін служби, висока загальна і розмірна стійкість, суміщення попередньої і остаточної обробки, простота установки і наладки на верстаті - роблять їх незамінними в автоматизованому виробництві, особливо на токарних автоматах.

Зовнішні протягання застосовують замість шліфування, фрезерування. стругання для обробки поверхнею площею 100-200см ^2. Разом з тим зовнішнє протягування вигідно застосовувати при обробці в масовому виробництві заготовок з великою площею поверхні (блоків і головок циліндрів, автомобільних і тракторних двигунів). Найчастіше простягають плоскі та фасонні поверхні: пази рифлення, хвости турбінних лопаток та ін протяганнями обробляють метали та пластичні маси, що допускають обробку різанням. За допомогою протягань також можна обробляти зубчасті колеса методом обкатування.

Черв'ячні модульні фрези - найбільш поширений інструмент для нарізування циліндричних коліс із зовнішніми зубами, яким можна нарізати зуби прямозубих і косозубих коліс, причому це можливо робити однієї і тієї ж фрезою. Для роботи фрези необхідний її вільний вихід при закінченні обробки. Спеціальні конструкції фрез можуть обробляти внутрішні зуби на колесах великого діаметру на верстатах зі спеціальною фрезерної головкою, що розташовується всередині колеса. Найбільше застосування для коліс малих і середніх модулів (до 100 мм) отримали цілісні затилованним фрези з швидкорізальних сталей.

Завдання № 1

Сконструювати фасонний різець для обробки виділеної частини контуру деталі.

Матеріал: ВЧ 50-2, HB 240

Незазначені граничні відхилення розмірів: діаметрів Н14, h 14; інших ± IT 14 / 2.

Проектування фасонного різця

1.1 Підготовка креслення деталі до розрахунку фасонного різця

За даними розмірами деталі вичерчуємо її профіль у збільшеному масштабі 4:1, який використовується в подальшому для графічного визначення розмірів різця. Викреслювання профілю деталі необхідно для вирішення двох питань:

1. Завдання проміжних точок профілю, що необхідно при наявності на профілі криволінійних ділянок, а також для підвищення точності обробки конічних, а в ряді випадків і циліндричних ділянок. Найбільшу трудність представляє визначення радіусів проміжних точок дугових ділянок. При цьому зазвичай задаються осьовими розмірами профілю: l 1 = 0; l 2 = 3,58; l 3 = 3,62; l 4 = 7,84; l 5 = 8,39; l 6 = 11,74;; L = 45. По заданих теоретичним розмірами: D 1 = 51,805; D 2 = 79,64; R = 40 і довжинам l 1 - l 6 і L знаходять радіуси точок:

R 1 = 29,3;

R 2 = 34,72;

R ₃ = 35,78;

R 4 = 39,38;

Найменший радіус в т.1 R ₁ = 29,3.

1.2 Вибір типу фасонного різця

Використовуємо фасонний різець призматичного типу, тому що він має великий термін служби, тому економічно вигідний. Вони мають велику жорсткість корпусу, жорсткіше кріпляться в державке, тому застосовуються при обробці деталей з великими розмірами фасонного профілю, особливо при його значній довжині. Крім того, вони мають менші органічні похибки, тому застосовуються при підвищених вимогах до точності профілю деталі. Частіше застосовуються різці радіального типу, тому що більшість верстатів мають супорти з установкою різця по висоті осі деталі. Різці тангенціального типу можна застосовувати при малій глибині фасонного профілю деталі, проте, треба враховувати можливості розміщення і закріплення такого різця на супорті верстата. Цінною властивістю тангенціального різця є можливість обробки деталей різного діаметра з однаковими фасонними профілями і поступове врізання і вихід різця, що веде до зменшення зусиль різання і дозволяє обробляти не жорсткі деталі.

1.3 Визначення кутів ріжучої частини

Передній кут різця γ і задній кут α задаються в найбільш виступає (базової) точки різця. Величини кутів α і γ рекомендується вибирати з ряду значень: 5, 8, 10, 15, 20, 25. Приймаються γ = 25 градусів. Для призматичних різців найчастіше приймають такі задні кути: α = 8-15 градусів. Приймаються α = 8 градусів. Слід мати на увазі, що задні кути змінні в різних точках леза, до того ж у перерізі, нормальному до проекції леза на основну площину, вони можуть бути на деяких дільницях леза набагато менше номінального значення. Тому необхідно проводити перевірку мінімальної величини заднього кута по формулі:

tgαn = tgα т * sinφ, де

α т - задній кут в даній точці в торцевому перерізі;

φ - кут між дотичною до профілю деталі в даній точці і торцевою площині деталі.

