Юнусова Д.И. Расчет и проектирование дискового долбяка и шпоночной протяжки

Долбяк.cdw

Число зубьев долбяка
Номинальный делительный
Фактический угол зацепления
Толщина зубьев по делительной
окружности в исходном сечении
Высота головки зуба в исходном
Высота ножки зуба в исходном
Степень точности долбяка
Накопленная погрешность
Радиальное биение зубчатого венца
Торцовое биение передней
Погрешность длины общей
Профиль зуба в плоскости
переднего торца (4:1)
Твердость режущей части 63 66 HRC.
Конусность и овальность посадочного отверсти не более 0
Общие допуски по ГОСТ 30893.1: H14
Маркировать индекс изделия
Остальные технические требования по ГОСТ 9323-79.

Юнусова.docx

Уфимский государственный авиационный технический университет
Выполнение индивидуального задания
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к лабораторной работе по
(обозначение документа)
Расчет плоской шпоночной протяжки5
Проектирование дискового долбяка10
1Расчет параметров нарезаемого колеса10
2Параметры долбяка12
3Проверка пригодности долбяка для нарезания заданного колеса14
Технология изготовления дисковых долбяков для нарезания зубчатых колес16
Маршрутная технология изготовления дисковых долбяков [5]16
Расчет режимов резания табличным методом для операции №2020
В современном машиностроении находят широкое применение новые методы обработки новые конструкции и виды режущего инструмента и металлорежущих станков. Непрерывно повышается доля процессов чистовой обработки определяющих точность изготовления шероховатость поверхности и физико-механических свойств поверхностного слоя деталей которые имеют чрезвычайно большое значение для достижения высоких эксплуатационных качеств изделия.
Инструменты в широком смысле представляют собой орудия употребляемые при ручной и механической обработки 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 роль и ни одна отрасль не может обойтись без использования инструментов в широкой их номенклатуре.
В данной курсовой работе проектируется два режущих инструмента: шпоночная протяжка и долбяк. Шпоночные протяжки применяются для обработки шпоночных канавок в отверстиях. Зуборезный долбяк предназначен для нарезания зубьев цилиндрических колес методом обкатки. Этот метод является прогрессивным методом обработки зубчатых изделий как в отношении производительности так и точности.
Расчет плоской шпоночной протяжки
Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. Они обеспечивают получение точности до 7 – 9 квалитета и возможность получения шероховатости Ra06 – Ra25.
Высокая производительность объясняется тем что в работе одновременно участвуют несколько режущих зубьев обеспечивающих большую суммарную длину режущих кромок.
По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки разделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки обрабатывают отверстия наружные предназначены для обработки плоскостей и фасонных поверхностей. По конструкции протяжки делятся на цельные составные и сборные.
Длина обрабатываемого отверстия L = 70 мм.
Параметры протягиваемого отверстия: d = 42H7 мм D = 65 мм b = 12P9 мм t1 = 29 +01 мм r = 03 мм.
Материал обрабатываемой детали Латунь ЛТ90 ГОСТ 17711-93: В = 27 кгсмм2 = 35%.
Станок на котором будет работать протяжка 7510.
Рисунок 1.1 – Эскиз детали обрабатываемой протяжкой
Назначаем материал протяжки сталь Р6М5 ГОСТ 19265 – 73. [1]
Параметры плоского хвостовика для протяжки: b3 = 12 мм l4 = 80 мм H = 28 мм l3 = 18 мм l2 = 25 мм f = 6 мм c = 1 мм площадь опасного сечения FX = 224 мм2. [1]
Рисунок 1.2 – Параметры хвостовика протяжки
Суммарный подъем протяжки. [1]
где f0 = 088 мм – величина стрелки.
Ширина зубчатой части
bn = bMAX – В = 11982 - 001 = 11882 мм (1.2)
где В принимается от 0 до 001 мм [1].
Подача на зуб для режущих зубьев [1].
