Проектирование призматического фасонного наружного резца и червячной модульной фрезы

записка.doc

Проектируются инструменты для трёх видов металлообработки:
призматический фасонный наружный резец червячная модульная фреза для
нарезания цилиндрических зубчатых колёс комбинированная шлицевая
Фасонные резцы - инструменты для высокопроизводительной обработки
резанием. Применяются при массовом и серийном производстве позволяют
полностью обрабатывать заготовку за один рабочий ход но имеют свои
недостатки: большие силы резания при работе относительная сложность
изготовления привязанность к конкретному изделию. Существует три
разновидности фасонных резцов: стержневые призматические круглые.
Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и
специфичного в проектировании изготовлении и эксплуатации поэтому все
вопросы связанные с его созданием должны решаться комплексно с учётом
его конструктивных особенностей и назначения. По точности изготовления
червячные модульные фрезы изготавливаются классов точности ААА АА А В
С D и рекомендуются соответственно для нарезания зубчатых колёс 5 6-
8 9 10 11-й степени точности.
Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно
точным методом обработки. Применяется окончательно для получения
отверстий и наружных поверхностей различной формы. Применяется при
массовом и серийном производстве. Протяжки для обработки отверстий
делятся на круглые шлицевые (прямобочные эвольвентные спиральные
остроугольные) многогранные (квадратные шестигранные и другие). По
реализуемой схеме резания протяжки разделяют на одинарные и групповые
Проектирование призматического фасонного резца
1 Техническое задание
Рассчитать и сконструировать фасонный призматический резец для
обработки детали из прутка диаметром [pic]= 62 мм подготовив канавку под
последующее отрезание. Материал детали – сталь 40XH. Профиль фасонного
резца определить аналитическим способом. Технические требования принять
Рисунок 2.2 Эскиз призматического фасонного резца.
2 Профилирование резца
2.1 Геометрия режущей части:
α – задний угол град;
γ – передний угол; град
выбираются по [1 с. 36 таб. 1] в зависимости от материала заготовки:
α =12°–15°; принимаем α = 12°
γ =10°–15°; принимаем γ = 10°.
2.2 Размеры дополнительных режущих кромок:
2.2.1 Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается:
φ = 15°-20°; принимаем φ = 15°.
2.2.2 Длина детали мм.
2.2.3 а – ширина упрочняющей режущей кромки мм :
а= 2-5 мм; принимаем а =3 мм
2.2.4 Ширина режущей кромки для протачивания канавки под отрезание
b=3-8 мм; принимаем b=5 мм
2.2.5 Ширина перекрытия режущей кромки для протачивания канавки под
[p принимаем [pic]=1 мм
2.2.6 Ширина перекрытия концевой режущей кромки.
Общая ширина резца вдоль оси заготовки[pic]мм
Lр = 50+0+5+1+3=59 мм
2.4 Радиусы окружностей узловых точек профиля детали мм.
2.5 Наибольшая глубина профиля детали.
где [pic] – наибольший радиус обрабатываемой детали мм
[pic] – наименьший радиус обрабатываемой детали мм.
2.6 Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается по [1 с. 79] φ = 15°-20° ; принимаем φ = 15°.
2.7 Расстояние между передней поверхностью резца и центром детали:
hи=15*sin 10[pic]=2.605
γ – передний угол град.
2.8 Координатные расстояния резца.
2.8.1 Передний угол в n-ной узловой точке резца
где [pic] – расстояние между передней поверхностью резца и
[pic] – радиус n-ной узловой точки детали мм.
2.8.2 Координаты А профиля резца
где γ – передний угол в n-ной узловой точке резца град.
2.8.3 Координаты С профиля резца
[pic] – координата 'А' первой узловой точки резца мм.
2.8.4 Угол искажения в точке n контакта резца с деталью
где α – задний угол резца град.
2.8.5 Координатные расстояния [pic] вычисляем по формуле:
9 Определение координатных расстояний профиля шаблона и контршаблона.
Рисунок 2.3 - Координатные расстояния профиля шаблона и контршаблона
11 Технические условия
11.1 Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73
рабочих поверхностей и режущих кромок – Ra=025 мкм;
опорных поверхностей – Ra=05 мкм;
нерабочих поверхностей – Ra=1 мкм;
остальных поверхностей – Ra=2 мкм.
11.2 Допуски форм и расположения поверхностей (ГОСТ 24643-81). Допуски
на радиальные размеры (т.е. на размеры глубины) фасонного профиля резца
устанавливается одинаковыми равными 13 наименьшего допуска на
радиальные размеры детали но не менее 002 мм (наименьшая величина
допуска приемлемая для производственных условий).
h12 Td=es-ei=0-(-0.1)=0.1 мм
=Td2*3=0.16=0.0160.02 мм
11.3 Допуски на изготовление и эксплуатацию резца
11.4 Допуск на заточку (на угол заострения) исходя из допусков на
размеры резца но не менее ±8'.
11.5 Допуск на установку (углы) не менее ± 15'.
12 Инструментальный материал резца
Для обрабатываемого материала – сталь 40XH в качестве
инструментального материала применяется быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ
код (номер) обрабатываемой заготовки;
марка материала режущей части резца;
передний угол резца;
товарный знак завода-изготовителя ( - Р6М5- α =15°- γ = 10°- )
Расчёт червячной модульной фрезы.
Рассчитать и сконструировать цельную червячную модульную фрезу класса
точности С для обработки цилиндрических зубчатых колес модуля m =2.75 мм
с углом зацепления α = 20о.
Материал заготовки колеса- сталь 40ХН с пределом прочности = 95ДаНмм2.
Обработка производится на зуборезном станке 5К32П.
Технические требования принять по ГОСТ 9324 - 80Е.
2 Определение профиля фрезы в нормальном сечении.
2.1 Величина шага Pn мм
где mn —модуль по нормалимм
2.2 Высота головки и ножки зуба h мм
he =1.25*2.75-0.005=3.412
hf=he+0.25mn=3.412+0.252.75=4.100 (3)
2.3 Полная высота зуба h мм
h=he+hf=3.412+4.100=7.512
2.4 Толщина зуба на делительном диаметре Sn мм
Sn=Pn-(Smin+0.25TS+e)
Sn =8.639-(4.319+0.25*0.025+0.32)=4.489
где Ts - допуск на толщину зуба колеса на делительном диаметре мм
Δ – величина припуска на толщину зуба на последующую обработку
мм (смотри приложение таблица )
Smin - минимальная толщина зуба колеса на делительном диаметре
(мм) определяется по формуле:
Smin=8.6392-0.161=4.319
где (S - величина утонения зуба колеса для обеспечения минимального
Рис.1.1 – Общий вид фрезы
2.5 Толщина зуба при вершине SB мм
SB=4.489-2*3.412*03639=25005
где αпр - угол профиля град (αпр = 20).
2.6 Радиус закругления головки и ножки зуба r1 и r2 мм
r1=0.25mn(1-sinαпр)
r1= 025*2.75(1-sin20)=1.045
3 Определение геометрических параметров режущей части фрезы.
3.1Передний угол при вершине [pic] град определяется в зависимости от
классов точности фрезы:
-для фрезы класса точности Aпередний угол равен:
3.2 Задний угол при вершине αВ
αВ=arctg(tgαбsinαпр) (10)
αВ = arctg(tg4sin20)=11.555
где αб -боковой задний угол град: αб от 2 до 5. Принимаю αб =4.
Рис.1.2 – Геометрические параметры фрезы
4 Определение диаметральных размеров фрезы.
4.1 Посадочный диаметр d мм
d=20*2.750.373=40.985
4.2 Наружный диаметр De мм
4.3 Делительный диаметр Df мм
Df=105-2*3.412=98.175
4.4 Диаметр впадин Di мм
Di=105-2*7.512=89.975
5 Определение числа режущих зубьев z
z=0.4835*89.975 7.5120.452=17.895
6 Определение величины затылования.
6.1 Величина первого затылования К мм
К=3.14*105*tg11.55512=4
Рисунок 1.3- Графическое построение затылования
7 Определение профиля стружечных канавок
7.2 Центральный угол канавки
=3604*z=3604*18=5 (18)
7.3 Глубина стружечной канавки Hk мм
Hk=7.512+(4+7.5)2+1.045=14404
где r -радиус закругления дна стружечной канавки (мм) определяется по
r=(2*392-2*392cos5)2=1.045
7.4 Угол профиля канавки
7.5 Угол обеспечивающий прочность максимально переточенного зуба
8 Определение параметров винтовой нарезки
8.1 Угол подъёма винтовой линии витков
=arcsin(mn*i*dрасч) (23)
= arcsin(275*1314*9662)=2.4138
где i —число заходов фрезы:
i = 1—для фрезы класса точности В
dрасч- расчетный диаметр (мм) определяется по формуле:
dрасч=105-2*341210-0.3*4=9662 мм
9 Определение шага фрезы в осевом сечении Pос мм
Pос=Pncos=8639cosw=8643 (25)
10 Определение общей длины фрезы Lф мм
Lф=2(De22-Di22+Pос+а) (26)
Lф= 2(10522-89.97522+8.643+4)=74
11 Определение толщины тела n мм
n=(105-41+2*14.404)2=9.682
n>nmin условие выполняется.
12 Определение параметров крепёжных элементов фрезы
12.1 Диаметр по буртикам D1 мм
D1=105-2*14.404-2=74.193
12.2 Ширина буртика а мм
13 Определение параметров посадочного отверстия
13.1 Диаметр выточки d1 мм
13.2 Длина выточки в посадочном отверстии L мм
14 Технические требования
Фреза червячная модульная должна удовлетворять техническим
требованиям ГОСТ 9324-80Е.
Твёрдость режущей части HRC 63 64.
Неуказанные предельные отклонения отверстия H14 валов по h14 остальных
размеров ±IT 142 по ГОСТ 25347-82.
Разность соседних окружных шагов не более 004мм.Накопленая
погрешность окружного шага не более 008мм.
Погрешность направления стружечных канавок на длине 100 м не более
Откланение винтовой линии фрезы от зуба к зубу не более 0012мм.
Отклонение винтовой линии фрезы на одном обороте не более 0018мм. На
трех оборотах не более 0028 мм.
Погрешность зацепления от зуба к зубу 0012мм.
Погрешность зацепления на длине активной части не более 0022мм
Маркировать: модуль угол профиля угол наклона стружечной канавки
шаг винтовой линии марка материала фрезы класс точности товарный
знак завода-изготовителя
(m=3-αпр=20º- =2º41’-HB=53084-Р6М5-B )
Проектирование комбинированной шлицевой протяжки
Рассчитать и сконструировать комбинированную шлицевую протяжку дли
обработки шлицевой втулки из чугуна СЧ10 с твердостью НВ=140. Наружный
диаметр шлицевого отверстия D = 50 мм внутренний диаметр шлицевого
отверстия d =46 мм число шлицев n = 8 ширина шлицев b=9 мм длина
протягиваемого отверстия L =28 мм.
Центрирование по наружному диаметру D-8*46H11*50H8*9F9 (ГОСТ 1139-
). Схема резания - одинарная профильная. Станок - горизонтально-
протяжной. Технические требования принять по ГОСТ 28442-90.
2 Определение типа протяжки
По [ 3 с. 5 - 8] для протягивания отверстия длиной 28 мм принимается