1.4 Визначення габаритних і приєднувальних розмірів різця

Зазвичай габаритні і приєднувальні розміри визначаються з конструктивних міркувань в залежності від глибини фасонного профілю виробу tmax і довжини профілю L, тому що від них залежить кількість получающейся стружки і навантаження на різець при його роботі. При виборі габаритних і приєднувальних розмірів користуємося таблицею.

Довжина різця визначається в залежності від розмірів профілю деталі з урахуванням додаткових лез і її округлюють у більшу сторону. Приймаються L = 54 мм.

1.5 Корекційний розрахунок профілю круглого фасонного різця

Метою корекційного розрахунку - визначення висотних розмірів профілю фасонного леза, що лежать в передній площині різця, в напрямку перпендикулярному базі різця.

При розрахунку розмірів профілю призматичного фасонного різця в нормальному перерізі вихідними даними є кути α і γ, а також розміри З _{1,2 ... i} , Знайдені в загальній частині корекційного розрахунку. Шукані розміри профілю Р _i визначаються за формулою

Р _i = С _i * cos (α + γ)

Р ₁ = З ₁ * cos (α + γ) = 0.81 * cos (8 +25) = 0.746

P ₂ = 3.13 * cos (8 +25) = 2.881

P ₃ = 4.43 * cos (8 +25) = 4.078

P ₄ = 4.855 * cos (8 +25) = 4.469

P ₅ = 2.735 * cos (8 +15) = 2.517

1.6 Розрахунок допусків на висотні розміри профілю, кути заточування і установки різця

А) Розрахунок допусків на висотні розміри:

Всі знайдені відхилення точніше відхилень IT 14 / 2, отже приймаємо ці відхилення за розрахункові.

Б) Розрахунок допусків на поздовжні розміри профілю різця:

У відповідальних випадках розрахунок допусків ведеться на поздовжні розміри профілю аналогічно розрахунку допусків на висотні розміри. На деталі вибирається відповідальна ділянка (зазвичай торцева площина), від якої проставляються її розміри. Допуски на лінійні розміри при цьому перераховуються з урахуванням зміни бази відліку. На різці поздовжні розміри профілю проставляються від ділянки, обробного відповідальну ділянку деталі. Подальші розрахунки аналогічні попереднім.

Однак у більшості випадків допуски на поздовжні розміри деталі значно ширше, ніж на її діаметри. Тому припустимо наближене призначення допусків на поздовжні розміри профілю різця. При цьому допуски розмірів різця беруться в 2-3 рази вже, ніж допуски відповідних розмірів деталі.

В) Розрахунок допусків на параметри заточування і установки різців:

На всі кути визначають заточку і установку різців приймаються допуски в кутових хвилинах, чисельно рівні допуску на висотний розмір профілю, вираженого в мікрометрів. Таким чином:

α1, 2, γ1, 2, ε1, 2 = ± 16 "; ε3, γ3, α3 = 0; ε4, γ4, α4 = ± 3'20"; ε5, γ5, α5 = ± 1'48 "; ε6, γ6, α6 = ± 2'30 ";

1.7 Проектування шаблону для контролю профілю різця при його виготовленні

Часто для контролю профілю фасонних різців у процесі їх виготовлення застосовують шаблони, які прикладаються до фасонної задньої поверхні різця. За величиною просвіту судять про точність виконання профілю різця.

Шаблон має ті ж номінальні розміри профілю, що і фасонний різець, проте допуски на розміри профілю шаблону повинні бути в 1,5-2 рази жорсткіше, ніж відповідні допуски різця.

Для контролю шаблону при його експлуатації, якщо він працює тривалий час застосовують контр-шаблон. Його профіль однаковий з профілем різця, але допуски на розміри профілю контр-шаблону повинні бути в 1,5-2 рази жорсткіше, ніж відповідні допуски шаблону.

