Міністерство освіти Російської Федерації
Уральський державний технічний університет - УПІ
Кафедра «Технологія машинобудування»
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
по "різальні інструменти"Студент гр. М-462а Масіна П.А.
Керівник Ничко А.Г.
Єкатеринбург
2004
Зміст
1. Проектування черв'ячної модульної фрези
1.1 Тип черв'ячної модульної фрези.
1.2 Конструктивні, геометричні та розрахункові параметри черв'ячних модульних фрез:
1.3 Визначення розмірів профілю зубів черв'ячної модульної фрези
2. Проектування протягання для обробки циліндричного отвору
2.1 Вибір матеріалу протягання
2.2 Вибір геометричних параметрів
2.3 Визначення припуски під протягування
2.4 Вибір хвостовика
2.5 Визначення форми і розмірів зубів протяжки
Список використаної літератури.
1. Проектування черв'ячної модульної фрези
Черв'ячні модульні фрези призначені для нарізування циліндричних евольвентних зубчастих коліс зовнішнього зачеплення з прямими і гвинтовими зубами.
Черв'ячна фреза представляє собою перетворений в ріжучий інструмент черв'як, у якого для освіти ріжучих крайок прорізані стружкові канавки і затилованним задні поверхні зубів.
Вихідні дані: модуль m = 2мм; коефіцієнт висоти головки зуба 0,8; число зубів нарізається колеса Z 1 = 20; ступінь точності нарізається колеса 8; матеріал сталь45.
Розрахунок фрези:
1.1 Тип черв'ячної модульної фрези.
Приймаються фрезу тіпа2-фреза цільна, модуль m = 2мм, клас точності А.
1.2 Конструктивні, геометричні та розрахункові параметри
черв'ячних модульних фрез:
Висота головки зуба колеса:
h '= 0,8 ∙ m = 0,8 ∙ 2 = 1,6 мм
Висота ніжки зуба колеса:
h''= 1,25 ∙ m = 1,25 ∙ 2 = 2,5 мм
Профільний кут нарізається колеса α = 20 ˚
Зовнішній діаметр черв'ячної фрези приймаємо по (таблиці 4) De = 63мм
діаметр посадочного отвору d = 27мм
діаметр буртика d б = 40мм
довжина фреза L = 90мм
ширина буртика l б = 4мм
число стружкових канавок Z і = 12
ширина шпоночно паза b ш = 6мм
глибина шпоночно паза t = 29,4 мм
кут профілю стружкової канавки (табл. 5) ε = 18 ˚
для чистової фрези передній кут γ = 0 ˚
задній кут на вершині зуба α в = 10 ˚
tgα б = tg α в ∙ sin α = tg10 ˚ ∙ sin20 ˚ = 0,1763 ∙ 0,342 = 0,0602
α б = 3,45 ˚
Величина затилованія
приймаємо К = 3.
Величина додаткового затилованія
приймаємо К 1 = 4,5.
приймаємо С = 6мм.
Довжина фрези:
L = 2 ∙ h '∙ ctgα + x ∙ t н +2 l б; L = 2 ∙ 1,6 ∙ ctg20 ˚ +7 ∙ 6,28 +2 ∙ 4 = 8,7936 +43,96 +8 = 60, 75мм
де: х = 7мм-коефіцієнт запасу на осьову перестановку фрези.
t н = π ∙ m = 3,14 ∙ 2 = 6,28 мм-крок по нормалі.
приймаємо фрезу виконання 2; L = 90 мм.
Довжина шліфованої частини отвору
l = (0,2-0,3) ∙ L = (0,2-0,3) ∙ 90 = 18-27мм.
приймаємо l = 25мм.
Середній розрахунковий діаметр фрези
D р = D е-2h 'і -0,3 К = 63-2 ∙ 2,5-0,3 ∙ 3 = 57,1 мм.
Висота головки зуба фрези:
h 'і = h''= 2,5 мм
Висота ніжки зуба фрези:
h''і = h '+0,25 m = 1,6 +0,25 ∙ 2 = 2,1 мм
Висота зуба фрези:
h і = h 'і + h''і = 2,5 +2,1 = 4,6 мм
Кут підйому витків черв'ячної фрези
sinτ =
приймаємо правозаходную фрезу.
Так як τ = 1 ˚ 57 '<2 ˚ - стружкові канавки виконуємо прямими, β = 0 ˚
Глибина стружкової канавки
Радіус дна стружкової канавки
приймаємо r = 1,5 мм
Крок по осі α
Кут підйому сліду перетину гвинтової поверхні черв'яка з поверхнею основного циліндра
cos τ 0 = cos τ + cos α = 0,9994 ∙ 0,9396 = 0,939; τ 0 = 20 ˚ 18 '
Радіус основного циліндра:
1.3 Визначення розмірів профілю зубів черв'ячної модульної
фрези
1.3.1 Профілювання в нормальному перерізі.
t н = π ∙ m = 3,14 ∙ 2 = 6,28 мм
при τ = 1 ˚ 57 'величина корекції кута профілю фрези в нормальному перерізі Δα = 0 ˚ (табл.1)
Кут профілю в нормальному перерізі α і = α = 20 ˚
Товщина зуба по середній прямий
S g і =
де: ΔS і = 0,11 мм, при m = 2мм (табл.2).