протяжка 1ого типа одинарной схемы резания (предварительно).
3 Определение припуска под протягивание и размера предварительно
обработанного отверстия
3.1 Величина припуска на диаметр для цилиндрической части
Ацил = 0005 d+(01÷ 02)[pic] L
*46+(01÷02)[pic]28=0763÷1288мм
Принимаю Ацил=0.8 мм.
где d- внутренний диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия мм
L- длина протягивания мм
3.2 Величина припуска на диаметр для шлицевой части
где Dmax-максимальный наружный диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия
где ЕS - верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра мм;
3.3 Наименьший диаметр предварительно обработанного отверстия
D0= 4616-08=45.36 мм
4 Подача на зуб для черновых зубьев
Sz черн = 003- 006 ммзуб 3 по [ с. 52 таб. 2] в зависимости от
обрабатываемого материала и принятой схемы резания
Принимаем Sz черн = 0.06 ммзуб.
5 Подача на зуб для чистовых зубьев
Sz чист = 001 - 002 ммзуб
Принимаем Sz чист=0.02 ммзуб
6 Определение профиля зубьев и формы стружечных канавок
6.1. Определение профиля стружечной канавки для обработки втулки из
материала CЧ10 длиной 28мм принимается двухрадиусная нормальная форма
стружечной канавки (Рис.10).
6.3 Величина шага черновых зубьев
где с - коэффициент зависящий от схемы резания;
с = 125-15 в зависимости от величины подачи на зуб обрабатываемого
материала и характера производства.
tчерн=(125-15) [pic]28=6614-7937мм
6.4 Величина шага переходных зубьев
t черн = t пер =7 мм (46)
6.5 Величина шага чистовых и калибрующих зубьев
tчист = tкалибр = (06÷07)
tчист = tкалибр = (06÷07) 7=43÷49 мм
Принимаем tчист = tкалибр= 45 мм
6.6 Количество одновременно работающих зубьев
Принимаем: z ziчист=6
h0чернчист=1.13 [pic]
Szчернчист L Kmin мм (49)
h0черн =1.13 [pic]=25 мм
6.8 Остальные параметра стружечной канавки по [ 3 с. 53 таб. 4]
уточняется значение шага канавки и определяются значения длины спинки зуба
q и радиуса закругления дна канавки r. tчист=45мм; h=15 мм; r=08 мм;
q=20мм. tчерн=7 мм ; h=25 мм; r=13 мм;
Рисунок 3.1 Эскиз делительной канавки.
6.9 Величины передних углов режущих зубьев: передний угол γ =10°- для
черновых0 для переходных зубьев γ =-5°- для чистовых и калибрующих зубьев
определяется по [3 с. 54 таб. 6] в зависимости от твердости
обрабатываемого материала.
6.10 Величины задних углов режущих зубьев (Рис.10).
α чернпер=4°-для черновых и переходных зубьев;
α чист = 3° - для чистовых зубьев;
α кал =1° -для калибрующих зубьев
Рисунок 3.2 - Передний и задний углы
7 Определение поперечных размеров зубьев
7.1 Диаметр первого режущего шлицевого зуба
7.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих шлицевых зубьев
dшп=dш.кал =50029 мм
7.3 Ширина шлицевых выступов
dвп = d min =4536 мм
Рисунок 3.3 Профиль шлицевых зубьев.
7.4.1 Определение числа и размеров канавки для деления стружки
Количество канавок для фасочных и шлицевых зубьев равно 1.На целиндрических
зубьях канавки отсутствуют. Размеры:[pic]
Рисунок 3.4 Стружкоразделительная канавка.
7.5 Поперечные размеры цилиндрических зубьев
7.5.1 Диаметр первого режущего цилиндрического зуба
7.5.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих цилиндрических зубьев
dцил.п=dmax=46150 мм
Рисунок 3.5 Профиль цилиндрических зубьев.
8 Определение количества зубьев
8.1 Количество черновых цилиндрических зубьев
zцчерн=( Ацил -A цил.пер.-Ацил.чист.)(2 Szчерн)
где -Ацил.черн. - припуск на черновые цилиндрические зубья мм;
Ацил.чист. - припуск на чистовые цилиндрические зубья мм;
Sz черн - подача на зуб для черновых зубьев ммзуб
Ацл.пер. = 0025 мм по 3 с.55таб.7 в зависимости от величины подачи
на зуб для черновых зубьев Szчерн
zцчерн=( 4)(2*006)=6
8.2 Количество переходных цилиндрических зубьев в зависимости от подачи
на зуб для черновых зубьев Sz пер=1
8.3 Количество чистовых цилиндрических зубьев
zцл.чист. = Ацил.чист(2 Szчист)
zцл.чист. =006(2 *002)=1
где Sz чист - подача на зуб для чистовых зубьев ммзуб
8.4 Количество калибрующих цилиндрических зубьев
8.5 Количество черновых шлицевых зубьев
zш.черн=(Аш-Аш.пер-Аш.чист)(2 Szчерн)
где Ашл- величина припуска на диаметр для шлицевой части мм;
Аш.пер. - припуск на переходные шлицевые зубья мм;
Аш.чнст. - припуск на чистовые шлицевые зубья мм;
Аш.пер. = 002 мм по [ 3 с. 55 таб. 7] в зависимости от величины
подачи на зуб для черновых зубьев Sz черн
zш.черн=(4461)(2*006)=32
8.6 Количество переходных шлицевых зубьев в зависимости от подачи на зуб
для черновых зубьев Sz черн.но не менее одного зуба [pic]
8.7 Количество чистовых шлицевых зубьев
zш.чист=(002(2 Szчист))
zш.чист=002(2 001)=4
8.8 Количество калибрующих шлицевых зубьев
9 Длина рабочей части протяжки
lр.ч.=2768+77=34028 мм
10 Определение размеров гладких частей протяжки.
Рисунок 3.5 -Эскиз переднего хвостовика
10.1 Диаметр хвостовика
Dхв = D0 -01=452-1=442мм
10.2 Длина хвостовика
по [ 3 с. 57 таб. 10] в зависимости от диаметра хвостовика Dхв ;
принимаем lхв=160мм Dхв=40мм f=12мм а=32мм b=32мм Fmin=8042 мм2.
принимаем lш = 10 мм.
10.5 Длина переходного конуса
10.6 Диаметр передней направляющей
10.7 Длина передней направляющей
lп.н. = L + 05 tчерн мм
lп.н. = 28+05*7=315 мм
10.8 Диаметр задней направляющей
Dзн = d [pic]=4600 мм
10.9 Длина задней направляющей
lз.н.= 07*28 =196 мм
11 Общая длина протяжки
пр = lхв + 1ш +1к+lп.н + 1р.ч+1з.н мм
пр = 160+10+10+315+353+196=510 мм
12 Проверка протяжки на прочность
12.1 Суммарная длина шлицевых режущих кромок участвующих в резании
b1 шл = bn n [pic] мм
где bn - ширина шлицевых выступов мм
b шлчерн = 912*8*4=38784 мм
b шлчист = 912*8*6=77568 мм
12.2 Суммарная длина цилиндрических режущих кромок участвующих в резании
b цилчерн = (3.14*45.360)*8 =388996 мм
b цилчист = (3.14*45.360-912*8)*6=11469396 мм
12.3 Максимальное усилие резания
где р-сила резания на 1мм длины режущей кромки даНмм ;
р = 75 – 154 даНмм по [ 3 с. 56 таб. 9] в зависимости от величины
подачи на зуб и вида обрабатываемого материала
Рmax вычисляется для цилиндрических и калибрующих (черновых и
чистовых) зубьев по отдельности. Рmах присваивается максимальное из
полученных четырех значений
Рцилчерн=195*388996=7585422ДаН
Рцилчист=71*11469396=814327116 ДаН
Ршлчерн=195*38784=756288 ДаН
Ршлчист=71*77568=5507328 ДаН
12.4 Минимальная площадь поперечного сечения протяжки принимается
минимальное значение из площадей по первой стружечной канавке или по
12.4.1 Площадь по первой стружечной канавке
где hо - глубина канавки первого зуба мм
[pic] 314 (45.360-2*25)24=25484518 [pic]
12.4.2 Площадь по хвостовику
12.5 Максимальное напряжение
где [ ] - допустимое напряжение в материале протяжки:
[ ] = 25 даНмм для хвостовика из легированной стали;
[ ] =35-40 даНмм для режущей части из быстрорежущей стали
= 758542213854=25[ ] даНмм
В зависимости от полученных значений длины протяжки и максимальной силы
резания по [ 3 с. 55 таб. 8] определяется модель станка
Необходимые условия:
длина протяжки - не более сорока диаметров;
длина протяжки без длины хвостовика – не более максимальной длины хода
Принимаем станок модели 7Б55
13 Технические условия
13.1 Шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789-73
передней и задней поверхностей зубьев поверхности ленточек на
калибрующих зубьях - Ra = 04 мкм;
рабочей поверхности боковых сторон шлицевых зубьев и угловых
поверхностей фасочных зубьев - Ra = 08 мкм;
нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон шлицевых зубьев
поверхности спинки зуба поверхности стружкоразделительных канавок
поверхности шлицевых впадин - Ra = 16 мкм;
поверхностей задней и передней направляющей - Rа = 063 мкм;
посадочной поверхности хвостовика под кулачки - Ra = 125 мкм;
конических поверхностей центровых отверстий - Ra = 08 мкм;
поверхности переходного конуса - Rа = 125 мкм
поверхности шейки и торцев протяжки - Ra = 25 мкм;
радиуса у передней поверхности зуба -Ra = 08 мкм;
остальных поверхностей - Rа = 2.5 мкм
13.2 Допуски и предельные отклонения параметров протяжки:
предельные отклонения диаметров черновых и переходных зубьев - 001
предельные отклонения диаметров чистовых и калибрующих зубьев -0007
допуск на диаметр чистовых и калибрующих зубьев - (14 - 15) от
допуска на протягиваемое отверстие;
допуск на ширину шлицевых выступов - (14 - 15) от допуска на
шлицевые канавки в отверстии;
предельные отклонения диаметра окружности –
предельные отклонения на диаметр хвостовика- е8;
предельные отклонения на длину хвостовика - ± 1 мм;
предельные отклонения на диаметр шейки-
предельные отклонения на диаметр передней направляющей- е8;
предельные отклонения на диаметр задней направляющей-
предельные отклонения на общую длину протяжки - ± 3 мм;
предельные отклонения на величину переднего угла - ± 1 30';
предельные отклонения на величину заднего угла:для черновых
переходных чистовых зубьев -±30 калибрующих зубьев - 15;
13.3 Ширина ленточки калибрующих зубьев 02- 06мм
13.4 Центровочные отверстия выполняются по ГОСТ 14034-74
13.5 Острые кромки притупить
13.6 Инструментальный материал протяжки.
материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265=73
материал хвостовой части - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
твердость режущей части - HRС 63-66;
твердость передней направляющей - НRС 63-66;
твердость задней направляющей - НRС 63-66;
твердость хвостовика - НRС 435-57.
13.9 Маркировка протяжки:
товарный знак завода-изготовителя
обозначение протяжки;
марка материала режущей части;
( -D-8х46H11x50H8*9F9- 2011-Р6М5- )
Рисунок 3.6 эскиз комбинированной шлицевой протяжки.
– круглые зубья; 2 – шлицевые зубья.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Никитина И.П. Расчет фасонных резцов с применением ЭВМ; Методические
указания.-Оренбург:ОГУ2000.-39с.
Никитина И П Расчет червячных модульных фрез для нарезания
цилиндрических зубчатых колес с применением ЭВМ Методические указания -
Оренбург: ОГУ 1997 - 37 с.
Никитина И П Расчет комбинированных шлицевых протяжек с применением ЭВМ
Методические указания - Оренбург ОГУ 1997 - 57 с.
ОГУ 151001.65.4011.06