Шаблон і контр-шаблон виготовляють з листового матеріалу завтовшки 1-3 мм залежно від розмірів. Для збільшення зносостійкості їх гартують до твердості 56-64 HRC. Обмірні кромки по всьому фасонному контуру роблять тонше основної пластини для полегшення обробки точних розмірів профілю і зручність контролю різця.

Допуски на розміри шаблону:

r 1 = 29,3 ± 0,36;

r 2 = 34,72 ± 0,31;

r 3 = 35,78 ± 0,31;

r 4 = 39,38 ± 0,31;

Допуски на розміри контр-шаблону:

r 1 = 29,3 ± 0,18;

r 2 = 34,72 ± 0,155;

r 3 = 35,78 ± 0,155;

r 4 = 39,38 ± 0,155;

1.8 Проектування державки фасонного різця

Державки фасонних різців повинні відповідати таким вимогам:

1. Конструкція державки повинна бути простою і забезпечувати надійність і жорсткість закріплення різця;

2. Необхідна швидка попередня установка і точне регулювання висоти базової точки леза різця по висоті осі деталі;

3. Для державок, призначених для різних круглих фасонних різців з різною висотою осі різця над віссю деталі (універсальні державки) необхідна точна регулювання цієї висоти;

4. Для державок, що використовуються на автоматах, необхідна швидка точна установка базової точки леза різця на висоті осі деталі.

5. Для державок всіх типів необхідно узгодження розмірів державки з розмірами робочого простору і супорта застосовуваного верстата.

Кріплення дискового фасонного різця здійснюється в державке з ноніусом. Це кріплення дозволяє робити настроювання різця на верстаті двома способами: обертанням ексцентричної втулки з фланцем, забезпеченим отворами (можна змінювати положення різця по висоті); обертанням рифленою опорної шайби (можна встановлювати ріжучу крайку дискового різця по осі оброблюваного вироби).

Державка спроектована для верстата 16К20.

Завдання № 2

Сконструювати протяжку для обробки виділеної частини контуру деталі

Матеріал: СЧ52 НВ220

Проектування шпоночной протяжки.

2.1 Вибір типу шпоночной протягання

Для протягування шпонкових канавок в циліндричних отворах застосовуються в основному два типи протяжок: протягання з плоским тілом і протяжки з циліндричним тілом. Вибираємо плоску шпонкову протягання. Протягання з плоским тілом мають форму смуги з прямокутним перетином, вони рухаються під час роботи в прямокутному пазу направляючої оправлення. Заднім кінцем ця оправлення вставляється в отвір перехідного або опорного кільця, яке приєднується до столу протяжного верстата. На передній кінець оправлення вставляється оброблювана деталь, усередині отвору якої повинна бути прорізана шпонкова канавка. Проміжний циліндричний бурт-фланець є опорною частиною оправлення.

Протягання з плоским тілом поділяються на два різновиди: протягання з потовщеним тілом і протяжки з тонким тілом або стрічкові. Вибираємо протяжку з потовщеним тілом, тому що такі протягання найбільш жорсткі і витримують великі навантаження, ніж тонкі протяжки.

2.2 Розрахунок плоскою шпоночной протягання

Припуск А на обробку шпоночной протяжкою, а отже і сумарний підйом зубців буде складатися з глибини канавки і величини f ₀ дуги, що відповідає ширині простягається канавки в. Таким чином:

А = SD h = t _'1 - D + f _0,

де t _'1 - відстань від краю отвору до дна канавки

t _'1 = 29,51 мм

D - діаметр отвору

D = 26.021мм

Величина f ₀ визначається за формулою:

f ₀ = 0,5 (D - Ö D ^{2-в 2)} = 0,5 (26,021 - Ö 26,021 ² -7,022 ²⁾ = 0,48

А = SD h = 29,51-26,021 + 0,48 = 3.97

Ширина тіла протягання приймається рівною:

У = в + (2 ... 6) мм

В = 8 + (2 ... 6) = 10-14мм

Приймаються В = 12 (-0,006; -0,018) мм

Ширина зубчастої частини в _п визначається за формулою:

в _п = в _max - d _в,

де в _max - найбільша допустима ширина шпоночно паза на виробі;

d _в - Найбільше розбивання по ширині паза

d _в = (0,005 ... 0,010) мм

в _п = 7,022-0,005 = 7,017 мм.

