Ріжучий інструмент 2

Анотація

Аносов В.М. Проектування ріжучого інструменту: Курсова робота. - Челябінськ: ЮУрГУ, 2008. - 29., Бібліографія літератури - 8 найменування, іллюстрцій - 9, таблиці - 5. 1 аркуш креслень формату А1. 1 аркуш креслень формат А2, 3 листи креслень формат А3

В результаті виконання курсової роботи були проведені розрахунки та проектування ріжучих інструментів виданих на підставі завдань для закріплення знань з предмету «Ріжучий інструмент». Внаслідок чого був розроблений круглий фасонний різець, спроектована шлицевая протяжка і розроблений долбяка. Виконуючи роботу, було освоєно послідовність ведення роботи в проектуванні інструменту, всебічно-об'єктивний підхід до поставленого завдання і більш чітке залучення необхідної літератури.

ЗМІСТ

Введення

1. Розрахунок круглого фасонного різця

1.1 Вихідні дані

1.2 Розрахунок среднеісполнітельних розмірів

1.3 Вибір геометрії ріжучих крайок

1.4 Максимальна глибина профілю деталі

1.5 Розрахунок глибини профілю

1.6 Розрахунок задніх кутів

1.7 Вибір бази для контролю

1.8 Розрахунок розмірів профілю різця

1.9 Розрахунок кутових і криволінійних учас. проф.

1.12 розміри шаблону і контршаблона

2. Проектування протягання

2.1 Вихідні дані:

2.2 Порядок розрахунку

Таблиця 2.1 - Діаметри зубів протяжки

3. Проектування долбяка

3.1 Розміри зубчастих коліс

3.2 Проектування інструменту

4. Список літератури

ВСТУП

Сутність технології виготовлення деталей машин полягає в послідовному використанні різних технологічних способів впливу на оброблювану заготовку з метою надати їй задану форму і розміри вказаної точності.

Одним з таких способів є механічна обробка заготовок різанням. Вона здійснюється металорізальних інструментом і ведеться на металорізальних верстатах.

Всі способи та види обробки металів засновані на зрізанні припуску і перетворення його в стружку, складають різновиди, що визначаються терміном «різання металів».

Наівигоднешім режимом різання називається такий, при якому забезпечуються найбільша продуктивність і найменша собівартість обробки при цьому не порушуючи якості виробу.

При призначенні елементів режиму різання необхідно найбільш повно використовувати ріжучі властивості інсрумента, а також кінематичні та динамічні дані верстата. При цьому повинно бути забезпечено задану якість обробленої деталі. Призначення режиму різання - це вибір швидкості, подачі та глибини різання, що забезпечує необхідний період стійкості інструмента.

Вибір методу розрахунку диктується конкретними умовами.

В основному це витрачений час і якість обробки. Для цього випущених досить багато літератури, яке зі зміною технології і новими вимогами все більше поповнюється. Єдино що потрібно правильно в них оріентіроватся і більш точно використовувати їх за призначенням.

1. Розрахунок круглого фасонного різця

1.1 Вихідні дані

Спроектувати круглий фасонний різець для обробки деталі ескіз якої наведено на малюнку 1.

Матеріал деталі - алюмінієвий сплав В95

Ступінь точності виконання діаметральні розмірів Н11, осьових - Н12, h 12. / 1, таблиця 1 /

Рис.1 - Ескіз деталі типу вал

1.2 Розрахунок среднеісполнітельних розмірів

Розрахунок зведений в таблицю 1.

Таблиця 1: Среднеісполнітельние радіуси поверхонь

На ділянці 3 - 5 деталі не відомий радіус R. Визначимо його.

R _max = ,

R _min = ,

де r ₁ - радіус 3 вузлової точки,

r ₂ - радіус 4 вузлової точки,

l - довжина від точки 3 до точки 4, l = l _3-5 / 2 = 9 ^+0.15, тоді

R _max = мм.,

R _min = мм.,

.

1.3 Вибір геометрії ріжучих крайок

Так як σ _в до 500 МПа, то γ = 25 °, α = 8 - 15 °. Матеріал різця - швидкоріжуча сталь.

1.4 Максимальна глибина профілю деталі

t = 17,46-7,4725 = 9,988.

По / 1, таблиця 12 / максимально допустимий радіус різця R ₀ = 30мм.

Висоту установки осі різця приймаємо h = 5 мм.

Тоді уточнюємо значення заднього кута:

.

1.5 Розрахунок глибини профілю

Розрахунок глибини профілю на різці від ріжучої кромки на деталі виконаний за відповідним аналітичним залежностям:

А ₄ = r ₁ · cosγ = 7,4725 · cos25 ° = 6,7724;

У ₄ = R ₄ · cos (α + γ) = 30 · cos (25 ° +9,594 °) = 24,6959,

де R ₄ = R _0;

A ₄ + B ₄ = 6,7724 +24,6959 = 31,4683;

Н = R ₀ · sin (α + γ) = 30 · sin (25 ° +9,594 °) = 17,0327.

Для всіх інших ріжучих крайок аналогічні відстані визначаємо за формулами:

А _i = r _i · cosγ _i;

B _i = A ₁ + B _{1-A i.}

Радіуси кіл, на яких лежать відповідні кромки різця визначаються за формулою: ,

тоді глибина профілю на різці щодо ріжучої кромки, обробній мінімальний діаметр на деталі, визначимо як

.

Допуск положення для всіх ріжучих крайок приймається рівним 0,2 від поля допуску на відповідний радіус оброблюваної циліндричної поверхні.

Результати зведені в таблицю 2.

Таблиця 2: Глибина профілю від ріжучої кромки, що обробляє мінімальний діаметр деталі

1.6 Розрахунок задніх кутів

Розрахунок проводимо для похилих ділянок профілю 1-2, 3-5, 6-7, 12-13 в точках 4, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 12, 13.