Чертешаблон контрж.cdw

Копия ПРИ моё (2).doc

Проектируются инструменты для трёх видов металлообработки:
призматический фасонный наружный резец червячная модульная фреза для
нарезания цилиндрических зубчатых колёс комбинированная шлицевая
Фасонные резцы - инструменты для высокопроизводительной обработки
резанием. Применяются при массовом и серийном производстве позволяют
полностью обрабатывать заготовку за один рабочий ход но имеют свои
недостатки: большие силы резания при работе относительная сложность
изготовления привязанность к конкретному изделию. Существует три
разновидности фасонных резцов: стержневые призматические круглые.
Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и
специфичного в проектировании изготовлении и эксплуатации поэтому все
вопросы связанные с его созданием должны решаться комплексно с учётом
его конструктивных особенностей и назначения. По точности изготовления
червячные модульные фрезы изготавливаются классов точности ААА АА А В
С D и рекомендуются соответственно для нарезания зубчатых колёс 5 6-
8 9 10 11-й степени точности.
Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно
точным методом обработки. Применяется окончательно для получения
отверстий и наружных поверхностей различной формы. Применяется при
массовом и серийном производстве. Протяжки для обработки отверстий
делятся на круглые шлицевые (прямобочные эвольвентные спиральные
остроугольные) многогранные (квадратные шестигранные и другие). По
реализуемой схеме резания протяжки разделяют на одинарные и групповые
Проектирование призматического фасонного резца
1 Техническое задание
Рассчитать и сконструировать фасонный призматический резец для
обработки детали из прутка диаметром [pic]= 62 мм подготовив канавку под
последующее отрезание. Материал детали – сталь 40XH. Профиль фасонного
резца определить аналитическим способом. Технические требования принять
Рисунок 2.2 Эскиз призматического фасонного резца.
2 Профилирование резца
2.1 Геометрия режущей части:
α – задний угол град;
γ – передний угол; град
выбираются по [1 с. 36 таб. 1] в зависимости от материала заготовки:
α =12°–15°; принимаем α = 12°
γ =10°–15°; принимаем γ = 10°.
2.2 Размеры дополнительных режущих кромок:
2.2.1 Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается:
φ = 15°-20°; принимаем φ = 15°.
2.2.2 Длина детали мм.
2.2.3 а – ширина упрочняющей режущей кромки мм :
а= 2-5 мм; принимаем а =3 мм
2.2.4 Ширина режущей кромки для протачивания канавки под отрезание
b=3-8 мм; принимаем b=5 мм
2.2.5 Ширина перекрытия режущей кромки для протачивания канавки под
[p принимаем [pic]=1 мм
2.2.6 Ширина перекрытия концевой режущей кромки.
Общая ширина резца вдоль оси заготовки[pic]мм
Lр = 50+0+5+1+3=59 мм
2.4 Радиусы окружностей узловых точек профиля детали мм.
2.5 Наибольшая глубина профиля детали.
где [pic] – наибольший радиус обрабатываемой детали мм
[pic] – наименьший радиус обрабатываемой детали мм.
2.6 Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается по [1 с. 79] φ = 15°-20° ; принимаем φ = 15°.
2.7 Расстояние между передней поверхностью резца и центром детали:
hи=15*sin 10[pic]=2.605
γ – передний угол град.
2.8 Координатные расстояния резца.
2.8.1 Передний угол в n-ной узловой точке резца
где [pic] – расстояние между передней поверхностью резца и
[pic] – радиус n-ной узловой точки детали мм.
2.8.2 Координаты А профиля резца
где γ – передний угол в n-ной узловой точке резца град.
2.8.3 Координаты С профиля резца
[pic] – координата 'А' первой узловой точки резца мм.
2.8.4 Угол искажения в точке n контакта резца с деталью
где α – задний угол резца град.
2.8.5 Координатные расстояния [pic] вычисляем по формуле:
9 Определение координатных расстояний профиля шаблона и контршаблона.
Рисунок 2.3 - Координатные расстояния профиля шаблона и контршаблона
11 Технические условия
11.1 Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73
рабочих поверхностей и режущих кромок – Ra=025 мкм;
опорных поверхностей – Ra=05 мкм;
нерабочих поверхностей – Ra=1 мкм;
остальных поверхностей – Ra=2 мкм.
11.2 Допуски форм и расположения поверхностей (ГОСТ 24643-81). Допуски
на радиальные размеры (т.е. на размеры глубины) фасонного профиля резца
устанавливается одинаковыми равными 13 наименьшего допуска на
радиальные размеры детали но не менее 002 мм (наименьшая величина
допуска приемлемая для производственных условий).
h12 Td=es-ei=0-(-0.1)=0.1 мм
=Td2*3=0.16=0.0160.02 мм
11.3 Допуски на изготовление и эксплуатацию резца
11.4 Допуск на заточку (на угол заострения) исходя из допусков на
размеры резца но не менее ±8'.
11.5 Допуск на установку (углы) не менее ± 15'.
12 Инструментальный материал резца
Для обрабатываемого материала – сталь 40XH в качестве
инструментального материала применяется быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ
код (номер) обрабатываемой заготовки;
марка материала режущей части резца;
передний угол резца;
товарный знак завода-изготовителя ( - Р6М5- α =15°- γ = 10°- )
Расчёт червячной модульной фрезы.
Рассчитать и сконструировать цельную червячную модульную фрезу класса
точности С для обработки цилиндрических зубчатых колес модуля m =2.75 мм
с углом зацепления α = 20о.
Материал заготовки колеса- сталь 40ХН с пределом прочности = 95ДаНмм2.
Обработка производится на зуборезном станке 5К32П.
Технические требования принять по ГОСТ 9324 - 80Е.
2 Определение профиля фрезы в нормальном сечении.
2.1 Величина шага Pn мм
где mn —модуль по нормалимм
2.2 Высота головки и ножки зуба h мм
he =1.25*2.75-0.005=3.412
hf=he+0.25mn=3.412+0.252.75=4.100 (3)
2.3 Полная высота зуба h мм
h=he+hf=3.412+4.100=7.512
2.4 Толщина зуба на делительном диаметре Sn мм
Sn=Pn-(Smin+0.25TS+e)
Sn =8.639-(4.319+0.25*0.025+0.32)=4.489
где Ts - допуск на толщину зуба колеса на делительном диаметре мм
Δ – величина припуска на толщину зуба на последующую обработку
мм (смотри приложение таблица )
Smin - минимальная толщина зуба колеса на делительном диаметре
(мм) определяется по формуле:
Smin=8.6392-0.161=4.319
где (S - величина утонения зуба колеса для обеспечения минимального
Рис.1.1 – Общий вид фрезы
2.5 Толщина зуба при вершине SB мм
SB=4.489-2*3.412*03639=25005
где αпр - угол профиля град (αпр = 20).
2.6 Радиус закругления головки и ножки зуба r1 и r2 мм
r1=0.25mn(1-sinαпр)
r1= 025*2.75(1-sin20)=1.045
3 Определение геометрических параметров режущей части фрезы.
3.1Передний угол при вершине [pic] град определяется в зависимости от
классов точности фрезы:
-для фрезы класса точности Aпередний угол равен:
3.2 Задний угол при вершине αВ
αВ=arctg(tgαбsinαпр) (10)
αВ = arctg(tg4sin20)=11.555
где αб -боковой задний угол град: αб от 2 до 5. Принимаю αб =4.
Рис.1.2 – Геометрические параметры фрезы
4 Определение диаметральных размеров фрезы.
4.1 Посадочный диаметр d мм
d=20*2.750.373=40.985
4.2 Наружный диаметр De мм
4.3 Делительный диаметр Df мм
Df=105-2*3.412=98.175
4.4 Диаметр впадин Di мм
Di=105-2*7.512=89.975
5 Определение числа режущих зубьев z
z=0.4835*89.975 7.5120.452=17.895
6 Определение величины затылования.
6.1 Величина первого затылования К мм
К=3.14*105*tg11.55512=4
Рисунок 1.3- Графическое построение затылования
7 Определение профиля стружечных канавок
7.2 Центральный угол канавки
=3604*z=3604*18=5 (18)
7.3 Глубина стружечной канавки Hk мм
Hk=7.512+(4+7.5)2+1.045=14404
где r -радиус закругления дна стружечной канавки (мм) определяется по
r=(2*392-2*392cos5)2=1.045
7.4 Угол профиля канавки
7.5 Угол обеспечивающий прочность максимально переточенного зуба
8 Определение параметров винтовой нарезки
8.1 Угол подъёма винтовой линии витков
=arcsin(mn*i*dрасч) (23)
= arcsin(275*1314*9662)=2.4138
где i —число заходов фрезы:
i = 1—для фрезы класса точности В
dрасч- расчетный диаметр (мм) определяется по формуле:
dрасч=105-2*341210-0.3*4=9662 мм
9 Определение шага фрезы в осевом сечении Pос мм
Pос=Pncos=8639cosw=8643 (25)
10 Определение общей длины фрезы Lф мм
Lф=2(De22-Di22+Pос+а) (26)
Lф= 2(10522-89.97522+8.643+4)=74
11 Определение толщины тела n мм
n=(105-41+2*14.404)2=9.682
n>nmin условие выполняется.
12 Определение параметров крепёжных элементов фрезы
12.1 Диаметр по буртикам D1 мм
D1=105-2*14.404-2=74.193
12.2 Ширина буртика а мм
13 Определение параметров посадочного отверстия
13.1 Диаметр выточки d1 мм
13.2 Длина выточки в посадочном отверстии L мм
14 Технические требования
Фреза червячная модульная должна удовлетворять техническим
требованиям ГОСТ 9324-80Е.
Твёрдость режущей части HRC 63 64.
Неуказанные предельные отклонения отверстия H14 валов по h14 остальных
размеров ±IT 142 по ГОСТ 25347-82.
Разность соседних окружных шагов не более 004мм.Накопленая
погрешность окружного шага не более 008мм.
Погрешность направления стружечных канавок на длине 100 м не более
Откланение винтовой линии фрезы от зуба к зубу не более 0012мм.
Отклонение винтовой линии фрезы на одном обороте не более 0018мм. На
трех оборотах не более 0028 мм.
Погрешность зацепления от зуба к зубу 0012мм.
Погрешность зацепления на длине активной части не более 0022мм
Маркировать: модуль угол профиля угол наклона стружечной канавки
шаг винтовой линии марка материала фрезы класс точности товарный
знак завода-изготовителя
(m=3-αпр=20º- =2º41’-HB=53084-Р6М5-B )
Проектирование комбинированной шлицевой протяжки
Рассчитать и сконструировать комбинированную шлицевую протяжку дли
обработки шлицевой втулки из чугуна СЧ10 с твердостью НВ=140. Наружный
диаметр шлицевого отверстия D = 50 мм внутренний диаметр шлицевого
отверстия d =46 мм число шлицев n = 8 ширина шлицев b=9 мм длина
протягиваемого отверстия L =28 мм.
Центрирование по наружному диаметру D-8*46H11*50H8*9F9 (ГОСТ 1139-
). Схема резания - одинарная профильная. Станок - горизонтально-
протяжной. Технические требования принять по ГОСТ 28442-90.
2 Определение типа протяжки
По [ 3 с. 5 - 8] для протягивания отверстия длиной 28 мм принимается
протяжка 1ого типа одинарной схемы резания (предварительно).