Принимаем Sz = 011 ммзуб.
Округляем до ближайшего целого числа и принимаем t = 13 мм.
Наибольшее количество одновременно работающих зубьев [1].
(отбросили дробную часть) (1.4)
Параметры стружечной канавки [1].
Основные размеры: Q = 40 мм R = 80 мм.
Основная канавка: h0 = 50 мм r = 25 мм Fa = 196 мм2.
Мелкая канавка: h0 = 35 мм r = 18 мм Fa = 963 мм2.
Рисунок 1.3 – Схема стружечной канавки
Передний и задний угол протяжки [1].
Передний угол протяжки γ=10°
Задний угол протяжки α=3°±30
Коэффициент заполнения впадины
K = 255 > K min =25 – условие выполняется.
Высота режущего выступа
h’0 = 125 · h0 = 125 · 5 = 625 мм (1.6)
где h0 – глубина стружечной канавки (п.8)
где Cp = 115; kγ = kc = kH = 1 [1].
Высота сечения по первому зубу протяжки
[] = 350 МПа – допускаемое напряжение рабочей части протяжки [1].
По справочным данным выбираем H1 = 28 мм.
Высота по последнему зубу
Количество режущих зубьев
lp = t·zp = 13·35 = 455 мм (1.11)
Количество и размеры стружкоделительных канавок на режущих зубьев [1]
Количество канавок: nк = 2
Размеры канавок: Sк = 08 – 10 мм; Нк = 05 - 07 мм; rк = 02 – 03 мм.
Угол бокового поднутрения [1]
Рисунок 1.4 – Угол бокового поднутрения
Поднутрение начинается не от самой величины а на расстоянии f = 07 – 10 мм.
Поднутрение делается на зубьях высота которых равно или больше 12 – 13 мм.
Переходные режущие кромки выполняются
По дуге радиуса Rn = 025 – 03 мм;
Длина перехдной кромки 02 – 03 мм.
Напряжение растяжения в материале хвостовика протяжки
где [] = 350 МПа [1].
Высота калибрующих зубьев [1]
Количество калибрующих зубьев принимается по таблице (П.3.21) [1]
Шаг калибрующих зубьев
Длина калибрующей части
lк = tк · zк + (5 10) = 13 · 5 + (5 10) = 70 мм (1.13)
Прямая ленточка на вершинах калибрующих зубьев [1]
Общая длина гладких частей
l1 = l1’ + lр + l3 + lб + lч
l1 принимаем по справочным данным: l1 = 210 + h’ = 210 + 625 = 21625 мм. [1] (1.14)
Общая длина протяжки
Ln = l1 + lр + lк = 21625 + 455 + 70 =741 ± 3 мм. (1.15)
Глубина паза в направляющей оправке
H = H1 + f0 = 28 + 088 = 2888 мм (1.16)
Толщина тела в направляющей оправке проверяется
H = 2888 мм 3458 Условие выполняется.
В данном разделе курсовой работы рассчитана шпоночная протяжка генераторной схемы резания для изготовления шпоночного паза шириной b = 12P9 высотой t1 = 29 мм и длиной L = 70 мм. Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. Обрабатываемый материал Латунь ЛТ90 ГОСТ 17711-93 протяжка цельная из Р6М5 ГОСТ 19265 – 73.
Длина протяжки: 741±3 мм.
по первому зубу – 28 мм.
по последнему зубу – 3178 мм
Количество зубьев – 40
калибрующей части – 4
Проектирование дискового долбяка
Долбяки предназначены для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес внешнего и внутреннего зацепления.
Дисковый долбяк для прямозубых колес представляет собой корригированное зубчатое колесо у которого есть передние и задние углы. Для создания заднего угла на вершинах и боковых сторонах зубьев коррекция долбяка в сечениях перпендикулярных его оси сделана переменной.