Кути між дотичними до профілю різця і радіальним перерізом приймаємо такими, якими вони мають місце на деталі. Результати розрахунків зведені в таблицю 3.

Таблиця 3: Задні кути на похилих ріжучих кромках

1.7 Вибір бази для контролю радіальних і осьових розмірів на різці

В якості такої обрана ріжуча кромка для обробки поверхні деталі з номінальним діаметром Ø 35 мм.

За осьову базу приймаємо поверхню 5-6 з Ø 25 до Ø 33.

1.8 Розрахунок розмірів профілю різця від радіальної вимірювальної бази

Розрахунок розмірів профілю різця від радіальної вимірювальної бази та номінальних розмірів шаблону і контршаблона зведений в таблицю 4.

Таблиця 4: Розміри від радіальної вимірювальної бази

1.9 Розрахунок кутових і криволінійних ділянок профілю

На профілі різця є три похилі ріжучі кромки для обробки конічних ділянок 1-2, 6-7, 12-13. Через малої протяжності цих ділянок утворюють профілю по цих ділянках приймаються прямолінійними.

Розрахунки радіусу і координат центру замінює колу для криволінійного ділянки профілю фасонного різця виробляємо за наступними координатами точок:

т. 3 (0; 0)

т. 3 (-4,5375; -4,0704)

т. 4 (-9,075; -4,995)

Схема, що пояснює знаходження радіуса, на малюнку 2.

Рис.2 - Система координат відносно т. 3

;

.

Згідно з рисунком 2

Кути нахилу хорд:

;

;

;

;

;

Радіус замінює окружності:

Координати центру замінює окружності:

;

;

1.10 Додаткові ріжучі кромки різця

Розміри ріжучих кромок для надрізання виконані з розрахунку, що глибина надрізання 1мм., А ширина надрезного різця 3мм.

Додаткові ріжучі кромки показані на малюнку 3.

1.11 Перерахунок для різця осьових розмірів від осьової вимірювальної бази

Результати перерахунку представлені на малюнку 3.

1.12 Осьові радіальні та кутові розміри шаблону і контршаблона

Номінальні розміри розраховуємо з умови максимуму тіла різця. Допуски на лінійні розміри у шаблону задаються в тіло, а у контршаблона - симетрично. Величини цих допусків приймаються у шаблонів 10%, а у контршаблонов - 5% від поля допуску відповідних розмірів профілю різця. Допуск на кутові розміри шаблону встановлюється в розмірі 10% від допуску на профілі деталі, але не менше 3 ¢. У контршаблонов на виготовлення кутових розмірів допуск встановлюється в розмірі 25% від допуску на шаблон, але не менше 1 ¢. Креслення шаблону і контршаблона представлений на рисунку 4.

Рис.3 - Профіль різця

Рис.4 - Конструктивне оформлення різця

Необхідні розміри.

,

де t - максимальна глибина профілю;

до - запас по передній поверхні для розміщення стружки.

Діаметр контрольної ризики

;

Діаметр контрольного циліндра, відповідного радіальної вимірювальної базі Ø 34,92 ^+0,062. Максимальний діаметр різця Ø 60 ^+0,19.

2. Проектування протягання

2.1 Протягується заготовка. Вихідні дані:

Матеріал - сталь 20ХНЗА, твердість - НВ 285-321, стан - після відпалу, отвір під протягування отримано зенкування, діаметр його до протягування d _o (Н12) = 25,2 ^+0,21 мм, внутрішній діаметр шліців d (Н11) = 26 ^+0,13 мм, зовнішній діаметр шліців D (Н12) = 32 ^+0,25 мм, ширина шліцьових западин b (F8) = 6 ^+0,028 мм, число шліців z = 6, розмір фаски fх45 = 0,4 мм, параметр шорсткості поверхонь (по b, D, d) Ra   = 2,5 мкм, довжина протягування l = 80 мм.

2. Верстат горизонтально-протяжної, мод. 7Б56; тягова сила Q = 196000 H, максимальна довжина ходу штока L _max = 1600 мм, діапазон робочих швидкостей 1,5-13 м / хв, стан - задовільний.

3. Виробництво - великосерійне.

4. Довжина протяжки, допустима можливостями інструментального виробництва і заточного відділення, L _max = 1500 мм.

2.2 Порядок розрахунку

Розрахунок починаємо з встановлення схеми розташування зубів на протяжці, групи оброблюваності і групи якості. Приймаються попередньо схему розташування зубів ФКШ. Остаточно схему розташування зубів буде встановлена ​​після розрахунку довжини круглої частини. Якщо l _до> 1,5 l, то фасочние зуби слід розташувати між перехідними та чистовими круглими зубами, тобто прийняти схему Ко.п.ФКч.к.Ш.

1. Групу оброблюваності встановлюємо за табл. П1 додатки (літ. 1, стор.301). Сталь 20ХНЗА з твердістю НВ 285-321 ставитися до 3-ї групи оброблюваності (сталь в'язка).

2. Групу якості встановлюємо для кожної поверхні шліцьового отвори окремо по табл. П2 додатки (літ.1, стр.304). Так як центрування проводитися по внутрішньому діаметру з d = 26 мм і параметром шорсткості поверхні виступів Ra <2,5 мкм, то група якості поверхні виступів, бічних сторін і поверхонь западин друга.

3. За матеріал робочої частини протягання (передній конус, передня напрямна ріжуча частина, задня напрямна і задній хвостовик) приймаємо швидкорізальної сталь Р6М5 по табл. П3 додатки (літ. 1, стор 304) приймаємо швидкорізальної сталь

4. Конструкцію протягання приймаємо з привареним хвостовиком, матеріал хвостовика - сталь 40Х. Конструкцію хвостовика і розміри приймаємо по ГОСТ 4044-70 (літ.1, стор 306). Тип, виконання 1. Діаметр переднього хвостовика D _хв. = 22е8 мм, діаметр заднього хвостовика D _з.хв. = 17с11 мм.