3 Определение припуска под протягивание и размера предварительно
обработанного отверстия
3.1 Величина припуска на диаметр для цилиндрической части
Ацил = 0005 d+(01÷ 02)[pic] L
*46+(01÷02)[pic]28=0763÷1288мм
Принимаю Ацил=0.8 мм.
где d- внутренний диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия мм
L- длина протягивания мм
3.2 Величина припуска на диаметр для шлицевой части
где Dmax-максимальный наружный диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия
где ЕS - верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра мм;
3.3 Наименьший диаметр предварительно обработанного отверстия
D0= 4616-08=45.36 мм
4 Подача на зуб для черновых зубьев
Sz черн = 003- 006 ммзуб 3 по [ с. 52 таб. 2] в зависимости от
обрабатываемого материала и принятой схемы резания
Принимаем Sz черн = 0.06 ммзуб.
5 Подача на зуб для чистовых зубьев
Sz чист = 001 - 002 ммзуб
Принимаем Sz чист=0.02 ммзуб
6 Определение профиля зубьев и формы стружечных канавок
6.1. Определение профиля стружечной канавки для обработки втулки из
материала CЧ10 длиной 28мм принимается двухрадиусная нормальная форма
стружечной канавки (Рис.10).
6.3 Величина шага черновых зубьев
где с - коэффициент зависящий от схемы резания;
с = 125-15 в зависимости от величины подачи на зуб обрабатываемого
материала и характера производства.
tчерн=(125-15) [pic]28=6614-7937мм
6.4 Величина шага переходных зубьев
t черн = t пер =7 мм (46)
6.5 Величина шага чистовых и калибрующих зубьев
tчист = tкалибр = (06÷07)
tчист = tкалибр = (06÷07) 7=43÷49 мм
Принимаем tчист = tкалибр= 45 мм
6.6 Количество одновременно работающих зубьев
Принимаем: z ziчист=6
h0чернчист=1.13 [pic]
Szчернчист L Kmin мм (49)
h0черн =1.13 [pic]=25 мм
6.8 Остальные параметра стружечной канавки по [ 3 с. 53 таб. 4]
уточняется значение шага канавки и определяются значения длины спинки зуба
q и радиуса закругления дна канавки r. tчист=45мм; h=15 мм; r=08 мм;
q=20мм. tчерн=7 мм ; h=25 мм; r=13 мм;
Рисунок 3.1 Эскиз делительной канавки.
6.9 Величины передних углов режущих зубьев: передний угол γ =10°- для
черновых0 для переходных зубьев γ =-5°- для чистовых и калибрующих зубьев
определяется по [3 с. 54 таб. 6] в зависимости от твердости
обрабатываемого материала.
6.10 Величины задних углов режущих зубьев (Рис.10).
α чернпер=4°-для черновых и переходных зубьев;
α чист = 3° - для чистовых зубьев;
α кал =1° -для калибрующих зубьев
Рисунок 3.2 - Передний и задний углы
7 Определение поперечных размеров зубьев
7.1 Диаметр первого режущего шлицевого зуба
7.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих шлицевых зубьев
dшп=dш.кал =50029 мм
7.3 Ширина шлицевых выступов
dвп = d min =4536 мм
Рисунок 3.3 Профиль шлицевых зубьев.
7.4.1 Определение числа и размеров канавки для деления стружки
Количество канавок для фасочных и шлицевых зубьев равно 1.На целиндрических
зубьях канавки отсутствуют. Размеры:[pic]
Рисунок 3.4 Стружкоразделительная канавка.
7.5 Поперечные размеры цилиндрических зубьев
7.5.1 Диаметр первого режущего цилиндрического зуба
7.5.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих цилиндрических зубьев
dцил.п=dmax=46150 мм
Рисунок 3.5 Профиль цилиндрических зубьев.
8 Определение количества зубьев
8.1 Количество черновых цилиндрических зубьев
zцчерн=( Ацил -A цил.пер.-Ацил.чист.)(2 Szчерн)
где -Ацил.черн. - припуск на черновые цилиндрические зубья мм;
Ацил.чист. - припуск на чистовые цилиндрические зубья мм;
Sz черн - подача на зуб для черновых зубьев ммзуб
Ацл.пер. = 0025 мм по 3 с.55таб.7 в зависимости от величины подачи
на зуб для черновых зубьев Szчерн
zцчерн=( 4)(2*006)=6
8.2 Количество переходных цилиндрических зубьев в зависимости от подачи
на зуб для черновых зубьев Sz пер=1
8.3 Количество чистовых цилиндрических зубьев
zцл.чист. = Ацил.чист(2 Szчист)
zцл.чист. =006(2 *002)=1
где Sz чист - подача на зуб для чистовых зубьев ммзуб
8.4 Количество калибрующих цилиндрических зубьев
8.5 Количество черновых шлицевых зубьев
zш.черн=(Аш-Аш.пер-Аш.чист)(2 Szчерн)
где Ашл- величина припуска на диаметр для шлицевой части мм;
Аш.пер. - припуск на переходные шлицевые зубья мм;
Аш.чнст. - припуск на чистовые шлицевые зубья мм;
Аш.пер. = 002 мм по [ 3 с. 55 таб. 7] в зависимости от величины
подачи на зуб для черновых зубьев Sz черн
zш.черн=(4461)(2*006)=32
8.6 Количество переходных шлицевых зубьев в зависимости от подачи на зуб
для черновых зубьев Sz черн.но не менее одного зуба [pic]
8.7 Количество чистовых шлицевых зубьев
zш.чист=(002(2 Szчист))
zш.чист=002(2 001)=4
8.8 Количество калибрующих шлицевых зубьев
9 Длина рабочей части протяжки
lр.ч.=2768+77=34028 мм
10 Определение размеров гладких частей протяжки.
Рисунок 3.5 -Эскиз переднего хвостовика
10.1 Диаметр хвостовика
Dхв = D0 -01=452-1=442мм
10.2 Длина хвостовика
по [ 3 с. 57 таб. 10] в зависимости от диаметра хвостовика Dхв ;
принимаем lхв=160мм Dхв=40мм f=12мм а=32мм b=32мм Fmin=8042 мм2.
принимаем lш = 10 мм.
10.5 Длина переходного конуса
10.6 Диаметр передней направляющей
10.7 Длина передней направляющей
lп.н. = L + 05 tчерн мм
lп.н. = 28+05*7=315 мм
10.8 Диаметр задней направляющей
Dзн = d [pic]=4600 мм
10.9 Длина задней направляющей
lз.н.= 07*28 =196 мм
11 Общая длина протяжки
пр = lхв + 1ш +1к+lп.н + 1р.ч+1з.н мм
пр = 160+10+10+315+353+196=510 мм
12 Проверка протяжки на прочность
12.1 Суммарная длина шлицевых режущих кромок участвующих в резании
b1 шл = bn n [pic] мм
где bn - ширина шлицевых выступов мм
b шлчерн = 912*8*4=38784 мм
b шлчист = 912*8*6=77568 мм
12.2 Суммарная длина цилиндрических режущих кромок участвующих в резании
b цилчерн = (3.14*45.360)*8 =388996 мм
b цилчист = (3.14*45.360-912*8)*6=11469396 мм
12.3 Максимальное усилие резания
где р-сила резания на 1мм длины режущей кромки даНмм ;
р = 75 – 154 даНмм по [ 3 с. 56 таб. 9] в зависимости от величины
подачи на зуб и вида обрабатываемого материала
Рmax вычисляется для цилиндрических и калибрующих (черновых и
чистовых) зубьев по отдельности. Рmах присваивается максимальное из
полученных четырех значений
Рцилчерн=195*388996=7585422ДаН
Рцилчист=71*11469396=814327116 ДаН
Ршлчерн=195*38784=756288 ДаН
Ршлчист=71*77568=5507328 ДаН
12.4 Минимальная площадь поперечного сечения протяжки принимается
минимальное значение из площадей по первой стружечной канавке или по
12.4.1 Площадь по первой стружечной канавке
где hо - глубина канавки первого зуба мм
[pic] 314 (45.360-2*25)24=25484518 [pic]
12.4.2 Площадь по хвостовику
12.5 Максимальное напряжение
где [ ] - допустимое напряжение в материале протяжки:
[ ] = 25 даНмм для хвостовика из легированной стали;
[ ] =35-40 даНмм для режущей части из быстрорежущей стали
= 758542213854=25[ ] даНмм
В зависимости от полученных значений длины протяжки и максимальной силы
резания по [ 3 с. 55 таб. 8] определяется модель станка
Необходимые условия:
длина протяжки - не более сорока диаметров;
длина протяжки без длины хвостовика – не более максимальной длины хода
Принимаем станок модели 7Б55
13 Технические условия
13.1 Шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789-73
передней и задней поверхностей зубьев поверхности ленточек на
калибрующих зубьях - Ra = 04 мкм;
рабочей поверхности боковых сторон шлицевых зубьев и угловых
поверхностей фасочных зубьев - Ra = 08 мкм;
нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон шлицевых зубьев
поверхности спинки зуба поверхности стружкоразделительных канавок
поверхности шлицевых впадин - Ra = 16 мкм;
поверхностей задней и передней направляющей - Rа = 063 мкм;
посадочной поверхности хвостовика под кулачки - Ra = 125 мкм;
конических поверхностей центровых отверстий - Ra = 08 мкм;
поверхности переходного конуса - Rа = 125 мкм
поверхности шейки и торцев протяжки - Ra = 25 мкм;
радиуса у передней поверхности зуба -Ra = 08 мкм;
остальных поверхностей - Rа = 2.5 мкм
13.2 Допуски и предельные отклонения параметров протяжки:
предельные отклонения диаметров черновых и переходных зубьев - 001
предельные отклонения диаметров чистовых и калибрующих зубьев -0007
допуск на диаметр чистовых и калибрующих зубьев - (14 - 15) от
допуска на протягиваемое отверстие;
допуск на ширину шлицевых выступов - (14 - 15) от допуска на
шлицевые канавки в отверстии;
предельные отклонения диаметра окружности –
предельные отклонения на диаметр хвостовика- е8;
предельные отклонения на длину хвостовика - ± 1 мм;
предельные отклонения на диаметр шейки-
предельные отклонения на диаметр передней направляющей- е8;
предельные отклонения на диаметр задней направляющей-
предельные отклонения на общую длину протяжки - ± 3 мм;
предельные отклонения на величину переднего угла - ± 1 30';
предельные отклонения на величину заднего угла:для черновых
переходных чистовых зубьев -±30 калибрующих зубьев - 15;
13.3 Ширина ленточки калибрующих зубьев 02- 06мм
13.4 Центровочные отверстия выполняются по ГОСТ 14034-74
13.5 Острые кромки притупить
13.6 Инструментальный материал протяжки.
материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265=73
материал хвостовой части - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
твердость режущей части - HRС 63-66;
твердость передней направляющей - НRС 63-66;
твердость задней направляющей - НRС 63-66;
твердость хвостовика - НRС 435-57.
13.9 Маркировка протяжки:
товарный знак завода-изготовителя
обозначение протяжки;
марка материала режущей части;
( -D-8х46H11x50H8*9F9- 2011-Р6М5- )
Рисунок 3.6 эскиз комбинированной шлицевой протяжки.
– круглые зубья; 2 – шлицевые зубья.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Никитина И.П. Расчет фасонных резцов с применением ЭВМ; Методические
указания.-Оренбург:ОГУ2000.-39с.
Никитина И П Расчет червячных модульных фрез для нарезания
цилиндрических зубчатых колес с применением ЭВМ Методические указания -
Оренбург: ОГУ 1997 - 37 с.
Никитина И П Расчет комбинированных шлицевых протяжек с применением ЭВМ
Методические указания - Оренбург ОГУ 1997 - 57 с.
ОГУ 151001.65.4011.06