Для увеличения точности нарезаемых колес и долговечности долбяка при переточках его исходное или расчетное сечение располагается на некотором расстоянии от переднего торца в расчетном сечении смещение исходного контура равно нулю т.е. толщина зуба будет равна соответствующеу размеру исходного контура инструментальной рейки.
Государственный стандарт (ГОСТ 9323-79) включает пять типов долбяков для прямозубых и косозубых цилиндрических колес. [5]
Угол профиля исходного контура α - 20°;
Число зубьев z1 – 24;
Число зубьев колеса z2 – 30
Коэффициент смещения для шестерни - +015 мм;
Коэффициент смещения для колеса - +020 мм;
Степень точности 7-7-8 Ba..
1 Расчет параметров нарезаемого колеса
Номинальная делительная толщина зуба:
S = (05·+2·x1 ·tg α)·m = (05·+2 ·0.15 ·tg 20°) ·3 = 503992 мм (2.1)
d1 = m·z1 = 3·24 = 72 мм (2.2)
db1 = m·z1·cosα=3·24·cos20° = 67657869 мм
db2 = m·z2·cosα=3·30·cos20° = 84572336 мм
Наименьшее отклонение толщины зуба AS и допуск на толщину зуба Тс [2].
AS = 120 мкм = 0120 мм
Tc = 90 мкм = 009 мм
Наибольшая и наименьшая делительная толщина зубьев [1]
Smax = S – AS = 5039962 – 0120 = 4919962 мм (2.4)
Smin = Smax – Tc = 4919962 – 009 = 4829962 мм (2.5)
Допуск на диаметр впадин колеса [2]
df = m ·(z -2·(ha*+ c* -x)) (2.6)
df1 = m ·(z1 -2·(ha*+ c* -x1 )) = 3·(24 – 2(1 + 025 – 015) = 654 мм
df2 = m ·(z2 -2·(ha*+ c* -x2 )) = 3·(30 – 2(1 + 025 – 02) = 837 мм
Наибольший и наименьший диаметр впадин [1]
dfmin = dfmax - Tdf = 654 – 025 = 6515 мм (2.7)
Межосевое расстояние
По таблице инвалют αW = 21847322 тогда
Диаметр окружности впадин
Угол профиля окружности вершин нарезаемого колеса
Тип долбяка – дисковый.
По ГОСТ 9323-79 выбираем размер dНОМ = 80 мм
Число зубьев долбяка z0 ориентировочно определяем и принимаем по формуле
Принимаем z0 = 28 [1]
Передний угол γ=5° [3]
Задний угол на вершине зуба принимаем αв = 6° [3]
Диаметр основного цилиндра долбяка
Фактический профильный угол долбяка с учетом искажения от наличия переднего и заднего угл
Диаметр основного цилиндра
Толщина зуба на окружности вершин у нового долбяка минимально возможная
Геометрические параметры нового долбяка
Геометрические параметры долбяка определяются коэффициентом смещения и делительной толщиной зуба. Нужно подобрать S0 так чтобы выполнялось неравенство [1]
Принимаем S0 = 5039962
Угол станочного зацепления долбяка с нарезаемым колесом
По таблицам инвалют αW = 21243665°
Станочное межосевое расстояние
Диаметр окружности вершин долбяка обеспечивающий получения заданного диаметра впадин у колеса
Угол профиля на окружности верши
Толщина зуба долбяка на окружности вершин
Проверяем выполняется ли неравенство
Неравенство выполняется.
Найдем расстояние A до исходного сечения:
Диаметр впадин долбяка изменяется при переточках по тому же закону что и диаметр вершин. Для нового долбяка пригодно любое значение впадин удовлетворяющее условию
где C0 = (02 03)m = (02 03) 3 = 09 мм – величина радиального зазора между впадиной долбяка вершиной зуба нарезаемого колеса [1]
Угол установки салазок станка
Положение граничной точки L0 на профиле зуба долбяка можно определить по формуле
Параметры необходимые для контроля долбяка при шлифовании его зуба
Для контроля толщины зуба долбяка определяем длину общей нормали
3Проверка пригодности долбяка для нарезания заданного колеса
Проверка отсутствия срезания вершин зубьев нарезаемого колеса [4].