Силу, допустиму міцністю переднього хвостовика, розраховуємо за формулою , Де - Допустиме напруження при розтягуванні, МПа, F _оп - площа небезпечногоперетину хвостовика, мм ^2. Прийнявши площа небезпечногоперетину F _оп = 227 мм ² по табл. П4 (літ.1, стр.306) і рекомендоване напруга при розтягуванні = 300 МПа

Р _хв. = 227.300 = 68100 Н.

5. Передні і задні кути зубів протяжки вибираємо з табл. П5 додатки (літ.1, стор 308).

Передній кут чорнових та перехідних зубців, чистових і калібрів γ = 15 °, задній кут чорнових та перехідних зубців α _о = 3 °, чистових α _ч = 2 °, калібрують α _к = 1 °. Допуски на передні і задні кути по ГОСТ 9126-76.

Вибране значення переднього кута для протягань діаметром до 40 мм слід перевірити на можливість виконання на інструменті, діаметр абразивного кола повинен бути не менше 100 мм.

Вибір форми та профільного кута проводиться за профілем стружкової канавки. Розрахунок виконуємо в такій послідовності:

Допоміжний кут

Необхідний профіль кут шліфувального круга

Справі розраховуємо максимально допустимий діаметр шліфувального круга де ,

мм, отже, приймаємо γ = 10 °.

, Приймаємо шліфувальний круг чашечной форми;

; мм, що задовольняє вимогам.

6. Швидкість різання встановлюємо за табл. П6 додатки (літ. 1, стор 309), для круглої частини, одна з якої має найбільш високу групу якості (2-ю), v = 5 м / хв. Так як у табл. П1 програми сталь 20ХНЗА відзначена зірочкою (в'язка), то знижуємо швидкість на 20%, тобто v = 4 м / хв. Ця швидкість входить в діапазон швидкостей верстата.

7. Визначаємо подачу чорнових зубів за середньою напрацювання між двома відмовами (по табл. П7 програми, літ.1, стр.310). Спочатку встановлюємо напрацювання чистової частини при S _zч = 0,02 мм і v = 4 м / хв і Т = 67 м. Для чорнових зубів при v = 4 м / хв і Т = 71 м, S _zс = 0,18 мм на зуб на сторону. Напрацювання з урахуванням поправочних коефіцієнтів, прийнятих відповідно до табл. П18 додатки (літ.1, стр.315), складає

Т _м.н. = Т · К _тв · До _тр · До _тз · К _тм · До _тд · До _те · До _тф,

де К _тв - залежність від виду та групи якості протягаються поверхонь, К _тр - залежність від схеми різання, К _тз - залежність від виду заготовки і підготовки поверхні під протягування, К _тм - залежність від матеріалу протягання, К _тд - залежність від доведення зубів протяжки , До _те - залежність від виду МОР, К _тф - залежність від форми шліцьового паза.

Т _м.н. = 67.0, 8.1.1.1.1.1.1 = 53,6 м

Для круглої частини, призначеної для обробки поверхні 2-ї групи якості, подачу чорнових зубів обмежуємо рекомендації табл. П17 додатки (літ.1, стр.315): для v = 4 м / хв і поверхні 2-ї групи якості S _zc = 0,12 м / хв.

8. Визначаємо глибину стружкової канавки за формулою , Де l _s - сумарна довжина протягаються ділянок, мм. Приймаються попередньо коефіцієнт відвідуваності згідно з рекомендацією методики До = 2,5

Для круглих зубів h = = 5,53 мм

За табл. П19 програми приймаємо найближчу велику глибину стружкової канавки h = 6 мм (літ.1, стр.317).

Для фасочних і шліцьових зубів h = = 6,77 мм

За табл. П19 програми приймаємо найближчу велику глибину стружкової канавки h = 8 мм (літ.1, стр.317). Глибину стружкової канавки, допустиму жорсткістю протягання (діаметр перерізу по дну стружкової канавки <40 мм), визначаємо за формулою h _ж = (0,2-0,23) d _про

Для фасочних та круглих зубів h _ж = 0,23 · 25,2 = 5,796 мм,

для шліцьових h _ж = 0,23 · 26 = 5,98 мм.

З таблиці. П19 програми приймаємо найближчу меншу по відношенню до розрахункової глибину h = 5 мм для всіх частин протяжки.

Так як глибина стружкової канавки для фасочних і шліцьових зубів прийнята з умови жорсткості протягання, то для розміщення стружки в стружкової канавці зменшуємо подачу за формулою :

S _zo = 0,1 мм, приймаємо S _zo = 0,1 мм

9. Визначаємо крок чорнових зубів t _о і число одночасно працюючих зубів z _р. Крок чорнових зубів приймаємо по табл. П19 програми найменшим з усіх наявних і відповідним даній глибині стружкової канавки h = 5 мм, t _o = 13 мм. Інші елементи профілю: b = 5мм, r = 2,5 мм, R = 8мм.

Число одночасно працюючих зубів розраховуємо за формулою = = 6

10. Визначаємо максимально допустиму силу різання (P _max). Приймаються P _max найменшою з трьох сил - Р _ст, Р _хв. І Р _о.п.:

Р _ст = 0,8 · Q = 0,8 · 20000.9, 81 = 156 960 Н

Р _хв. = 68100 Н

Величину Р _оп визначаємо за формулою Р _оп = F _OП · [σ] _р, де F _оп = 0,785 · (d _o -2 · h) ^2, прийнявши [σ] _р = 400 МПа,

F _оп = 0,785 (26-2 · 5) ² = 181,366 Н,

Р _оп = 181,3664 · 400 = 72546,56 Н.