Копия ПРИ моё.doc

Проектируются инструменты для трёх видов металлообработки:
призматический фасонный наружный резец червячная модульная фреза для
нарезания цилиндрических зубчатых колёс комбинированная шлицевая
Фасонные резцы - инструменты для высокопроизводительной обработки
резанием. Применяются при массовом и серийном производстве позволяют
полностью обрабатывать заготовку за один рабочий ход но имеют свои
недостатки: большие силы резания при работе относительная сложность
изготовления привязанность к конкретному изделию. Существует три
разновидности фасонных резцов: стержневые призматические круглые.
Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и
специфичного в проектировании изготовлении и эксплуатации поэтому все
вопросы связанные с его созданием должны решаться комплексно с учётом
его конструктивных особенностей и назначения. По точности изготовления
червячные модульные фрезы изготавливаются классов точности ААА АА А В
С D и рекомендуются соответственно для нарезания зубчатых колёс 5 6-
8 9 10 11-й степени точности.
Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно
точным методом обработки. Применяется окончательно для получения
отверстий и наружных поверхностей различной формы. Применяется при
массовом и серийном производстве. Протяжки для обработки отверстий
делятся на круглые шлицевые (прямобочные эвольвентные спиральные
остроугольные) многогранные (квадратные шестигранные и другие). По
реализуемой схеме резания протяжки разделяют на одинарные и групповые
Проектирование призматического фасонного резца
1 Техническое задание
Рассчитать и сконструировать фасонный призматический резец для
обработки детали из прутка диаметром [pic]= 32 мм подготовив канавку под
последующее отрезание. Материал детали - сталь 45 . Профиль фасонного
резца определить аналитическим способом. Технические требования принять
2 Профилирование резца
2.1 Геометрия режущей части(рис.8)
α – задний угол град;
γ – передний угол; град
избираются в зависимости от материала заготовки:
α =12°–15°; принимаем α = 15°
γ =10°–15°; принимаем γ = 10°.
2.2 Размеры дополнительных режущих кромок:
2.2.1Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается φ = 15°-20°; принимаем φ = 15°.
2.2.3 а – ширина упрочняющей режущей кромки мм ;
а= 2-5 мм; принимаем а =3 мм
2.2.3 b – ширина режущей кромки для протачивания канавки под
b=3-8 мм; принимаем и=5 мм
2.2.4 [pic] – ширина перекрытия режущей кромки для протачивания канавки
[p принимаем [pic]=1 мм
2.2.5 с – ширина перекрытия концевой режущей кромки.
3. Общая ширина резца вдоль оси заготовки[pic]мм
Lр = 50+0+5+1+3=44 мм
4.Радиусы окружностей узловых точек профиля детали мм.
r5 = d52=252=12.5 мм
r6 = d62=252=12.5 мм
5 Наибольшая глубина профиля детали
где [pic] – наибольший радиус обрабатываемой детали мм
[pic] – наименьший радиус обрабатываемой детали мм.
Рисунок 2 - Дополнительные режущие кромки резца
6 Габаритные и конструктивные размеры резца:
7 Расстояние между передней поверхностью резца и центром детали:
hи=9*sin 10[pic]=1.56
γ – передний угол град.
8 Координатные расстояния резца.
2.2.6.1 Передний угол в n-ной узловой точке резца
где [pic] – расстояние между передней поверхностью резца и
[pic] – радиус n-ной узловой точки детали мм.
2.2.6.2 Координаты А профиля резца
где γ – передний угол в n-ной узловой точке резца град.
2.2.6.3 Координаты С профиля резца
[pic] – координата 'А' первой узловой точки резца мм.
3 Координатные расстояния резца
3.1 Угол искажения в точке n контакта резца с деталью
где α – задний угол резца град.
3.2 Координатные расстояния [pic] вычисляем по формуле:
Рисунок 3 - Параметры резца
4 Графический метод определения профиля резца.
Рисунок 4 - Графический метод построения
5 Определение координатных расстояний профиля шаблона и контршаблона.
Рисунок 5 - Координатные расстояния профиля шаблона и контршаблона
6 Технические условия
7.1 Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73
рабочих поверхностей и режущих кромок – Ra=025 мкм;
опорных поверхностей – Ra=05 мкм;
нерабочих поверхностей – Ra=1 мкм;
остальных поверхностей – Ra=2 мкм.
7.2 Допуски форм и расположения поверхностей (ГОСТ 24643-81). Допуски
на радиальные размеры (т.е. на размеры глубины) фасонного профиля резца
устанавливается одинаковыми равными 13 наименьшего допуска на
радиальные размеры детали но не менее 002 мм (наименьшая величина
допуска приемлемая для производственных условий).
h10 Td=es-ei=0-(-0.1)=0.1 мм
=Td2*3=0.16=0.0160.02 мм
7.3 Допуски на изготовление и эксплуатацию резца
7.3.1 Допуск на заточку (на угол заострения) исходя из допусков на
размеры резца но не менее ±8'.
7.3.2 Допуск на установку (углы) не менее ± 15'.
7 Инструментальный материал резца
Для обрабатываемого материала – сталь 45 в качестве
инструментального материала применяется быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ
код (номер) обрабатываемой заготовки;
марка материала резца;
передний угол резца;
товарный знак завода-изготовителя - Р6М5- α =10°- γ = 15°-
Расчёт червячной модульной фрезы.
Рассчитать и сконструировать цельную червячную модульную фрезу класса
точности С для обработки цилиндрических зубчатых колес модуля m =3 мм с
углом зацепления α = 20о.
Материал заготовки колеса- сталь 40ХН с пределом прочности = 95ДаНмм2.
Обработка производится на зуборезном станке 5К32П.
Технические требования принять по ГОСТ 9324 - 80Е.
2 Определение профиля фрезы в нормальном сечении.(Рис.1)
2.1 Величина шага Pn мм
Pn=*mn=3.14*3=9.425 (1)
2.2 Высота головки и ножки зуба h мм
h =1.25*mn-a=1.25*3-3=8.170
hf=he+0.25mn=8.170+0.25*3=7.42
2.3 Полная высота зуба h мм
h=he+hf=3.710+4.460=13.59
2.4 Толщина зуба на делительном диаметре Sn мм
Sn=Pn-(Smin+0.25TS+e)=9.425-(4.549+0.25*0.04+1.05)=4.883
Smin=Pn2-S=9.4252-0.161=4.549 (6)
2.5 Толщина зуба при вершине SB мм
SB=Sn-2hetgαпр=6.99-2*6.17*03639=25061 (7)
2.6 Радиус закругления головки и ножки зуба r1 и r2 мм
r1=0.25mn(1-sinαпр)=025*3(1-sin20)=1.140 (8)
r2=0.25mn=0.25*3=0.750 (9)
Рисунок 1-Зубья фрезы в нормальном сечении
3 Определение геометрических параметров режущей части (Рис.2)
3.1 Передний угол при вершине γB
3.2 Задний угол при вершине αВ
αВ=arctg(tgαбsinαпр)= arctg(tg4sin20)=11.555 (10)
4 Определение диаметральных размеров фрезы. (Рис.3)
4.1 Посадочный диаметр d мм
d=20mn0.373=20*30.373=30.12
4.2 Наружный диаметр De мм
De=2.5*d=2.5*31=75.3
4.3 Делительный диаметр Df мм
Df=De-2he=80-2*3.710=72.580 (13)
4.4 Диаметр впадин Di мм
Di=De-2h=80-2*8.170=63.660 (14)
5 Определение числа режущих зубьев z
z=0.4835Dih0.452=0.4835*63.660 8.1700.452=11.032
6 определение величины затылования (Рис.2)
6.1 Величина первого затылования К мм
К=DetgαBz=3.14*80*tg11.55512=4.500
Рисунок 2- Графическое построение затылования
7 Определение профиля стружечных канавок (Рис.2)
7.2 Центральный угол канавки
=3604*z=3604*12=5 (18)
7.3 Глубина стружечной канавки Hk мм
Hk=h+(K+K1)2+r=8.170+(4.5+6.5)2+1.148=14.818 (19)
B=De2-h-K=802-8.170-4.5=28.9875 (20)
r=(2B2-2B2cos)2=(2*28.98752-2*2898752cos5)2=1.148
7.4 Угол профиля канавки
7.5 Угол обеспечивающий прочность максимально переточенного зуба
8 Определение параметров винтовой нарезки
8.1 Угол подъёма винтовой линии витков
=arcsin(mn*i*dрасч)= arcsin(3*1314*75.675)=2.4138 (23)
dрасч=De-2he-0.3K=80-2*3.710-0.3*4.5=75.675 мм (24)
9 Определение шага фрезы в осевом сечении Pос мм
Pос=Pncos=9.425cos2.4138=9.419 (25)
10 Определение общей длины фрезы Lф мм
Lф=2(De22-Di22+Pос+а)= 2(8022-63.66022+9.419+3)=74 (26)
11 Определение толщины тела n мм
n=(De-d-2Hk)2=(80-31+2*14.818)2=9.682 (27)
nmin=0.25d=0.25*31=7.75 (28)
n>nmin условие выполняется.
12 Определение параметров крепёжных элементов фрезы
12.1 Диаметр по буртикам D1 мм
D1=De-2*Hk-2=80-2*14.818-2=52.364 (29)
12.2 Ширина буртика а мм
13 Определение параметров посадочного отверстия
13.1 Диаметр выточки d1 мм
Рисунок 3-Общий вид фрезы
13.2 Длина выточки в посадочном отверстии L мм
L1=Lф-14d=74-1.4*31=30.6 (31)
14 Технические требования
Фреза червячная модульная должна удовлетворять техническим
требованиям ГОСТ 9324-80.
Твёрдость режущей части HRC 63 64корпуса HRC 35 45.
Неуказанные предельные отклонения размеров H14 h14 .
Разность соседних окружных шагов не более 02мм.Накопленая
погрешность окружного шага не более 04мм.
Погрешность направления стружечных канавок не более 016мм.
Откланение винтовой линии фрезы от зуба к зубу не более 005мм
отклонение винтовой линии фрезы на одном обороте не более 005мм
погрешность зацепления от зуба к зубу 005мм.
Погрешность зацепления на длине активной части не более 01мм
Маркировать:модулькласс точности угол профиля угол подъёма витка
шаг марку стали товарный знак завода изготовителя
(m=3-С- αпр =20- =0-Р6М5 )
Проектирование комбинированной шлицевой протяжки
Рассчитать и сконструировать комбинированную шлицевую протяжку дли
обработки шлицевой втулки из материала-33Г. Наружный диаметр шлицевого
отверстия D = 32Н7мм внутренний диаметр шлицевого отверстия d =26Н11 мм
число шлицев n = 6 ширина шлицев b = 6F8 мм длина протягивания L =24
Центрирование по наружному диаметру D-n*d*D*b (ГОСТ 1139-80). Схема
резания - одинарная профильная. Станок - горизонтально-протяжной.
Технические требования принять по ГОСТ 28442-90.
2 Определение типа протяжки
По [ 3 с. 5 - 8] для протягивания отверстия длиной 489 мм принимается
протяжка 5ого типа одинарной схемы резания (предварительно).
Рисунок 9-Общий вид протяжки.
3 Определение припуска под протягивание и размера предварительно
обработанного отверстия
3.1 Величина припуска на диаметр для цилиндрической части