Параметры долбяка колеса и станочного зацепления должны удовлетворять неравенству
Проверка положения граничной точки L профиля зуба нарезаемого колеса [1].
Проверка радиального зазора в станочном зацеплении [1].
Радиус кривизны переходной кривой колеса в точке ее сопряжения с окружностью впадин
В данном разделе был рассчитан и проверен дисковый долбяк. Долбяк сделан из Р6М5 ГОСТ 19265-83. Число зубьев 28 модуль – 3 мм номинальный делительный диаметр 80 мм длина общей нормали 2359951 мм степень точности 7-7-8 Ba. Для обработки шестерни с числом зубьев 24 которая должна зацепляться с колесом имеющим число зубьев 30.
Была проведена проверка отсутствия срезания вершин зубьев нарезаемого колеса tgαl0 = 0527987 0535989. Проверка положения граничной точки L профиля зуба нарезаемого колеса tgαl0 = 0527987 > 0166210 > 0. Проверка радиального зазора в станочном зацеплении ρf 1386611 мм.
Технология изготовления дисковых долбяков для нарезания зубчатых колес
Маршрутная технология изготовления дисковых долбяков [5]
Наименование операции. Переходы
Оборудование. Приспособление. Инструмент.
Абразивно-отрезной станок МФ332. Дисковая пила
Штамповать заготовку
Токарно-револьверная.
Подрезка торца сверление отверстия обточка наружного диаметра до кулачков
Револьверный станок.
Самоцентрирующий патрон. Сверло резец шаблон.
Токарно-револьверная.
Подрезка другого торца обточка оставшейся части наружного диаметра расточка отверстия и выточки проточка кольцевой канавки расточка канавки в выточке.
Самоцентрирующий патрон. Сверло развертка зенкер с направлением резцы специальный шаблон.
Токарно-револьверная. Обточка торца на конус под 5° снять фаску по отверстию.
Самоцентрирующий патрон. Резцы специальный шаблон.
Обточка наружного диаметра на конус.
Фрезерование профиля зубьев.
Зубофрезерный станок.
Червячно-модульная фреза.
Печь закалочная с ванной. При температуре 1250±50°. Охлаждение в масле
Шлифовка ленточки на переднем торце и опорный торец.
Карусельно-шлифовальный станок. Шлифовальный круг.
Прибор для размагничивания
Притереть опорный торец
Притирочный станок. Приспособление. Притирочная плита. Лекальная линейка.
Шлифовка отверстия и внутреннего опорного торца
Внутришлифовальный станок.
Спец. приспособление. Шлифовальный круг. Калибр.
Оправка. Притир. Калибр.
Предварительная заточка передней поверхности под углом 6°.
Плоскошлифовальный станок с круглым столом.
Оправка. Шлифовальный круг. Шаблон.
Шлифовка профиля зубьев с одной и с другой стороны предварительно.
Зубошлифовальный станок.
Переходные и простановочные кольца. Шлифовальный круг. Эвольвентомер. Шагомер.
Шлифовка профиля зубьев с одной и с другой стороны окончательно.
Шлифовка по окружности выступов окончательно.
Круглошлифовальный станок. Оправка. Шлифовальный круг. Микрометр. Зубомер.
Заточка по передней поверхности окончательно.
Круглошлифовальный станок.
Оправка. Шлифовальный круг.
Ванна для цианирования
Расчет режимов резания табличным методом для операции №20
Основные элементы резанья при сверлении:
скорость резания V ммин;
глубина сверления t мм;
продольная подача S ммоб.
Сверление посадочного отверстия производится на токарно-револьверном станке 1П365.
Материал заготовки Р6М5 ГОСТ 19265-73.