Подача на зуб: S _z = 0.1мм

Крок зубів: t = 12мм.

Число одночасно працюючих зубів: z ₁ = 6

Розміри стружкової канавки:

h ₀ = 5мм

r = 2,5 мм

F _a = 19,6 мм ²

Для спрощення розрахунків відношення обсягів канавки і стружки може бути замінене відношенням площі активної частини F _a до площі подовжнього перетину зрізу, тобто

F _a / F _з = F _a / S _{z *} L = p h ₀ ² / 4S _{z *} L> K _min

K _min = 3,5

F _a / F _з = 19.6 / 4 _* 0.1 _* 60 = 3,6> 3,5

У шпонкових протягань не слід робити передній кут g більше 15 ^0, тому що в іншому випадку виходить хвиляста поверхня із-за того, що протяжка втягується в оброблюваний метал, що може призвести до перевантаження і поломки протяжки. Приймаються g = 15 ^0. Задній кут a зазвичай приймають 2 ... 3 º. Допустимі відхилення для передніх кутів можуть бути прийняті рівними ± 1 ⁰ 30 ', а для задніх ± ​​30'. Приймаються a = 4 ^0.

Висоту зубчастої частини h ₀ 'можна вважати приблизно рівною

h ₀ '> 1.25 h _0,

де h ₀ - Глибина стружкових канавок.

При цьому необхідно враховувати, щоб повністю сточена по висоті протягання не зачіпала верхніми кутами за матеріал деталі, це означає, що висота h ₀ 'повинна бути більше глибини стружкової канавки.

h ₀ '= 1,25 _* 5 = 6,25 мм

Приймаються h ₀ '= 9, що більше t _1' - D = 3.5

Сила протягування визначається за наступною формулою:

Р = С _р S _z ^x в z _max k _y k _c k _і,

де у-ширина шпоночной канавки в мм,

З _р - постійна, що залежить від оброблюваного матеріалу і форми протягання

З _р = 202,

S _z - подача на зуб або підйом зубців на сторону в мм

S _z = 0,1,

z _max - найбільша кількість одночасно працюючих зубів.

х - показник ступеня при S _z

х = 0,85

k _y, k _c, k _і - поправочні коефіцієнти, які характеризують вплив переднього кута, складу МОР, ступеня зносу зубців протяжки

k _y = 0,93,

k _c = 1.34,

k _і = 1.

Найбільша кількість одночасно працюючих зубів визначається за формулою:

z _max = L / t,

де L - довжина простягається поверхні

L = 60мм

t - крок ріжучих зубців

t = 12.

z _max = 60/12 = 5

Р = 202 _​​* 0,1 ^0,85 _* 7 _* 5 _* 0,93 _* 1,34 = _1242кг.

Висота протягання по першому зубця h ₁ повинна задовольняти наступній умові:

h _1> P / B [s] + h ₀ ',

h _1> 1242/12 _* 20 +9 = 14.

Приймаються h ₁ = 18мм.

Висота протягання за останнім ріжучому зебу h _п і по калібрувальним зубців Н _в становить:

h _п = Н _в = h ₁ + SD h _/

h _п = Н _в = 18 +3,97 = 21,97 мм

Кількість ріжучих зубців визначається за формулою:

z _p = SD h / S _z + (1 ... 2) мм

z _p = 3,97 / 0,1 +2 = 41,7

Приймаються z _p = 42

Довжина ріжучої частини l = t _* z _p

l = 12 _* 42 = 504мм.

Кут бічного поднутрения j _i = 1 ⁰ 30 ', перехідні кромки висоти 0,3 мм з кутом 45 ^0.

Хвостовик вибираємо плоский з розмірами Н ₁ = Н ₂ = 18мм.

F _x = h _{1 *} в ₁

F _x = 18 _* 7 = 126мм ²

Напруга на розтяг в матеріалі хвостовика

s = Р / F _x

s = 1242/126 = ​​9,9 кг / мм.

Калібрує:

Висота зубців Н ₅ = h _п = 21,97 мм,

Кількість зубців z _к = 5,

Крок t _k = t = 12мм,

Довжина l _к = t (z _до +0.5) = 12 (5 +0.5) = 60

Стружкова канавка така ж, як в ріжучих зубців.