Радіус закруглення ніжки зуба фрези:
r 2 = (0,25-0,3) ∙ m = (0,25-0,3) ∙ 2 = 0,5-0,6 мм
приймаємо r 2 = 0,5 мм
Радіус закруглення головки зуба фрези:
r 1 = (0,3-0,4) ∙ m = (0,3-0,4) ∙ 2 = 0,6-0,8 мм
приймаємо r 1 = 0,7 мм
Товщина зуба на вершині:
S в = S g і-2h 'і ∙ tg α і = 3,25-2 ∙ 2,5 ∙ 0,364 = 1,43 мм
1.3.2 Профілювання в осьовому перерізі.
Кут профілю на лівій стороні зуба дорівнює куту профілю на правій стороні зуба, тому що гвинтові стружкові канавки відсутні.
ctg α мул = ctg α ип = ctg α r = ctg α ∙ cosτ = 2,748 ∙ 0,9994 = 2,746
α мул = α ип = 20 ˚
Крок по осі:
2. Проектування протягання для обробки циліндричного
отвори
Вихідні дані: діаметр попереднього підготовленого отвору d 0 = 55мм; довжина протягування L = 75мм; діаметр отвору, що простягається D = 60Н9; схема різання - одинарна; матеріал деталі-сталь20.
Протягування представляє собою високопродуктивний процес обробки наскрізних отворів і зовнішніх поверхонь. Різальним інструментом при протягуванні є протяжка, яка представляє собою стрижень або рейку, забезпечену зубами, поступово збільшуються від початку до кінця ріжучої частини інструменту.
2.1 Вибір матеріалу протягання
Приймаються матеріал протягання-швидкоріжуча сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 (табл.1)
2.2 Вибір геометричних параметрів
Передній кут γ = 15 ˚ (табл.2)
Кут профілю кола δ = 20 ˚
Головний задній кут:
- Чорнові зуби: α = 3 ˚
- Чистові зуби: α = 2 ˚
- Калібрують зуби: α = 1 ˚
Діаметр в западині першого зуба протягання d вн = 52,8 мм
2.3 Визначення припуски під протягування
Фактичний припуск:
А = d max-d o = 60,074-55 = 5,074 мм
де d max = 60,074 мм-верхній граничний розмір внутрішнього діаметра
оброблюваного отвору.
А ≈ 0,005 ∙ d + (0,1-0,2) ∙ √ L = 0,005 ∙ 55 + (0,1-0,2) ∙ √ 75 ≈ 1,141-2,007 мм
2.4 Вибір хвостовика
Діаметр хвостовика:
D хв ≤ (d o -0,5) = 55-0,5 = 54,5 мм
приймаємо D хв = 56d8 (табл. 3)
D 1 = 42d11мм; l 3 = 25мм; l 1 = 40мм; l 2 = 40мм; r = 0,6; r 1 = 4; C x = 1,6;
Площа перерізу розміру D 1
S D 1 = 1385,4 мм 2; l x = 100мм.
2.5 Визначення форми і розмірів зубів протяжки
S z = 0,025-0,03 мм; приймаємо S z = 0,025 мм. (Табл.4)
З метою зменшення шорсткості і точності обробки, підйом на зуб на
двох останніх ріжучих зубах поступово зменшується по
напрямку до калібрувальним:
- На передостанньому зубі S z = S z ∙ 0,6 = 0,025 ∙ 0,6 = 0,015 мм.
- На останньому зубі S z = 0,4 ∙ S z = 0,025 ∙ 0,4 = 0,01 мм.
приймаємо S z на останньому зубі рівним 0,01 мм.
Визначаємо розміри і кількість стружкоразделітельних канавок. (За табл.5)
Кількість канавок n к = 30.
Розміри канавок: S к = 1,3 мм; h к = 1мм; r к = 0,5 мм.
Канавки на сусідніх зубах розташовувати в шаховому порядку.
Розрахунок глибини стружкової канавки:
глибина стружкової канавки h стр, забезпечує розміщення стружки,
h стр =
де Q = 2 ∙ S z = 2 ∙ 0,02 = 0,04 мм-товщина срезаемой стружки.
К = 2,5 (за табл.7)
тому що діаметр протяжки більше 55мм, то перевірку на жорсткість не виробляємо.
приймаємо h = 3,6 мм (табл.8)
Визначимо крок і число одночасно працюючих зубів.
Попередньо приймаємо крок Р = 9мм (табл.8)
Максимальне число зубів, одночасно беруть участь у роботі.
Z p max =
тому що Z p max> 8, приймаємо Z max = 8.
Коригуємо крок:
приймаємо остаточно Р = 10мм, (табл.8)
Розміри профілю зубів протяжки: (табл.8)
r = 1,8 мм; g = 4,5 мм; R = 5,5 мм; F = 9,6 мм 2.