Отже, приймаємо Р _max = Р _оп = 72546,56 Н

11. Визначаємо число зубів у групі z _з по формулі z _c = (В _max · z · q _o · z _p · K _Pм · До _ро · До _рк · До _рр) / Р _max для кожної частини протягання роздільно, підставивши у формулу всесто У _max значення В _фmax, У _кmax і В _шmax. Максимальну довжину різальних крайок на фасочних зубах визначаємо наближено за формулою

У _{ф max} = b +2 f + (dd _o)

У _фmax = 6 +2 · 0,4 + (26-25,2) = 7,6 мм

У табл. П31 програми при В _фmax <9 і D до 20-50 мм допускається z _з = 1

Максимальну довжину різальних крайок на круглих зуби визначаємо за формулою У _кmax = πd / z - (b +2 f),

У _кmax = 3,14 · 26 / 6 - (6 +2 · 0,4) = 6,81 мм

Значення B _кmax менше значення, при якому допускається робота без поділу стружки; отже, приймаємо z _с.к. = 1.

Максимальну довжину різальних крайок на шліцеві зубах У _шmax = b _max = 6,028 мм.

Питому силу різання q _про у формулі

z _c = (В _max · z · q _o · z _p · K _Pм · До _ро · До _рк · До _рр) / Р _max,

де К _мр - залежність від стану і твердості оброблюваного матеріалу, До _ро - залежність від виду МОР, До _рк - залежність від групи якості простягається поверхні, До _рр. - залежність від способу розділення стружки, визначаємо з табл. П20 програми: для γ = 10 ° і S _zо = 0,1 мм q _про = 236 Н / мм, для S _zс = 0,1 мм q _про = 236 Н / мм, поправочні коефіцієнти знаходимо за табл. П21 програми: До _рм = 1, К _рр. = 1, К _рк = 1, К _ро = 1 для МОР, прийнятій за табл. П18 додатки (сульфофрезол В),

z _С.Ф. = 0,89,

z _с.к. = 0,85,

z _с.ш. = 0,75.

Приймаємо:

z _С.Ф. = 1, z _с.к. = 1, z _с.ш. = 2

12. Розподіляємо припуск між різними частинами і зубами протяжки. Припуск на фасочную частина визначається за формулою А _ф = D _{ф-d оmin,} де D _ф знаходимо за формулою D _ф = D _е + 0,4, а діаметр кола D _е, що проходить через точку перетину вихідних профілів фаски і прямобочние паза, по формулами

sin λ = (b +2 f) / d = (6 +2 · 0,4) / 26,13 = 0,26131

λ = 15,14781 °

сtg λ _е = 4,32

λ _е = 13,04254 °

D _е = b / sin λ _е = 6 / sin 13,04 = 26,71 мм

D _ф = D _e +0,5 = 26,7 +0,5 = 27,21 мм

А _ф = D _ф - d _о = 27,21-25,2 = 2,01 мм

Припуск на круглу частину знаходимо за формулою

А _к = d _{max-d omax} = 26,13-25,2 = 0,93 мм

Припуск на чорнові зуби А _до визначаємо за формулою А _до = А _к - (А _к.п. + А _к.ч.),

де А _к.п. = 0,18 мм з табл. П23, А _к.ч. = 0,12 мм з табл. П22,

А _до = 0,93-0,18-0,12 = 0,63 мм.

Припуск на шлицевую частина знаходимо за формулою А _ш = D _{max-D ш1,} а діаметр першого шліцьового зуба за формулою D _ш1 = D _е +2 S _zo

D _ш1 = 26,7 +2 · 0,1 = 26,91 мм

А _ш = 32,25-26,91 = 5,34 мм

Припуск на чорнові шліцеві зуби визначаємо за формулою

А _шо = А _ш - (А _ш.п. + А _ш.ч.), в якій А _ш.п. = 0,18 мм з табл. П23, А _ш.ч. = 0,08 мм з табл. П22,

А _шо = 5,34-0,18-0,08 = 5,08 мм.

13. Знаходимо число груп чорнових зубів i _o, залишковий припуск А _ост і розподіл його. Кількість груп чорнових зубів i _o визначаємо за формулою i _o = A _o / 2S _zo, підставивши в неї відповідні значення А _о і S _zo, прийняті для кожної частини; залишковий припуск знаходимо за формулою А _ост = А _{о-2S zo} · i _o .

i _ф = А _ф / 2S _Zф = 2 / 2 · 0,1 = 10, приймаємо i _ф = 10.

А _ост.ф. = 2-2 · 0,1 · 10 = 0

i _до = А _до / 2S _zок = 0,63 / 2.0, 1 = 3,15

А _ост.к. = 0,63-2 · 0,1 · 2 = 0,03

Так як А _ост.к. <2Sп ₁ (див. табл. П23 додатка), тоді i _до = 3, доля залишкового припуску рівна 0,03 зріже перший чистовим зубом:

i _шо = А _шо / 2S _zшо = 5,05 / 2.0, 1 = 25

А _ост.шо = 5,05-2 · 0,1 · 25 = 0,09 мм, приймаємо i _шо = 25.

14. Загальне число зубів визначаємо за формулою Σz = z _ф + z _к + z _ш, число фасочних - за формулою z _ф = i _ф · z _С.Ф, число круглих - за формулою z _к = z _ко + z _К.П + z _к.ч. + z _К.К і число шліцьових - за формулою z _ш = z _шо + z _ш.п + z _ш.ч + z _ш.к

z _ф = 10.1 = 10

Число круглих чорнових зубів розраховуємо за формулою z _до = i _до z _с.к. = 3.1 = 3

Число круглих перехідних зубів z _к.п. = 2, з табл. П23 програми, число круглих чистових зубів z _к.ч. = 2, число калібрують з табл. П22 програми z _к.к. = 2.

z _к = 3 +2 +2 +2 = 9.