Фаска f _k = 0.2 мм.

Загальна довжина гладких частин протягань l визначається сумою довжин окремих елементів:

l = l ₁ - l ₃ + l _з + l _а + l _в + l _н ',

де l ₁ - довжина хвостовика, що залежить від способу кріплення і розмірів протяжки.

l ₃ - довжина входу патрона в отвір верстата

l _с - товщина опорної плити верстата

_а - довжина виступаючої частини опорного кільця

l _в - довжина виступаючої частини фланця направляючої оправлення

l _н '- довжина, необхідна для безперешкодного насадження вироби.

l = 70-0 +70 +25 +8 +70 +0 = 243

Приймаються l _н '= 250мм

Загальна довжина: L = l + L ₅ + l ₆

L = 814мм

Глибина паза в направляючої оправці:

Н = h ₁ + f ₀

Н = 18 +0.48 = 18.48

Перевірка товщини тіла оправлення визначається за найбільшою допустимого значення глибини паза Н:

Н <0,5 (D + Ö 0.5D ² - В ²⁾

Н <0,5 (26 + Ö 0.5 _* 26 ² -12 ²⁾ = 19,98

2.3 Проектування патрона

Багато вітчизняних протяжні верстати оснащені патронами. У них застосовано 2 кулачка прямокутного перерізу, кожен з яких охоплює приблизно половину робочого конуса хвостовика протяжки.

У корпусі 1 (рис. нижче) виконані отвори під кулачки 2. Зверху кулачки 2 підтримуються віссю 3. Плунжери 4 зі сферичними наконечниками підтискають кулачки 2 до центру патрона (упору 5). Різьбовими пробками 6 регулюють силу натиснення пружин 7, діючих на плунжери 4. Гайкою 8 фіксується положення патрона. Гвинтами 9 кріпляться осі 3.

Патрон призначений для горизонтально-протяжного верстата 7510М.

Завдання № 3

Сконструювати черв'ячну модульну фрезу для обробки зубчастого вінця з зовнішніми зубами.

Вихідні дані:

- Кут зачеплення: ;

- Модуль нормальний: ;

- Коефіцієнт висоти головки і ніжки зуба: ;

- Коефіцієнт радіального зазору: ;

- Число зубів: ;

- Кут нахилу зубів: ;

- Напрямок зубів: ліве;

- Коефіцієнт корекції нормальний: 0,0;

- Ступінь точності: 7-С;

- Матеріал: сталь 40ХН;

- Міцність: ;

- Вид фрезерування черв'ячної фрезою: остаточне.

3.1 Розрахунок основних конструктивних елементів черв'ячної фрези

1. Вибір профілю зубів черв'ячної фрези

Дана фрезу має клас точності - А, спрофільовані на основі Архімедова черв'яка. Даний метод профілювання заснований на заміні криволінійного профілю бічної сторони в осьовому перерізі евольвентного черв'яка на прямолінійний, близький до нього. У цьому випадку наближеного профілювання черв'ячних фрез для циліндричних зубчастих коліс з евольвентним профілем відбувається заміна евольвентного основного черв'яка на Архимедів черв'як. Черв'ячні фрези, спрофільовані наближено на основі Архімедова черв'яка, утворюють, в порівнянні з іншими методами наближеного профілювання, найменші похибки профілю зубів нарізаються коліс у вигляді невеликого підрізу ніжки і зрізу головки, що сприятливо впливають на умову зачеплення що сполучається пари зубчастих коліс. Крім того, такі черв'ячні фрези мають наступні переваги:

• бічні сторони зубів Архімедова черв'ячних фрез можна затилованним в радіальному напрямку;

• для остаточного контролю профілю бічної сторони зубів Архімедова черв'ячних фрез розроблені і використовуються спеціальні прилади, що забезпечують високу і стабільну точність вимірювання.

При проектуванні чистових черв'ячних фрез для циліндричних коліс з евольвентним профілем наближене профілювання на основі Архімедова черв'яка є кращим.

2. Порядок розрахунку основних конструктивних елементів черв'ячної фрези

2.1 Число заходів

Число заходів черв'ячної фрези є одним з факторів, що впливають на продуктивність при нарізуванні циліндричних коліс. На вибір числа заходів черв'ячних фрез впливає ступінь точності нарізаються коліс і їх розміри (число зубів і модуль). Черв'ячні фрези, особливо чистові, проектуються однозаходнимі. Приймаються .