Ацил = 0005 d+(01+ 02)[pic] L мм
Ацил = 0005 *26+(01+ 02)[pic]24=0.619-1.109мм
3.2 Величина припуска на диаметр для шлицевой части
Ашл= 32.025-26.13=5.895 мм
3.3 Наименьший диаметр предварительно обработанного отверстия
где ЕS - верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра мм;
dmax=32+0.025=32.025мм
D0= 32.025-1.109=24.891 мм
4 Подача на зуб для черновых зубьев
Sz черн = 003- 006 ммзуб 3 по [ с. 52 таб. 2] в зависимости от
обрабатываемого материала и принятой схемы резания
Принимаем Sz черн = 0.05 ммзуб.
5 Подача на зуб для чистовых зубьев
Sz чист = 001 - 002 ммзуб
Принимаем Sz чист=0.02 ммзуб
6 Определение профиля зубьев и формы стружечных канавок
6.1. Определение профиля стружечной канавки для обработки втулки из
материала СЧ10 длиной 489 мм принимается однорадиусная форма стружечной
Рисунок 10-Эскиз стружечной канавки
6.3 Величина шага черновых зубьев
где с - коэффициент зависящий от схемы резания;
с = 125-15 в зависимости от величины подачи на зуб обрабатываемого
материала и характера производства.
tчерн=(125-15) [pic]24=6123-7.348мм
6.4 Величина шага переходных зубьев
t черн = t пер =7 мм (45)
6.5 Величина шага чистовых и калибрующих зубьев
tчист = tкалибр = (06-07) tчерн мм
tчист = tкалибр = (06-07) 7=4.2-4.9 мм
Принимаем tчист = tкалибр= 45мм
6.6 Количество одновременно работающих зубьев
Принимаем: z ziчист=5
h0чернчист=1.13 [pic] Szчернчист L Kmin мм
h0черн =1.13 [pic] мм
h0чист =1.13 [pic] мм
6.8 Остальные параметра стружечной канавки по [ 3 с. 53 таб. 4]
уточняется значение шага канавки и определяются значения длины спинки зуба
q и радиуса закругления дна канавки r. tчист=45мм;h=2.5 мм;
r=08мм;q=20мм. tчерн=7 мм ; h=3 мм; r=25мм;q=3 мм;
6.9 Величины передних углов режущих зубьев: передний угол γ =18°- для
черновых и переходных зубьев γ =19°- для чистовых и калибрующих зубьев
определяется по [3 с. 54 таб. 6] в зависимости от твердости
обрабатываемого материала.
6.10 Величины задних углов режущих зубьев (Рис.10).
α чернпер=3°-для черновых и переходных зубьев;
α чист = 2° - для чистовых зубьев;
α кал =1° -для калибрующих зубьев
7 Определение поперечных размеров зубьев (Рис.11).
7.1 Поперечные размеры шлицевых зубьев.
Рисунок 11- Эскиз последнего шлицевого зуба.
7.1 Диаметр первого режущего шлицевого зуба
7.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих шлицевых зубьев
Dmax =32+0025=32.025
dшп=dш.кал =32.025мм
7.3 Ширина шлицевых выступов
7.4.1 Определение числа и размеров канавки для деления стружки
Количество канавок для фасочных и шлицевых зубьев равно 1.На целиндрических
зубьях канавки отсутствуют.
Рисунок 12 - Эскиз делительной канавки
7.5 Поперечные размеры цилиндрических зубьев (рис.13)
Рисунок 13- Эскиз последнего цилиндрического зуба
7.5.1 Диаметр первого режущего цилиндрического зуба
7.5.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих цилиндрических зубьев
dцил.п=dmax=26.13 мм
8 Определение количества зубьев
8.1 Количество черновых цилиндрических зубьев
zцчерн=( Ацил -A цил.пер.-Ацил.чист.)(2 Szчерн)
где -Ацил.черн. - припуск на черновые цилиндрические зубья мм;
Ацил.чист. - припуск на чистовые цилиндрические зубья мм;
Sz черн - подача на зуб для черновых зубьев ммзуб
Ацл.пер. = 005 мм по 3 с.55таб.7 в зависимости от величины подачи
на зуб для черновых зубьев Szчерн
zцчерн=( 0675)(2*005)=675
8.2 Количество переходных цилиндрических зубьев в зависимости от подачи
на зуб для черновых зубьев Sz пер=1
8.3 Количество чистовых цилиндрических зубьев
zцл.чист. = Ацил.чист(2 Szчист)
zцл.чист. =014(2 002)=35
где Sz чист - подача на зуб для чистовых зубьев ммзуб
8.4 Количество калибрующих цилиндрических зубьев
8.5 Количество черновых шлицевых зубьев
zш.черн=(Аш-Аш.пер-Аш.чист)(2 Szчерн)
где Ашл- величина припуска на диаметр для шлицевой части мм;
Аш.пер. - припуск на переходные шлицевые зубья мм;
Аш.чнст. - припуск на чистовые шлицевые зубья мм;
Аш.пер. = 005 мм по [ 3 с. 55 таб. 7] в зависимости от величины
подачи на зуб для черновых зубьев Sz черн
zш.черн=(5696)(2*005)=57
8.6 Количество переходных шлицевых зубьев в зависимости от подачи на зуб
для черновых зубьев Sz черн.но не менее одного зуба [pic]
8.7 Количество чистовых шлицевых зубьев
zш.чист=(014(2 Szчист))
zш.чист=014(2 002)=3.5
8.8 Количество калибрующих шлицевых зубьев
9 Длина рабочей части протяжки
lрч=98.5+455.5=554 мм
10 Определение размеров гладких частей протяжки (рис.15)
Рисунок 15 -Эскиз хвостовика
10.1 Диаметр хвостовика
Dхв = D0 -01=24.891-1=22мм
10.2 Длина хвостовика
по [ 3 с. 57 таб. 10] в зависимости от диаметра хвостовика Dхв ;
принимаем lхв=120мм Dхв=22мм Dхв’=53мм f=15мм а=40мм b=40мм
lхв=115мм Fmin=2206.2
принимаем lш = 10 мм.
10.5 Длина переходного конуса
10.6 Диаметр передней направляющей
Dпн.= D0=23.891 мм (66)
10.7 Длина передней направляющей
lп.н. = L + 05 tчерн мм
lп.н. = 24+05*7=27.5 мм
10.8 Диаметр задней направляющей
10.9 Длина задней направляющей
lз.н.= 07*24 =16.8 мм
11 Общая длина протяжки
пр = lхв + 1ш +1к+lп.н + 1р.ч+1з.н мм
пр = 120+10+10+27.5+554+16.8=740 мм
12 Проверка протяжки на прочность
12.1 Суммарная длина шлицевых режущих кромок участвующих в резании
b1 шл = bn n [pic] мм
где bn - ширина шлицевых выступов мм
b шлчерн = 6*6*3=108 мм
b шлчист = 6*6*5=180 мм
12.2 Суммарная длина цилиндрических режущих кромок участвующих в резании
b цилчерн = 3.14*25.25*3 =237 67 мм
b цилчист = 3.14*26.13*3=246.15 мм
12.3 Максимальное усилие резания
где р-сила резания на 1мм длины режущей кромки даНмм ;
р = 75 – 154 даНмм по [ 3 с. 56 таб. 9] в зависимости от величины
подачи на зуб и вида обрабатываемого материала
Рmax вычисляется для цилиндрических и калибрующих (черновых и
чистовых) зубьев по отдельности. Рmах присваивается максимальное из
полученных четырех значений
Рцилчерн=169*2410=47290ДаН
Рцилчист=85*240=20400 ДаН
Ршлчерн=169*108=18252ДаН
Ршлчист=85*180=15130 ДаН
12.4 Минимальная площадь поперечного сечения протяжки принимается
минимальное значение из площадей по первой стружечной канавке или по
12.4.1 Площадь по первой стружечной канавке
где hо - глубина канавки первого зуба мм
[pic] 314 (24.891-2*0.6)24=440 [pic]
12.4.2 Площадь по хвостовику
12.5 Максимальное напряжение
где [ ] - допустимое напряжение в материале протяжки:
[ ] = 25 даНмм для хвостовика из легированной стали;
[ ] =35-40 даНмм для режущей части из быстрорежущей стали
= 47290221=25[ ] даНмм
В зависимости от полученных значений длины протяжки и максимальной силы
резания по [ 3 с. 55 таб. 8] определяется модель станка
Необходимые условия:
длина протяжки - не более сорока диаметров;
длина протяжки без длины хвостовика – не более максимальной длины хода
[pic]=19600*09=17640
Принимаем станок модели 7Б55
13 Технические условия
13.1 Шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789-73
передней и задней поверхностей зубьев поверхности ленточек на
калибрующих зубьях - Ra = 04 мкм;
рабочей поверхности боковых сторон шлицевых зубьев и угловых
поверхностей фасочных зубьев - Ra = 08 мкм;
нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон шлицевых зубьев
поверхности спинки зуба поверхности стружкоразделительных канавок
поверхности шлицевых впадин - Ra = 16 мкм;
поверхностей задней и передней направляющей - Rа = 063 мкм;
посадочной поверхности хвостовика под кулачки - Ra = 125 мкм;
конических поверхностей центровых отверстий - Ra = 08 мкм;
поверхности переходного конуса - Rа = 125 мкм
поверхности шейки и торцев протяжки - Ra = 25 мкм;
радиуса у передней поверхности зуба -Ra = 08 мкм;
остальных поверхностей - Rа = 2.5 мкм
13.2 Допуски и предельные отклонения параметров протяжки:
предельные отклонения диаметров черновых и переходных зубьев - 001
предельные отклонения диаметров чистовых и калибрующих зубьев -0007
допуск на диаметр чистовых и калибрующих зубьев - (14 - 15) от
допуска на протягиваемое отверстие;
допуск на ширину шлицевых выступов - (14 - 15) от допуска на
шлицевые канавки в отверстии;
предельные отклонения диаметра окружности –
предельные отклонения на диаметр хвостовика- е8;
предельные отклонения на длину хвостовика - ± 1 мм;
предельные отклонения на диаметр шейки-
предельные отклонения на диаметр передней направляющей- е8;
предельные отклонения на диаметр задней направляющей-
предельные отклонения на общую длину протяжки - ± 3 мм;
предельные отклонения на величину переднего угла - ± 1 30';
предельные отклонения на величину заднего угла:для черновых
переходных чистовых зубьев -±30 калибрующих зубьев - 15;
13.3 Ширина ленточки калибрующих зубьев 02- 06мм
13.4 Центровочные отверстия выполняются по ГОСТ 14034-74
13.5 Острые кромки притупить
13.6 Инструментальный материал протяжки.
материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265=73
материал хвостовой части - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
твердость режущей части - HRС 62 - 65;
твердость передней направляющей - НRС 56-64;
твердость задней направляющей - НRС 56 - 64;
твердость хвостовика - НRС 42 – 50
13.9 Маркировка протяжки:
товарный знак завода-изготовителя
обозначение протяжки;
марка материала режущей части;
-D-6х26H11x32H7x6F8- 2010-Р6М5-24-
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Никитина И.П. Расчет фасонных резцов с применением ЭВМ; Методические
указания.-Оренбург:ОГУ2000.-39с.
Никитина И П Расчет червячных модульных фрез для нарезания
цилиндрических зубчатых колес с применением ЭВМ Методические указания -
Оренбург: ОГУ 1997 - 37 с.
Никитина И П Расчет комбинированных шлицевых протяжек с применением ЭВМ
Методические указания - Оренбург ОГУ 1997 - 57 с.
ГОУ ОГУ 151001. 4 1 10.10 ПЗ