Число шліцьових зубів визначаємо за формулою z _шо = i _шо z _с.ш +1 = 25.2 +1 = 51.

Число шліцьових зубів з табл. П23 програми z _{ш.п. =} 4, скоригована кількість перехідних зубів за рахунок залишкового припуску z _ш.п. = 4, число шліцьових чистових зубів (при z _с.ш.ч. = 1) z _ш.ч = 2, число калібрує зубів z _ш.к. = 4,

z _ш = 51 +4 +2 +4 = 61,

z = 10 +9 +61 = 80

15. Підйоми перехідних зубів круглої і шлицевой частин приймаємо по табл. П23 програми:

для круглих Sп ₁ = 0,06 мм, Sп ₂ = 0,03 мм

для шліцьових Sп ₁ = 0,06 мм, Sп ₂ = 0,03 мм

Підйоми чистових зубів круглої і шлицевой частин приймаємо по табл. П22 програми для круглих Sz _ч = 0,02 мм (два зуба), Sz _ч = 0,01 мм (два зуба) до підйому перший чистового зуба додаємо 0,04 від залишкового припуску, тобто Szч ₃ = 0,04 мм і Szч ₄ = 0,01 мм, для шліцьових Sz _ч = 0,02 мм (два зуба).

16. Визначаємо довжину ріжучої частини протяжки L _р, кроки і профіль чистових круглих і шліцьових зубів. Спочатку знаходимо довжину фасочной частини за формулою l _ф = t _про z _ф, ​​круглої частини - за формулою l _к = t _o (z _ко + z _к.п.) + t _ч (z _к.ч. + z _к.к. - 1), шлицевой частини - за формулою l _ш = t _o (z _шо + z _ш.п. +1) + t _ч (z _ш.ч. + z _ш.к. -1)

l _ф = 15.10 = 150мм

Для круглої і шлицевой частин знаходимо крок чистових зубів за табл. П24 додатки (беремо середній крок t _2).

Кроку t _о = 14мм відповідає крок чистових зубів t ₁ = 13, t _к.ч. = t _К.Ш. = t ₂ = 11 мм.

Інші елементи стружкової канавки чистових зубів беремо з. табл. П19 програми h = 5 мм від t _ч залежить b = 7 мм, R = 8 мм, r = 2,5 мм,

l _к = 15 (3 +2) +13 (2 +2-1) = 114 мм,

l _ш = 15 (51 +4 +1) +13 (2 +4-1) = 905мм,

L _р = 150 +114 +905 = 1169 мм.

17. Силу протягування на кожній частині протягання розраховуємо за формулами

Р _ф = (В _фmax zq _o z _p K _p) / z _С.Ф. = (7,6 · 6.236.6.1) / 1 = 64569,6 Н

Р _к = (В _кmax zq _o z _p K _p) / z _с.к. = (6,81 · 6.236.6.1) / 1 = 57857,76 Н

Р _ш = (В _шmax zq _o z _p K _p) / z _с.ш. = (6,028 · 6.236.6.1) / 2 = 25606,94 Н

18. Розраховуємо сили протягування на кожній частині протягання за формулами, прийнявши середню довжину ріжучого леза на фасочних зубах У _ф = 6,8 мм

P _ф = 57772,8 Н

P _к = 57857,76 Н

P _ш = 51213,89 Н

19. Діаметри калібрують D _кк = 26,13 d11 мм

D _шк = 32,25 d11 мм

20. Для схеми ФКШ згідно з рекомендаціями п.10 (стор.89) методики приймаємо діаметр западин фасочних зубів рівним діаметру d _omin: D _ВФ = 25,2 мм, D _вш = 26 мм.

21. Число викружек на круглих чорнових та перехідних зубах та їх ширину визначаємо за табл. П25 програми:

N _к = 8, а _до = 6 мм і по табл. П27 програми R _в = 30мм, R _к = 25 мм

Чистові круглі зуби виконуються без викружек

Число викружек шліцьових зубів N _ш = z = 6 ширину ріжучих лез на прорізних зубах визначаємо за формулою Б _ф = Б _ш = b-2f, прийнявши попередньо розмір криволінійної фаски з табл. П32 програми:

f _п = 1 мм, Б _ш = 4 мм

Для визначення радіуса викружкі R _в і радіуса шліфувального круга R _до обчислимо ширину викружек шліцьових зубів по формулі а _ш = ПD / N-Б _ш = 12,47 мм.

За табл. П27 програми для а _ш = 12,74 мм і D = 32 мм, R _в = 30 мм, R _к = 25 мм.

22.Діаметр передньої направляючої D _пн = 25,2 Е8 мм, довжина передньої направляючої l _пн = 64 мм, так як l / D> 1,5

23. Довжина перехідного конуса приймаємо по табл. П28 програми l _п = 20мм

24. Відстань від переднього торця протягання до першого зуба визначаємо відповідно до п. 22 стор.55

L ₁ = l ₁ + l ₂ + l ₃ + l +25 = 150 +25 +40 +25 = 240 мм

l ₁ приймають в залежності від діаметра хвостовика = 150 мм, l ₂ і l ₃ в залежності від верстата l ₂ = 25 мм, l ₃ = 40 мм

26. Діаметр задньої напрямної D _зн = 26 f9 мм

довжину задньої напрямної приймаємо по табл. П29 програми:

l _зн = 25 мм

Протяжку робимо без заднього хвостовика

27. Загальну довжину протягання визначаємо за формулою

L = L ₁ + L _p + l _зн = 240 +25 +1169 = 1434 мм

Округлюємо L до 1435 мм

за рахунок зменшення довжини заднього напрямки:

l _зн = 26 мм

Таблиця 2.1 - Діаметри зубів протяжки

Розрахунок коригованого профілю фасочних і шліцьових прямобочние зубів. Для розрахунку коригованого бічного профілю шліцьових прямобочние зубів з таблиці діаметрів (2.2) зубів призначаємо номера першого (N _а = 21) і останнього (N _е = 69) зубів розрахунковому дільниці, діаметри цих зубів D _а = 27,11 мм і D _е = 31,91 мм. Для розрахунку використовуємо також ширину паза b = 7 мм, крок чорнових зубів t _o = 15 мм. Задаємося допоміжним кутом в плані: φ ₁ = 3 º.