2.2 Кут підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру

Похибки профілю зубів нарізаються коліс з евольвентним профілем, пов'язані з наближеним профілюванням черв'ячних фрез, в значній мірі залежать від величини кута підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру фрез. Зі збільшенням кута підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру величина похибки профілю зубів нарізаються коліс зростає. Внаслідок цього для чистових черв'ячних фрез величина кута підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру приймається не вище . Приймаються .

2.3 Напрямок гвинтової лінії по ділильному циліндру

Вибір напрямку гвинтового гребеня черв'ячної фрези залежить від напрямку зубів нарізаються коліс. Оскільки напрям зубів ліве, то напрямок гвинтового гребеня фрези приймаємо однойменною з напрямком зубів нарізається колеса.

2.4 Зовнішній діаметр

Орієнтовна величина зовнішнього діаметра черв'ячної модульної фрези визначається за формулою:

Приймаються .

2.5 Форма зубів

У конструкціях черв'ячних фрез з затилованним задньою поверхнею застосовуються такі дві основні форми зубів:

1. форма а) має один ділянка задньої поверхні по Архімедова спіралі зі спадом, рівним ;

2. форма б) має дві ділянки затилованним задньої поверхні, утвореної за Архімедова спіралі: перша ділянка зі спадом і другий - зі спадом .

Використовуємо так звану форму б). Перший (основний) ділянка затилованним задньої поверхні формується остаточно після термічної обробки шліфуванням. Другий ділянка призначена для забезпечення вільного виходу шліфувального круга при обробці першого і формується затиловочні різцем до термічної обробки. Черв'ячні фрези із зубами за формою б) характеризуються підвищеною точністю розмірів профілю і стійкістю. Форма б) зубів застосовується в конструкціях черв'ячних фрез для чистової й остаточної обробки зубів нарізаються коліс до 8-го ступеня точності.

2.6 Орієнтовна число зубів фрези в торцевому перерізі

Кількість зубів фрези в торцевому перерізі впливає на кількість різів, які формують бічну сторону зубів нарізаються коліс. Для підвищення точності профілю зубів нарізаються коліс і продуктивності обробки переважно приймати максимально допустиму кількість зубів.

Орієнтовна кількість зубів у торцевому перерізі затилованних черв'ячних фрез для циліндричних зубчастих коліс з евольвентним профілем визначається за формулою:

, Де

коефіцієнт, що враховує форму зубів черв'ячних фрез;

, Приймаємо .

2.7 Величина спаду задньої поверхні зубів фрез

Величина спаду задньої поверхні зубів фрези на першій ділянці визначається за формулою:

, Де

задній кут на вершині , Приймаємо ;

, Приймаємо ;

Величина спаду задньої поверхні зубів на другій ділянці приймається рівною:

, Де

поправочний коефіцієнт, для фрез загального призначення ;

, Приймаємо .

2.8 Радіус западини стружкової канавки

Величина радіусу западини стружкової канавки визначається за формулою:

Приймаються .

2.9 Глибина профілю

Величина глибини профілю або шліфована частина зубів черв'ячних фрез дорівнює:

.

2.10 Глибина стружкової канавки

Розмір глибини стружкової канавки визначається в залежності від форми зубів черв'ячних фрез.

Для черв'ячних фрез з зубами за формою б):

;

Приймаються .

2.11 Кут западини стружкової канавки

Величина кута западини стружкової канавки приймається в залежності від числа зубів фрези наступних значень:

- При .

2.12 Остаточне число зубів у торцевому перерізі

Кількість зубів у торцевому перерізі остаточно встановлюється для черв'ячних фрез з зубами за формою б) за умови забезпечення вільного виходу шліфувального круга дискового типу при обробці першої ділянки затилованним задній поверхні. Цьому відповідає відсутність контакту робочої поверхні шліфувального круга з зубом черв'ячної фрези, наступним за шліфованих. Остаточне значення числа зубів у торцевому перерізі визначається за ГОСТ 9472-60.

Приймаються .