Титульник.doc

-----------------------
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра: «Технология машиностроения
металлообрабатывающие станки и комплексы»
по дисциплине: «Проектирование режущего инструмента»
Пояснительная записка
ОГУ 151001.65.4011.05 ПЗ
Руководитель проекта

записка ПИ.doc

Проектируются инструменты для трёх видов металлообработки:
призматический фасонный наружный резец червячная модульная фреза для
нарезания цилиндрических зубчатых колёс комбинированная шлицевая
Фасонные резцы - инструменты для высокопроизводительной обработки
резанием. Применяются при массовом и серийном производстве позволяют
полностью обрабатывать заготовку за один рабочий ход но имеют свои
недостатки: большие силы резания при работе относительная сложность
изготовления привязанность к конкретному изделию. Существует три
разновидности фасонных резцов: стержневые призматические круглые.
Зуборезный инструмент относится к категории наиболее сложного и
специфичного в проектировании изготовлении и эксплуатации поэтому все
вопросы связанные с его созданием должны решаться комплексно с учётом
его конструктивных особенностей и назначения. По точности изготовления
червячные модульные фрезы изготавливаются классов точности ААА АА А В
С D и рекомендуются соответственно для нарезания зубчатых колёс 5 6-
8 9 10 11-й степени точности.
Протягивание является высокопроизводительным и сравнительно
точным методом обработки. Применяется окончательно для получения
отверстий и наружных поверхностей различной формы. Применяется при
массовом и серийном производстве. Протяжки для обработки отверстий
делятся на круглые шлицевые (прямобочные эвольвентные спиральные
остроугольные) многогранные (квадратные шестигранные и другие). По
реализуемой схеме резания протяжки разделяют на одинарные и групповые
Проектирование призматического фасонного резца
1 Техническое задание
Рассчитать и сконструировать фасонный призматический резец для
обработки детали из прутка диаметром [pic]= 46 мм подготовив канавку под
последующее отрезание. Материал детали - сталь 30ХГС. Профиль фасонного
резца определить аналитическим способом. Технические требования принять
2 Профилирование резца
2.1 Геометрия режущей части(рис.4)
α – задний угол град;
γ – передний угол; град
избираются в зависимости от материала заготовки:
α =12°–15°; принимаем α = 12°
γ =10°–15°; принимаем γ = 10°.
2.2 Габаритные и конструктивные размеры (Рис.3)
2.2.1 Общая ширина резца [pic]мм
а – ширина упрочняющей режущей кромки мм ;
b – ширина режущей кромки для протачивания канавки под отрезание мм;
[pic] – ширина перекрытия режущей кромки для протачивания канавки под
с – ширина перекрытия концевой режущей кромки.
2.2.2 Наибольшая глубина профиля детали
где [pic] – наибольший радиус обрабатываемой детали мм
[pic] – наименьший радиус обрабатываемой детали мм.
2.2.4 Угол режущей кромки предназначенной для протачивания канавки под
отрезание выбирается φ = 15°-20°; принимаем φ = 15°.
Рисунок 2 - Дополнительные режущие кромки резца
2.2.5 Расстояние между передней поверхностью резца и центром детали
hи=15*sin 10[pic]=260472
γ – передний угол град.
2.2.6 Корректировка профиля резца
2.2.6.1 Передний угол в n-ной узловой точке резца
где [pic] – расстояние между передней поверхностью резца и
[pic] – радиус n-ной узловой точки детали мм.
2.2.6.2 Координаты А профиля резца
где γ – передний угол в n-ной узловой точке резца град.
2.2.6.3 Координаты С профиля резца
[pic] – координата 'А' первой узловой точки резца мм.
3 Координатные расстояния резца
3.1 Угол искажения в точке n контакта резца с деталью
где α – задний угол резца град.
3.2 Координатные расстояния [pic] вычисляем по формуле:
Рисунок 3 - Параметры резца
4 Графический метод определения профиля резца.
Рисунок 4 - Графический метод построения
5 Определение координатных расстояний профиля шаблона и контршаблона.
Рисунок 5 - Координатные расстояния профиля шаблона и контршаблона
6 Технические условия
7.1 Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73
рабочих поверхностей и режущих кромок – Ra=025 мкм;
опорных поверхностей – Ra=05 мкм;
нерабочих поверхностей – Ra=1 мкм;
остальных поверхностей – Ra=2 мкм.
7.2 Допуски форм и расположения поверхностей (ГОСТ 24643-81). Допуски
на радиальные размеры (т.е. на размеры глубины) фасонного профиля резца
устанавливается одинаковыми равными 13 наименьшего допуска на
радиальные размеры детали но не менее 002 мм (наименьшая величина
допуска приемлемая для производственных условий).
h10 Td=es-ei=0-(-0.1)=0.1 мм
=Td2*3=0.16=0.0160.02 мм
7.3 Допуски на изготовление и эксплуатацию резца
7.3.1 Допуск на заточку (на угол заострения) исходя из допусков на
размеры резца но не менее ±8'.
7.3.2 Допуск на установку (углы) не менее ± 15'.
7 Инструментальный материал резца
Для обрабатываемого материала – сталь 45 в качестве
инструментального материала применяется быстрорежущая сталь Р6М5 (ГОСТ
код (номер) обрабатываемой заготовки;
марка материала резца;
передний угол резца;
товарный знак завода-изготовителя - Р6М5- α =10°- γ = 15°-
Расчёт червячной модульной фрезы.
Рассчитать и сконструировать цельную червячную модульную фрезу класса
точности С для обработки цилиндрических зубчатых колес модуля m =5 мм с
углом зацепления α = 20о.
Материал заготовки колеса- сталь 40ХН с пределом прочности = 95ДаНмм2.
Обработка производится на зуборезном станке 5К32П.
Технические требования принять по ГОСТ 9324 - 80Е.
2 Определение профиля фрезы в нормальном сечении.(Рис.6)
2.1 Величина шага Pn мм
Pn=*mn=3.14*5=15.705 (10)
2.2 Высота головки и ножки зуба h мм
h =1.25*mn-a=1.25*5-0.16=6.17
hf=he+0.25mn=6.17+0.25*5=7.42
2.3 Полная высота зуба h мм
h=he+hf=6.17+7.42=13.59
2.4 Толщина зуба на делительном диаметре Sn мм
Sn=Pn-(Smin+0.25TS+e)=15.705-(7.6775+0.25*0.08+1.05)=6.99
Smin=Pn2-S=15.7052-0.175=7.6775 (15)
2.5 Толщина зуба при вершине SB мм
SB=Sn-2hetgαпр=6.99-2*6.17*03639=25061 (16)
2.6 Радиус закругления головки и ножки зуба r1мм
r1=0.25mn(1-sinαпр)=025*5(1-sin20)=1.843 (17)
r2=0.25mn=0.25*5=1.25 (18)
Рисунок 6-Зубья фрезы в нормальном сечении
3 Определение геометрических параметров режущей части (Рис.7)
3.1 Передний угол при вершине γB
3.2 Задний угол при вершине αВ
αВ=arctg(tgαбsinαпр)= arctg(tg5sin20)=16.71 (19)
4 Определение диаметральных размеров фрезы. (Рис.8)
4.1 Посадочный диаметр d мм
d=20mn0.373=36.454 (20)
4.2 Наружный диаметр De мм
De=2.5*d=2.5*37=92.5
4.3 Делительный диаметр Df мм
Df=De-2he=100-2*6.17=87.66 (21)
4.4 Диаметр впадин Di мм
Di=De-2h=100-2*13.59=72.82 (22)
5 Определение числа режущих зубьев z
z=0.4835Dih0.452=0.4835*72.8213.59=10.8 (23)
6 определение величины затылования (Рис.7)
6.1 Величина первого затылования К мм
Рисунок 7- Графическое построение затылования
7 Определение профиля стружечных канавок (Рис.7)
=360z=36011=32.727 (25)
7.2 Центральный угол канавки
=3604*z=3604*11=8.182 (26)
7.3 Глубина стружечной канавки Hk мм
Hk=h+K+r=13.59+8.6+1.48=23.64 (27)
B=De2-h-K=1002-13.59-8.6=27.81 (28)
r=(2B2-2B2cos)2=1.45
7.4 Угол профиля канавки
7.5 Угол обеспечивающий прочность максимально переточенного зуба
8 Определение параметров винтовой нарезки
8.1 Угол подъёма винтовой линии витков
=arcsin(mn*i*d)=6.28 (31)
d=De-2he-0.3K=100-2*6.17-0.3*8.6=90.24 мм (32)
9 Определение шага фрезы в осевом сечении Pос мм
Pос=Pncos=59.691=15.86 (33)
10 Определение общей длины Lф мм
Lф=2(De22-Di22+Pос+а)=110.25 (34)
11 Определение толщины тела n мм
n=(De-d-2Hk)2=(100-37+2*22.179)2=9.594 (35)
nmin=0.25d=0.25*37=9.25 (36)
n>nmin условие выполняется.
12 Определение параметров крепёжных элементов фрезы
12.1 Диаметр по буртикам D1 мм
D1=De-2*Hk-2=100-2*22.179-2=55.6 (37)
12.2 Ширина буртика а мм
13 Определение параметров посадочного отверстия
13.1 Диаметр выточки d1 мм
Рисунок 8-Общий вид фрезы
13.2 Длина выточки в посадочном отверстии L мм
L1=Lф-14d=110.25-1.4*37=25.52 (39)
14 Технические требования
Фреза червячная модульная должна удовлетворять техническим
требованиям ГОСТ 9324-80.
Твёрдость режущей части HRC 63 64корпуса HRC 35 45.
Неуказанные предельные отклонения размеров H14 h14 .
Разность соседних окружных шагов не более 02мм.Накопленая
погрешность окружного шага не более 04мм.
Погрешность направления стружечных канавок не более 016мм.
Откланение винтовой линии фрезы от зуба к зубу не более 005мм
отклонение винтовой линии фрезы на одном обороте не более 005мм
погрешность зацепления от зуба к зубу 005мм.
Погрешность зацепления на длине активной части не более 01мм
Маркировать:модулькласс точности угол профиля угол подъёма витка
шаг марку стали товарный знак завода изготовителя
(m=5-С- αпр =20- =0-Р6М5 )
Проектирование комбинированной шлицевой протяжки
Рассчитать и сконструировать комбинированную шлицевую протяжку дли
обработки шлицевой втулки из материала-33Г. Наружный диаметр шлицевого
отверстия D = 32Н7мм внутренний диаметр шлицевого отверстия d =26Н11 мм
число шлицев n = 6 ширина шлицев b = 6F8 мм длина протягивания L =24
Центрирование по наружному диаметру D-n*d*D*b (ГОСТ 1139-80). Схема
резания - одинарная профильная. Станок - горизонтально-протяжной.
Технические требования принять по ГОСТ 28442-90.
2 Определение типа протяжки
По [ 3 с. 5 - 8] для протягивания отверстия длиной 489 мм принимается
протяжка 5ого типа одинарной схемы резания (предварительно).
Рисунок 9-Общий вид протяжки.
3 Определение припуска под протягивание и размера предварительно
обработанного отверстия
3.1 Величина припуска на диаметр для цилиндрической части
Ацил = 0005 d+(01+ 02)[pic] L мм
Ацил = 0005 *26+(01+ 02)[pic]24=0.619-1.109мм
3.2 Величина припуска на диаметр для шлицевой части
Ашл= 32.025-26.13=5.895 мм