Підйом заднього центра С на довжині протягання й половину кута коригованого бічного профілю зубів та шліфувального круга ω _до розраховуємо за формулами

; ;

; ;

; ;

мм;

; ;

мм.

мм.

мм.

Для розрахунку підйому заднього центра С, розмірів для контролю бічного профілю фасочних зубів Н _а і Н _в призначаємо номера першого N _а = 1 і останнього N _е = 9 фасочних зубів і радіуси цих зубів D а = 25,4 мм і D е = 27 , 2 мм, значення кута фаски β _ф і коригованого пішла фаски β _до приймаємо по табл. П34 програми для числа шліців z = 6: β _ф = 40 º, β _до = 30 º.

Інші дані, які беруть участь у розрахунку, наступні: b = 7 мм, з = 0,5 мм, d = 25,4 мм.

Розрахунок проводимо за формулами:

; ;

; ;

; ;

; ;

мм;

мм;

мм

Шліфування бічного профілю фасочних зубів виробляємо профільним кругом з ω _к = 60 º (з табл. П34 додатка), отже,

мм.

Довжина розрахункової ділянки

мм

мм.

мм;

мм;

Коригованого кут профілю фасочних западин на протяжці 2 ω _до = 120 º (з табл. П34 додатка).

Для першого зуба Н ₁ = 9,57 мм, для останнього Н ₂ = 9,26 мм; при шліфуванні бічних поверхонь фасочних зубів з № 1 по № 10 задній хвостовик підняти в напрямку стрілки Е; підйом дорівнює 5,07 мм на довжині 1435 мм; при шліфуванні бічних поверхонь шліців із зуба № 21 і № 69 задній хвостовик підняти в напрямку стрілки F; підйом дорівнює 0,57 мм на довжині 1435 мм; поздовжній профіль чорнових зубів.

3. Проектування долбяка

Вихідні дані:

Долбяки дискові зовнішнього зачеплення, чашкового типу

Модуль нормальний - m _n = 2;

Кількість зубів нарізається колеса z ₁ = 20;

Кількість зубів сполученого колеса z _к = 38;

Коефіцієнт зміщення вихідного контуру нарізається колеса x ₁ = 0,36;

Коефіцієнт зміщення вихідного контуру сполученого колеса х _к = 0,25;

Ст = 8В

3.1 Розміри зубчастих коліс

За ГОСТ 1643-72 вибираємо значення найменшого відхилення товщини зуба залежно від виду сполучення і ступеня точності за нормами плавності. Для цього визначаємо діаметр ділильного кола нарізається колеса

d ₁ = m _n · z ₁ = 2.20 = 40 мм

d _к = m _n · z _к = 2.38 = 76 мм

Найменше відхилення товщини зуба

А _се = 0,11 мм

Допуск на товщину зуба T _c встановлюється за табл. 16 (ГОСТ 1643-72). Для цього попередньо визначаємо допуск на радіальне биття зубчастого вінця F _r нарізається колеса по табл. 3 (ГОСТ 1643-72)

F _r = 0,042 мм

Т _з = 0,1 мм

Код нарізається зубчастого вінця

K ₁ = ₁

У зв'язку з тим, що зубчасті колеса мають кут β = 0, то m _t = m _n, α _t = α _n

Діаметр основного кола

dв ₁ = d ₁ · сos α _n = 40 · сos20 = 37,5877 мм

dв _к = m _n · z _до · сos α _n = 2.38 · сos20 = 71,4166 мм

Кут зачеплена в передачі

inv α _tw = inv α _t + 2 (x ₁ + k ₁ · x _o) · tg α _n / (z ₁ + k ₁ · z _o)

inv α _tw = inv α _t + 2 (0,25 +1 · 0,36) · tg 20 / (38 +1 · 20)

inv α _tw = inv α _t +0,007656 радий

inv α _t = tg α _t - α _t = 0,014904 радий

inv α _tw = 0,007656 +0,014904 = 0,0225603 радий

α _tw = 22,85 °

Коефіцієнт зрівняльного зміщення

Δy = х ₁ + k ₁ · х _до - 0,5 (z ₁ + k · z _к) (сos α _n / cosα _tw - 1) =

= 0,25 +1 · 0,36 - 0,5 (20 +1 · 38) (сos20/cos22, 85 - 1) = 0,038261 мм

Діаметр окружності виступів

da ₁ = d ₁ +2 k ₁ m _n [f + k ₁ (x ₁ - Δ y)]

da ₁ = 40 +2 · 1.2 [1 +1 (0,4-0,038261)] = 45,287 мм

da _до = 76 +2 · 1.2 [1 +1 (0,4-0,038261)] = 80,847 мм

Міжосьова відстань у передачі

a _tw = (dв _до + k ₁ dв ₁₎ / 2 cosα _tw

a _tw = (71,4166 +1 · 37,5877) / 2 cos22, 85 = 59,1435 мм

Діаметр западин

d _'f1 = 2a _{tw-k 1} (da _до +0,6 m _n), де dв _до - діаметр основного кола,

d _{'f 1} = 2.59 _,1435-1 (80,84696 +0,6 · 2) = 36 мм

Dа _до - діаметр окружності виступів сполученого колеса.