2.13 Діаметр отвору

З метою збільшення жорсткості кріплення фрези діаметр отвору під оправлення слід брати максимально допустимим. Орієнтовне значення розміру діаметра отвору визначається за формулою:

;

За ГОСТ 9472-60 приймаємо .

2.14 Довжина робочої частини фрези

Наближене значення величини довжини робочої частини черв'ячної фрези визначається за формулою:

Приймаються .

2.15 Загальна довжина фрези

Величина загальної довжини фрези визначається за формулою:

, Де

довжина циліндричних буртиков фрези, приймаємо ;

.

2.16 Діаметр буртиков

Циліндрична поверхня буртиков використовується для контролю установки фрези на верстаті. Діаметр буртиков приймається рівним:

.

2.17 Розрахунковий діаметр ділильного циліндра

Розрахунковий діаметр ділильного циліндра враховує зміну ряду геометричних параметрів (кут підйому гвинтової лінії, кут нахилу передньої поверхні та ін) черв'ячної фрези при перетачіваніі її в процесі експлуатації. Для зменшення відхилення експлуатаційних значень параметрів від розрахункових величина розрахункового діаметра ділильного циліндра визначається для перерізу, розташованого на відстані ( ) Окружного кроку від передньої поверхні фрези. Відповідно до цього розрахунковий діаметр ділильного циліндра визначається за формулою:

2.18 Розрахунковий кут підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру

Величина розрахункового кута підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру визначається за формулою:

Приймаються

2.19 Напрямок стружкових канавок і кут нахилу

Стружкові канавки для забезпечення однакової величини переднього кута на бічних ріжучих лезах зубів фрези розташовуються нормально до гвинтовому гребеню і виконується гвинтовими. Кут нахилу стружкових канавок приймається рівним куту підйому гвинтової лінії по ділильному циліндру, тобто

.

2.20 Крок стружкових канавок

Величина кроку стружкових канавок входить в знаки маркування фрези і визначається за формулою:

2.21 Осьовий крок зубів фрези

Величина кроку в осьовому перерізі фрези визначається за формулою:

2.22 Розміри профілю зубів черв'ячної фрези в нормальному перерізі

а) Товщина зуба по ділильному циліндру:

, Де

припуск по товщині зубів нарізаються коліс під подальшу обробку, дорівнює 0, тому обробка остаточна;

;

б) Висота головки зуба: ;

в) Висота ніжки зуба: , Де

коефіцієнт радіального зазору між головкою зуба нарізається колеса і западиною зуба фрези. Величина може бути прийнята рівною величині .

;

г) Радіус галтелі на головки зуба: ;

д) Радіус галтелі у ніжки зуба: .

Величина кутів профілю правої і лівої бічних затилованних задніх поверхонь зубів черв'ячної фрези в осьовому перерізі:

- Для правого: ;

- Для лівої: .

Завдання № 4

Розрахувати і сконструювати гайковий мітчик.

Вихідні дані:

- Діаметр нарізається гайки: ;

- Довжина головки: ;

- Розмір під ключ: ;

- Матеріал оброблюваної заготовки: Сталь 45ХН;

- Міцність матеріалу: ;

- Характер виробництва: дрібно-серійне;

4.1 Розрахунок і вибір конструктивних елементів гайкового мітчика

1. Ріжуча частина

На величину кута і довжину ріжучої частина впливають конструктивні особливості отвору, в якому нарізається різьба. Так як оброблюваної гайка має короткий отвір, то використовується мітчик з малим значенням кута і довгою ріжучою частиною, що забезпечує більш надійне центрування деталі та інструменту.

Приймаємо:

- Значення кута ;

- Довжина ріжучої частини , Де крок різьби.

2. Направляюча частина

Остаточне формування різьбового профілю закінчується після проходу першого напрямних зубів. Наступні не беруть участь у калібрування різьби, а служать для центрування та напрямки, забезпечення подачі, мітчика, а також є запасом для переточувань.

Для забезпечення функції центрування, напрями і подачі достатньо мати направляючу частина завдовжки три-чотири нитки. Рекомендується мінімальна довжина направляючої частини , Що дорівнює 0,5 діаметра різьби. Решта нитки направляючої частини є запасом для переточувань мітчика по задній поверхні.