3.3 Наименьший диаметр предварительно обработанного отверстия
где ЕS - верхнее предельное отклонение внутреннего диаметра мм;
dmax=32+0.025=32.025мм
D0= 32.025-1.109=24.891 мм
4 Подача на зуб для черновых зубьев
Sz черн = 003- 006 ммзуб 3 по [ с. 52 таб. 2] в зависимости от
обрабатываемого материала и принятой схемы резания
Принимаем Sz черн = 0.05 ммзуб.
5 Подача на зуб для чистовых зубьев
Sz чист = 001 - 002 ммзуб
Принимаем Sz чист=0.02 ммзуб
6 Определение профиля зубьев и формы стружечных канавок
6.1. Определение профиля стружечной канавки для обработки втулки из
материала СЧ10 длиной 489 мм принимается однорадиусная форма стружечной
Рисунок 10-Эскиз стружечной канавки
6.3 Величина шага черновых зубьев
где с - коэффициент зависящий от схемы резания;
с = 125-15 в зависимости от величины подачи на зуб обрабатываемого
материала и характера производства.
tчерн=(125-15) [pic]24=6123-7.348мм
6.4 Величина шага переходных зубьев
t черн = t пер =7 мм (45)
6.5 Величина шага чистовых и калибрующих зубьев
tчист = tкалибр = (06-07) tчерн мм
tчист = tкалибр = (06-07) 7=4.2-4.9 мм
Принимаем tчист = tкалибр= 45мм
6.6 Количество одновременно работающих зубьев
Принимаем: z ziчист=5
h0чернчист=1.13 [pic] Szчернчист L Kmin мм
h0черн =1.13 [pic] мм
h0чист =1.13 [pic] мм
6.8 Остальные параметра стружечной канавки по [ 3 с. 53 таб. 4]
уточняется значение шага канавки и определяются значения длины спинки зуба
q и радиуса закругления дна канавки r. tчист=45мм;h=2.5 мм;
r=08мм;q=20мм. tчерн=7 мм ; h=3 мм; r=25мм;q=3 мм;
6.9 Величины передних углов режущих зубьев: передний угол γ =18°- для
черновых и переходных зубьев γ =19°- для чистовых и калибрующих зубьев
определяется по [3 с. 54 таб. 6] в зависимости от твердости
обрабатываемого материала.
6.10 Величины задних углов режущих зубьев (Рис.10).
α чернпер=3°-для черновых и переходных зубьев;
α чист = 2° - для чистовых зубьев;
α кал =1° -для калибрующих зубьев
7 Определение поперечных размеров зубьев (Рис.11).
7.1 Поперечные размеры шлицевых зубьев.
Рисунок 11- Эскиз последнего шлицевого зуба.
7.1 Диаметр первого режущего шлицевого зуба
7.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих шлицевых зубьев
Dmax =32+0025=32.025
dшп=dш.кал =32.025мм
7.3 Ширина шлицевых выступов
7.4.1 Определение числа и размеров канавки для деления стружки
Количество канавок для фасочных и шлицевых зубьев равно 1.На целиндрических
зубьях канавки отсутствуют.
Рисунок 12 - Эскиз делительной канавки
7.5 Поперечные размеры цилиндрических зубьев (рис.13)
Рисунок 13- Эскиз последнего цилиндрического зуба
7.5.1 Диаметр первого режущего цилиндрического зуба
7.5.2 Диаметр последнего режущего и калибрующих цилиндрических зубьев
dцил.п=dmax=26.13 мм
8 Определение количества зубьев
8.1 Количество черновых цилиндрических зубьев
zцчерн=( Ацил -A цил.пер.-Ацил.чист.)(2 Szчерн)
где -Ацил.черн. - припуск на черновые цилиндрические зубья мм;
Ацил.чист. - припуск на чистовые цилиндрические зубья мм;
Sz черн - подача на зуб для черновых зубьев ммзуб
Ацл.пер. = 005 мм по 3 с.55таб.7 в зависимости от величины подачи
на зуб для черновых зубьев Szчерн
zцчерн=( 0675)(2*005)=675
8.2 Количество переходных цилиндрических зубьев в зависимости от подачи
на зуб для черновых зубьев Sz пер=1
8.3 Количество чистовых цилиндрических зубьев
zцл.чист. = Ацил.чист(2 Szчист)
zцл.чист. =014(2 002)=35
где Sz чист - подача на зуб для чистовых зубьев ммзуб
8.4 Количество калибрующих цилиндрических зубьев
8.5 Количество черновых шлицевых зубьев
zш.черн=(Аш-Аш.пер-Аш.чист)(2 Szчерн)
где Ашл- величина припуска на диаметр для шлицевой части мм;
Аш.пер. - припуск на переходные шлицевые зубья мм;
Аш.чнст. - припуск на чистовые шлицевые зубья мм;
Аш.пер. = 005 мм по [ 3 с. 55 таб. 7] в зависимости от величины
подачи на зуб для черновых зубьев Sz черн
zш.черн=(5696)(2*005)=57
8.6 Количество переходных шлицевых зубьев в зависимости от подачи на зуб
для черновых зубьев Sz черн.но не менее одного зуба [pic]
8.7 Количество чистовых шлицевых зубьев
zш.чист=(014(2 Szчист))
zш.чист=014(2 002)=3.5
8.8 Количество калибрующих шлицевых зубьев
9 Длина рабочей части протяжки
lрч=98.5+455.5=554 мм
10 Определение размеров гладких частей протяжки (рис.15)
Рисунок 15 -Эскиз хвостовика
10.1 Диаметр хвостовика
Dхв = D0 -01=24.891-1=22мм
10.2 Длина хвостовика
по [ 3 с. 57 таб. 10] в зависимости от диаметра хвостовика Dхв ;
принимаем lхв=120мм Dхв=22мм Dхв’=53мм f=15мм а=40мм b=40мм
lхв=115мм Fmin=2206.2
принимаем lш = 10 мм.
10.5 Длина переходного конуса
10.6 Диаметр передней направляющей
Dпн.= D0=23.891 мм (66)
10.7 Длина передней направляющей
lп.н. = L + 05 tчерн мм
lп.н. = 24+05*7=27.5 мм
10.8 Диаметр задней направляющей
10.9 Длина задней направляющей
lз.н.= 07*24 =16.8 мм
11 Общая длина протяжки
пр = lхв + 1ш +1к+lп.н + 1р.ч+1з.н мм
пр = 120+10+10+27.5+554+16.8=740 мм
12 Проверка протяжки на прочность
12.1 Суммарная длина шлицевых режущих кромок участвующих в резании
b1 шл = bn n [pic] мм
где bn - ширина шлицевых выступов мм
b шлчерн = 6*6*3=108 мм
b шлчист = 6*6*5=180 мм
12.2 Суммарная длина цилиндрических режущих кромок участвующих в резании
b цилчерн = 3.14*25.25*3 =237 67 мм
b цилчист = 3.14*26.13*3=246.15 мм
12.3 Максимальное усилие резания
где р-сила резания на 1мм длины режущей кромки даНмм ;
р = 75 – 154 даНмм по [ 3 с. 56 таб. 9] в зависимости от величины
подачи на зуб и вида обрабатываемого материала
Рmax вычисляется для цилиндрических и калибрующих (черновых и
чистовых) зубьев по отдельности. Рmах присваивается максимальное из
полученных четырех значений
Рцилчерн=169*2410=47290ДаН
Рцилчист=85*240=20400 ДаН
Ршлчерн=169*108=18252ДаН
Ршлчист=85*180=15130 ДаН
12.4 Минимальная площадь поперечного сечения протяжки принимается
минимальное значение из площадей по первой стружечной канавке или по
12.4.1 Площадь по первой стружечной канавке
где hо - глубина канавки первого зуба мм
[pic] 314 (24.891-2*0.6)24=440 [pic]
12.4.2 Площадь по хвостовику
12.5 Максимальное напряжение
где [ ] - допустимое напряжение в материале протяжки:
[ ] = 25 даНмм для хвостовика из легированной стали;
[ ] =35-40 даНмм для режущей части из быстрорежущей стали
= 47290221=25[ ] даНмм
В зависимости от полученных значений длины протяжки и максимальной силы
резания по [ 3 с. 55 таб. 8] определяется модель станка
Необходимые условия:
длина протяжки - не более сорока диаметров;
длина протяжки без длины хвостовика – не более максимальной длины хода
[pic]=19600*09=17640
Принимаем станок модели 7Б55
13 Технические условия
13.1 Шероховатости поверхностей по ГОСТ 2789-73
передней и задней поверхностей зубьев поверхности ленточек на
калибрующих зубьях - Ra = 04 мкм;
рабочей поверхности боковых сторон шлицевых зубьев и угловых
поверхностей фасочных зубьев - Ra = 08 мкм;
нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон шлицевых зубьев
поверхности спинки зуба поверхности стружкоразделительных канавок
поверхности шлицевых впадин - Ra = 16 мкм;
поверхностей задней и передней направляющей - Rа = 063 мкм;
посадочной поверхности хвостовика под кулачки - Ra = 125 мкм;
конических поверхностей центровых отверстий - Ra = 08 мкм;
поверхности переходного конуса - Rа = 125 мкм
поверхности шейки и торцев протяжки - Ra = 25 мкм;
радиуса у передней поверхности зуба -Ra = 08 мкм;
остальных поверхностей - Rа = 2.5 мкм
13.2 Допуски и предельные отклонения параметров протяжки:
предельные отклонения диаметров черновых и переходных зубьев - 001
предельные отклонения диаметров чистовых и калибрующих зубьев -0007
допуск на диаметр чистовых и калибрующих зубьев - (14 - 15) от
допуска на протягиваемое отверстие;
допуск на ширину шлицевых выступов - (14 - 15) от допуска на
шлицевые канавки в отверстии;
предельные отклонения диаметра окружности –
предельные отклонения на диаметр хвостовика- е8;
предельные отклонения на длину хвостовика - ± 1 мм;
предельные отклонения на диаметр шейки-
предельные отклонения на диаметр передней направляющей- е8;
предельные отклонения на диаметр задней направляющей-
предельные отклонения на общую длину протяжки - ± 3 мм;
предельные отклонения на величину переднего угла - ± 1 30';
предельные отклонения на величину заднего угла:для черновых
переходных чистовых зубьев -±30 калибрующих зубьев - 15;
13.3 Ширина ленточки калибрующих зубьев 02- 06мм
13.4 Центровочные отверстия выполняются по ГОСТ 14034-74
13.5 Острые кромки притупить
13.6 Инструментальный материал протяжки.
материал рабочей части - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265=73
материал хвостовой части - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;
твердость режущей части - HRС 62 - 65;
твердость передней направляющей - НRС 56-64;
твердость задней направляющей - НRС 56 - 64;
твердость хвостовика - НRС 42 – 50
13.9 Маркировка протяжки:
товарный знак завода-изготовителя
обозначение протяжки;
марка материала режущей части;
-D-6х26H11x32H7x6F8- 2010-Р6М5-24-
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Никитина И.П. Расчет фасонных резцов с применением ЭВМ; Методические
указания.-Оренбург:ОГУ2000.-39с.
Никитина И П Расчет червячных модульных фрез для нарезания
цилиндрических зубчатых колес с применением ЭВМ Методические указания -
Оренбург: ОГУ 1997 - 37 с.
Никитина И П Расчет комбинированных шлицевых протяжек с применением ЭВМ
Методические указания - Оренбург ОГУ 1997 - 57 с.
ГОУ ОГУ 151001. 4 1 10.10 ПЗ

Чертежэскиз резца.cdw

Чертеж.cdw

Титульник (2).doc

-----------------------
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра: «Технология машиностроения
металлообрабатывающие станки и комплексы»
по дисциплине: «Проектирование режущего инструмента»
Пояснительная записка
ОГУ 151001.65.4011.06 ПЗ
Руководитель проекта