Розрахунок сили різання і перевірка протяжки на міцність.
Сила різання P z = P 'z ∙
де P 'z - сила різання на 1мм довжини ріжучої кромки, кг / мм.
P 'z = 9,5 кг / мм. [Родзевич Л.В. Різання металів і ріжучий інструмент М. Машгиз, 1962.]
Найбільша довжина ріжучої кромки зуба.
в с = π ∙ d max-n до ∙ S до = 3,14 ∙ 60,074-30 ∙ 1,3 = 149,4 мм
P z = 9,5 ∙ 8 ∙ 149,4 = 11354,4 кг = 113544Н
Приймаються протяжної верстат 7530М
Q = 300000 Н; L = 1800мм.
Тягове зусилля верстата:
Р ст = 0,9 ∙ Q = 0,9 ∙ 300000 = 270000 Н
Міцність в перетині хвостовика:
Р хв = [δ] р ∙ F оп = 400 ∙ 1809,6 = 723840 Н
де [δ] р = 400 МПа (табл. 12), F оп = 1809,6 мм 2
Міцність в перетині западин першого зуба:
Р вн = [δ] р ∙ F 'оп = 400 ∙ 1793,6 = 717440 Н
F 'оп = 0,785 (d o-2h) 2 = 0,785 (55-2 ∙ 3,6) 2 = 1793,6 мм 2
Сила різання не перевищує гранично допустимих.
Розрахунок калібрів зубів.
Число калібрують зубів Z к = 7 (табл.21)
Крок калібрів зубів при Р = 10мм:
Р 1 = 7мм; Р 2 = Р 1 +1 = 7 +1 = 8мм; Р 3 = Р 1 +2 = 7 +2 = 9мм (табл.14)
Розміри профілю калібрів зубів:
h = 3,6; r = 1,8; g = 4,5; R = 5,5; F = 9,6 мм 2
Визначимо діаметри зубів:
а) калібрують
d к = 60,07 мм
б) ріжучих
d p 1 = d o = 55мм
d p 2 = d p 1 +2 S z = 55 +2 ∙ 0,02 = 55,04 мм
d p 3 = 55,04 +2 ∙ 0,02 = 55,08 мм
d p 4 = 55,08 +2 ∙ 0,02 = 55,12 мм
d p 5 = 70,12 +2 ∙ 0,02 = 55,16 мм
d p 6 = 55,16 +2 ∙ 0,02 = 55,2 мм
d p 7 = 55,2 +2 ∙ 0,02 = 55,24 мм
d p 8 = 55,24 +2 ∙ 0,02 = 55,28 мм
d p 9 = 55,28 +2 ∙ 0,02 = 55,32 мм
d p 10 = 55,32 +2 ∙ 0,02 = 55,36 мм
d p 11 = 55,36 +2 ∙ 0,02 = 55,4 мм
d p 12 = 55,4 +2 ∙ 0,02 = 55,44 мм
d p 13 = 55,44 +2 ∙ 0,02 = 55,48 мм
d p 14 = 55,48 +2 ∙ 0,02 = 55,52 мм
d p 15 = 55,52 +2 ∙ 0,02 = 55,56 мм
d p 16 = 55,56 +2 ∙ 0,02 = 55,6 мм
d p 17 = 55,6 +2 ∙ 0,02 = 55,64 мм
d p125 = d p124 +2 ∙ 0,02 = 59,96 +2 ∙ 0,02 = 60мм
d p126 = d p125 +1,5 ∙ 0,02 = 60 +0,024 = 60,03 мм
d p127 = d p126 +1,2 ∙ 0,02 = 60,03 +0,016 = 60,054 мм
d p128 = d p127 +0,8 ∙ 0,02 = 60,054 +0,016 = 60,07 мм
Кількість ріжучих зубів Z р = 128.
Визначення довжини протягання.
а) довжина ріжучої частини:
l р = Z p ∙ P = 128 ∙ 10 = 1280мм
б) довжина калібрує:
l k = (P 3 + P 3 + P 1) ∙ 2 + P 3 = (9 +8 +7) ∙ 2 +9 = 57мм
в) довжина передньої направляючої:
то l вн = L = 75мм
довжина перехідної конуса l пк = 20мм.
l o = 200 + L = 200 +75 = 275мм (табл.11)
г) задня напрямна:
l зн = 45мм (табл.24)
д) загальна довжина протягання:
L пр = l o + l р + l k + l зн = 275 +1280 +45 +45 = 1645мм.
Довжина ходу каретки стану 7530М підходить.
Список використаної літератури
1. Галактіонова О.П. Проектування комбінованих шліцьових протяжок проямобочного профілю Методичні вказівки для курсового проектування, Свердловськ, 1988.
2. Ничко А.Г Проектування черв'ячних модульних фрез з використанням ЕОМ Методичні вказівки по курсовому проектуванню, Свердловськ, 1986.
3. Родзевич А.В. Різання металів і різальний інструмент, М., Машгиз, 1962.