Спиральное сверло Р18 2301-0100 ГОСТ 10903-77 [10]
Диаметр отверстия ∅29.
Длина сверления – сквозное отверстие.
Рисунок 4.1 – Операционный эскиз
Расчет режимов резания:
t=0.5·D = 05·29 = 145 мм
Продольная подача выбирается по справочным данным [6] в зависимости от диаметра сверла и обрабатываемого материала:
Принимаем S = 026 ммоб.
Значения коэффициента и показателей степени и приведены в табл. П.4.7 [6]: CV = 35; y = 045; m = 012.
Значение периода стойкости Т- в табл. П.4.9[6]: T=25 мин
Общий поправочный коэффициент является произведением коэффициентов учитывающих влияние материала заготовки материала инструмента и коэффициента учитывающего глубину сверления .
- в табл. П.3.13 П.3.14 П.3.16 [6]:;
- в табл. П.3.17 [6]:;
- в табл. П.4.10 [6]:.
Расчет оборотов шпинделя n определяют по формуле где - диаметр сверла мм.
Число оборотов шпинделя уточняется по станку и рассчитывается уточненная скорость резания.
Принимаем n=100 обмин;
В данной курсовой работе было спроектировано два режущих инструмента.
Была спроектирована плоская шпоночная протяжка по ГОСТ 18217-90 генераторной схемы резания для обработки шпоночного паза с шириной b = 12P9 высотой t = 29 мм длиной l = 70 мм. Протяжка из Р6М5 ГОСТ 19265-73 длиной 741 мм высотой по первому зубу 28 мм по последнему – 3178 мм количество зубьев 39 из них 35 – режущих 4 – калибрующих. Протяжка цельной конструкции то есть хвостовик выполняется из стали.
Также спроектирован дисковый долбяк по ГОСТ 9323-79 из материала Р6М5 ГОСТ 19265-73 модуль – 30 мм число зубьев – 28 номинальный делительный диаметр – 80 мм длина общей нормали 236 мм степень точности 7-7-8 Ba. Для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев 24 которая должна зацепляться с колесом имеющим число зубьев 30. Нормальный исходный контур по ГОСТ 13755-68.
Приведена маршрутная технология изготовления долбяка и расчет режимов резания для операции №020 (сверление посадочного отверстия) маршрутной технологии. Маршрутная технология состоит из 135 операций.
Кишуров В.М. Черников П.П. Курсовое проектирование режущего инструмента в машиностроении: учеб. пособие В.М. Кишуров П.П. Черников. – М.: Изд-во МАИ 2006. – 159 с.: ил.
ГОСТ 1643-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски.
ГОСТ 9323 -60 Долбяки зуборезные чистовые. Технические условия.
Кирсанов Г.Н. Арбузов О.Б. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов – М.: Машиностроение 1986. – 288 с.
Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. Учеб. пособие – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1982. – 256 с.
Кишуров В.М. Кишуров М.В. Мугафаров М.Ф. Черников П.П. Яруллин Ч.А. Назначение и расчет наивыгоднейших режимов резания при механической обработке: учеб. пособие. – Уфа 2011. – 146 с..
ГОСТ 4043-70. Хвостовики для протяжек. Типы и основные размеры.
ГОСТ 9323-79. Долбяки зуборезные чистовые. Технические условия.
ГОСТ 18217-90. Протяжки шпоночные. Конструкция.
ГОСТ 10903-77. Сверла спиральные с коническим хвостовиком. Основные размеры.

Протяжка.cdw

под кулачковый патрон
Материал Р6М5 ГОСТ 19265-73
Общие допуски по ГОСТ 30893.1: H14
Размеры и предельные отклонения хвостовиков по
Остальные технические требования по ГОСТ 28442-90.
Маркировать: обозначение протяжки
материал режущей части
товарный знак завода изготовителя.
Профиль режущих зубьев (2:1)
Профиль калибрующих зубьев (2:1)