Визначаємо робочу довжину мітчика:

, Де Р - крок різьби;

3. Визначення стружкової канавки мітчика

Вимоги до профілю стружкових канавок мітчика:

1) забезпечення кращого утворення і відведення стружки і оптимальної величини переднього кута в межах глибини профілю нарізати різьблення;

2) забезпечення достатнього простору для вільного розміщення стружки;

3) збереження достатньої міцності робочої частини мітчика (діаметр серцевини );

4) збереження мітчиком сталого центрування, напрямку (ширина зуба );

5) запобігання різання потилицею зуба і защемлення стружки при вивінчіваніі мітчика (кут );

6) профіль стружкової канавки повинен бути окреслений плавною лінією, щоб уникнути появи тріщин при термообробці;

7) забезпечення простоти й універсальності технологічної оснастки при виготовленні стружкових канавок.

Кількість стружкових канавок. Число стружкових канавок на мітчик впливає на умову відведення стружки і на товщину шару, що зрізується, а отже, на величину крутного моменту. Крім того, число канавок визначає умови центрування та напрямки мітчика.

Число стружкових канавок залежить від виду інструменту, оброблюваного матеріалу і розмірів різьблення. Виходячи з цих умов, приймаємо число стружкових канавок рівним 3.

Передній кут мітчика. Передня поверхня і передній кут утворюються стружкової канавкою мітчика. Для плавного сходу стружки на передній поверхні не повинно бути уступів і різких переходів. Шорсткість передньої поверхні . Приймаємо значення переднього кута в залежності від оброблюваного матеріалу згідно ГОСТ3266-72 - .

Профіль стружкової канавки. Для даного мітчика використовуємо двухрадіусний профіль стружкової канавки. Дана форма найбільш добре відповідає вимогам, що пред'являються до профілю стружкової канавки. Даний профіль знайшов найбільш широке поширення і використовується для мітчиків всіх видів.

- Діаметр серцевини: ;

- Ширина зуба: .

4. Визначення заднього кута мітчика

Задній кут на мітчик виходить при радіальному затилованіі ріжучої частини по зовнішньому діаметру. Затилованіе звичайно проводиться за Архімедова спіралі.

Взаємозв'язок між заднім кутом і величиною затилованія визначається залежністю , Де К - падіння задньої поверхні зуба (потилиці) на дузі, рівної частини довжини кола діаметра .

Величина кута залежить від оброблюваного матеріалу, виду отвору, а також від виду і розміру мітчика. Приймаються кут , Тоді:

Затилованіе проводиться «нагострити» на величину К, що приводить до виникнення допоміжних задніх кутів . Між бічними сторонами ріжучих напрямних профілів і нарізаним різьбовим профілем існує зазор; контакт здійснюється тільки по допоміжних лез; тертя по бічних сторонах відсутня; менше небезпека заклинювання; менше момент різьбонарізання. Однак необхідно приймати оптимальні значення кута , При яких мітчик не втрачає сталого центрування по ниткам резьб і зберігає точність різьб.

5. Зворотній конусность

Для зменшення тертя між мітчиком і нарізається різьбленням мітчик виготовляємо зі зворотним конусностью (зменшення діаметру в напрямку до хвостовика) по внутрішньому, власне середньому та зовнішньому діаметрах. Зворотній конусность є обов'язковим конструктивним елементом мітчика, так як її відсутність викликає підвищене тертя і схоплювання між зубами мітчика і різьбовий ниткою деталі, що призводить до заклинювання і до поломки інструменту.

Зворотній конусность мітчиків повинна знаходитися в межах мм на 100 мм умовної довжини різьбової частини мітчика.

6. Габаритні розміри мітчика

У даній роботі використовується гайковий мітчик із зігнутим хвостовиком, цей мітчик працює з безперервного циклу на спеціальному гайконарізних верстаті, тому габаритні розміри, мітчика, були узгоджені з паспортними даними верстата.

Список використаної літератури

1. В.П. Шатин, П. С. Денисов «Ріжучий і допоміжний інструмент» Довідник, М., 1968

2. П.Г. Кацев «Обробка простяганням» М., 1986

3. Довідник інструментальника під редакцією І.А. Ордінарцева, 1987

4. Методичний посібник з проектування та розрахунку фасонних різців

5. Методичний посібник з проектування та розрахунку шпоночной протяжки.

6. Методичні вказівки з розрахунку черв'ячних модульних фрез.