Допуск на діаметр западин

δ _f1 = Т _с / tgα _т + 0,3

δ _f1 = 0,1 / tg20 +0,3 = 0,57 мм

Розрахунковий діаметр западин

d _f1 = (d _'f1 -0,2 k ₁ δ _f1),

d _{f 1} = (36-0,2 · 1.0, 57) = 35,886 мм

d _{f 1 max} = 35,886 +0,114 = 36 мм

d _{f 1 min} = 35,886-0,456 = 35,43 мм

Радіус кривизни на початку активної ділянки профілю зуба

ρ _р = a _tw sin α _tw -0,5 k ₁

ρ _р = 59,1435 sin 22,85-0,5 · 1 · = 4,02 мм

Радіус кривизни наприкінці активної ділянки профілю зуба

ρ _а = 0,5 k ₁

ρ _а = 0,5 · 1 = 12,63 мм

Коефіцієнт зміщення вихідного долбяка контуру зуба деталі у верстатному зачепленні з долбяком

х ₁ =- А _се +0,25 Т _с) / 2m _n tgα _n

х ₁ =- (0,11 +0,25 · 0,1) / 2.2 tg20 =- 0,0927274 мм

3.2 Проектування інструменту

Вибираємо з мінімальним ділильним діаметром d _о = 80 мм

Кількість зубів долбяка z _о = 80 / 2 = 40 мм

Діаметр основного кола d _у = 80 · з os 20 = 75,1754 мм

Верстатне зачеплення нового долбяка з деталлю з умови обробки западин і активного ділянки профілю

А = 1 + ((d ² _f1-d ² _у - (2ρ _p) ²⁾ / (dв ₁ + dв _про) ²

А = 1 + ((35,886 ² -75,1754 ² - (2.4, 0199) ²⁾ / (37,5877 +75,1754) ² = 0,65175

В = 2.2 ρ _р / (dв ₁ + dв _о)

В = 2.2.4, 01994 / (37,5877 +75,175) = 0,1426

С = 2 · d _f1 / (dв ₁ + dв _о)

С = 2.35, 886 / (37,5877 +75,175) = 0,6365

Сума коефіцієнтів під радикалом

У = А ² + В ² - З ² = 0,65175 +0,1426 +0,6365 = 0,03999961

Z = А · С = 0,65175 · 0,6365 = 0,415

Х = А ² + В ² = 0,65175 ² +0,1426 ² = 0,445

D = В √ У = 0,1426 √ 0,3999961 = 0,0285

α _tw = arccos ((Z ± D) / X)

α _'twн = arccos ((0,415 ±, 0285) / 0,445) = 29,785

invα _twн = 0,0525 радий

α _'twс = 5,103 °

Коефіцієнт зміщення вихідного контуру для нового долбяка

x _він = (invα _{twn-invα n)} (z ₁ + z _o) / 2 tgα _{n-x 1}

x _він = (0,052514-0,0149) (20 +40) / 2 tg20 + -0,0927 = 3,1926 мм

Верстатний кут зачеплення з умови відсутності в процесі обробки зрізу головки зуба деталі неевольвентой частиною зуба інструмента

_α''twc = arctg (2ρ _a / (d в ₁ + d в _o)

_α''twc = arctg (2.12, 6301 / (37,5877 +74,175) = 12,62641

Так як d _f1 <d _b1, не потрібно розраховувати ще один кут зачеплення

Вибираємо кут зачеплення

α _twc = 12,626 º

invα _twc = 0,003823

Розміри нового долбяка по передній поверхні при верстатному вугіллі зачеплення, рівним α _tw

міжосьова відстань у зачепленні

a _tw = (dв ₁ + k ₁ · dв _о) / 2cosα _tw

a _tw = (37,5877 +1 · 74,1754) / 2cos29, 79 = 64,9638 мм

діаметр окружності виступів

Dа _він = k ₁ (2a _{twн-d f1)}

Dа _він = 1 (2.64 ,96377-35, 886) = 94,0415 мм

Для визначення окружний товщини зуба по верху долбяка розраховуємо розміри долбяка у вихідному перерізі:

окружна товщина зуба по ділильному діаметру

S _'по = П · m _n / 2 = 3,14 · 2 / 2 = 3,142 мм

товщина зуба по ділильному діаметру для нового долбяка

S _але = S _'по +2 · х _він m _n tgα _n = 3,14159 +2 · 2,86245 · 2 tg20 = 7,7897 мм

верстатний кут зачеплення

inv α _'tw = inv α _n +2 х ₁ / (z ₁ + k ₁ z _o) tg α _n = 0,0149-2 · 0,09273 / (20 +40) tg 20 = 0,013779 радий α' _tw = 20,76 º

міжосьова відстань в зачепленні:

a _'tw = (dв ₁ + k ₁ · dв _о) / 2cosα' _tw = (37,5877 +1 · 74,1754) / 2cos20, 76 = 60,296 мм

діаметр окружності виступів

d _'ao = 2 a' _tw - K ₁ d _{f 1} = 2.60, 296 - 35,886 = 84,707 мм

кут тиску на голівці зуба

α't _ат = arccos d _у / d _ат = arccos 75,1754 / 84,70678 = 27,442 º

i nv α _'tао = 0,04033 радий

Окружна товщина зуба по верху долбяка у торцевому перерізі

S _'tao = 84,9239 (3,14159 / 80 +0,0149-0,0403) = 1,1729 мм

Мінімально допустима окружна товщина зуба по верху

[S _tао] = √ 0,2594 · 2-0,0375 = 0,6938 мм

Кут тиску на голівці зуба нового долбяка

α _'tаон = arccos d _ть / Dа _він = arccos 75,1754 / 94,04154 = 36,9286

inv α _'tаон = 0,107076 радий

Окружна товщина зуба по верху долбяка у торцевому перерізі

S _tao = 94,0415 (7,7897 / 80 +0,0149-0,1071) = 0,48896 мм

При d _АОН = 94,041536 долбяка має S _tao <[S _tao]

Таким чином, необхідно розраховувати максимально припустиме позитивне вихідне відстань з умови відсутності загострення зубів долбяка

Визначення діаметра інструмента за умовою відсутності загострення зубів:

розрахункове значення d _ат = 85,9107 мм;

товщина зуба по передній поверхні

S _але = 3,5 мм;

S _tao = 1,04 мм;

α _'tаон = 28,70275 мм;

inv α _'tаон = 0,04659 мм.

Рис.3.1 - Визначення діаметра інструмента в залежності від [S _tao]

Максимально допустимий діаметр долбяка з умови відсутності загострення зубів

d _АОН = 85,9107 мм

Максимально допустимий позитивне вихідне відстань для нового долбяка

а _'н = (85,9107-84,70678) / 2 tg 6 = 5,727 мм

х _він = (85,9107-84,70678) / 4 = 0,30099 мм

Максимально допустимий негативне вихідне відстань визначаємо при підстановці в них значення кута α _twc і α _twн

х _ос = (0,00364-0,014904) (40 +20) / (2 · tg 20) + 0,093 =- 0,83589 мм

а _з = -0,8359 · 2 / tg 6 =- 15,906 мм

Максимальна величина сточування

H = 5,7274 +15,9059 = 21,633 мм

Отримана максимально допустима величина сточування Н> В _'р, тому приймаємо:

а = 0,5 В'р = 5,00 мм

а _з = -5,00 мм

х _він = 5,00 · tg 6 / 7 = 0,2628 мм

Уточнюємо діаметри інструменту нового, сточені і задній кут по верху з умови обробки западин між зубами деталі

верстатний кут зачеплення нового долбяка

invα _twn = 0,0149 +2 · tg 20 (0,262761-0,093) / (20 +40) = 0,01698,

α _twn = 20,833

міжосьова відстань

а _twн = (37,5877 +75,1754) / 2 cos 20,833 = 60,33 мм

зовнішній діаметр нового долбяка

d _АОН = 2.60 ,33-35, 886 = 84,766 мм

Коефіцієнт зміщення вихідного контуру для гранично сточені долбяка

х _ос =- 5,00 tg 6 / 7 = -0,2628 мм

верстатний кут зачеплення

invα _twс = 0,0149 +2 · tg 20 (-0,26276-0,093) / (20 +40) = 0,01059,

α _twс = 17,9167 º

міжосьова відстань

а _twс = (37,5877 +75,1754) / 2 cos 17,9167 = 82,624 мм

Діаметр долбяка d _АОС = 2.60 ,0267-35, 886 = 84,167 мм

Задній кут по верху долбяка

δ = arctg ((84,7652-82,62428) / 20) = 6,109875 = 6 º 6 '36''

Радіус кривизни на початку активної ділянки профілю зуба нарізається колеса, забезпечуваний розрахованим інструментом

новим долбяком ρ _н = а _twн sinα _twн -0,5

ρ _н = 60,33 sin20 ,833-0, 5 = 1,873 мм

сточеним долбяком ρ _з = а _twс sinα _twс - 0,5

ρ _с = 59,2551 sin17, 92 - 0,5 = 1,0866 мм

Нормальна товщина зуба по ділильному діаметру нового долбяка

S _але = 3,14159 +2 · 0,262761 · 2 · tg 20 = 3,524 мм

Висота головки зуба h '= 0,5 (d _{АОН-d o)} = 0,5 (84,7652-80) = 2,385 мм

Діаметр западин

d _fo = d _{a він} - d _а1 + d _{f січня} -0,6 m _n = 84,7652-45,28696 +35,886-0,6 · 2 = 74,164 мм

Коригованого профільний кут інструмента

α _'n = arctg (1 + tg 6 · tg 5) tg 20 = 20,169147 = 20 º 10' 9''

Діаметр основного кола при шліфуванні бічного профілю зубів долбяка

d _'у = d _про cosα' _n = 80 cos 20,16915 = 75,094 мм

Радіус кривизни на початку активної ділянки профілю зуба долбяка

ρ _р = а _twн sinα _twн -0,5

ρ _р = 60,33 sin20 ,833-0, 5 = 8,82445 мм

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Металорізальні інструменти: Підручник для вузів за фахом «Технологія машинобудування», «Металорізальні верстати та інструмент» / Т.М. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровий і др.-М.: Машинобудування, 1989.-328 с.: Іл.

2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Збірник завдань і прикладів по різанню металів і різального інструменту: Навчальний посібник для технікумів з предмету «Основи вчення про різання металів і ріжучий інструмент» .- 5-е вид. -М.: Машинобудування, 1990.-448 с.: Іл.

3. Васькін В.А. «Ріжучий інструмент». Навчальний посібник по курсовому проектуванню. - Челябінськ: ЮУрГУ, 1998, - 215с.: Іл.

4. Довідник конструктора-інструментальника: За заг. ред. В. І. Баранчікова. -М.: Машинобудування, 1994.-560 с.: Іл.

5. Черемисов А.В., Івлєв С.Б. Проектування черв'ячних зуборізних фрез: Навчальний посібник для курсового проетірованія.-Челябінськ: ЧДТУ, 1993.-11 с., Іл.

6. Довідник інструментальника / І. А. ординарців, Г. В. Філіппов, О.М. Шевченка та ін; За заг. ред. І.А. Ордінарцева.-Л.: Машинобудування, 1987.-846 с.: Іл.

7. Довідник технолога-машинобудівника. У 2-х т.-4-е видання / за ред. А.Г. Косилової і Р.К. Мещерякова .- М.: Машинобудування, 1985.-Т.2.

8. Ануров В.І. Довідник конструктора-машинобудівника: У 3-х т. - 7-е вид., Перераб. і доп. -М.: Машинобудування, 1992