Проектирование специальных режущих инструментов

ПЗ.doc

Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием и содержит 3 листа формата А1 (фасонный резец шаблон контршаблон обрабатываемая деталь державка фасонного резца шлицевая протяжка червячная фреза) и расчетно-пояснительную записку состоящую из 57 листов 4 таблиц. При выполнении проекта было использовано 6 литературных источников.
Тема курсового проекта: «Проектирование специальных режущих инструментов».
ФАСОННЫЙ РЕЗЕЦ ДЕРЖАВКА ШАБЛОН КОНТРШАБЛОН ПРОТЯЖКА ФРЕЗА РАБОЧИЙ ХОД ЧИСТОВЫЕ ЗУБЬЯ ЧЕРНОВЫЕ ЗУБЬЯ ПОДАЧА СКОРОСТЬ РЕЗАНИЯ
Проектирование призматического фасонного резца
2 Графическое и математическое выражение фасонного профиля
обрабатываемой детали
3 Вводные данные в ПЭВМ
4 Операции выполняемые ПЭВМ
4.1 Выбор габаритных размеров фасонного резца
4.2 Выбор переднего и заднего углов фасонного резца
4.3 Расчет глубины фасонного профиля резца
5 Конструктивное оформление фасонного резца
5.1 Построение фасонного профиля резца
5.2 Общая ширина фасонного резца
5.3 Комплексная проверка крепежной части фасонного резца
5.4 Выбор конструкции фасонного резца
5.5 Выбор материала и твердости фасонного резца
5.6 Определение параметров шероховатости поверхностей
5.7 Предельные отклонения линейных размеров и фасонного
5.8 Предельные отклонения угловых размеров фасонного резца
Расчет и проектирование шлицевой протяжки
2 Данные для расчета шлицевой протяжки
2.2 Определение диаметра отверстия заготовки
2.3 Определение группы обрабатываемости материала
2.4 Определение группы качества поверхностей
3 Расчет и конструирование шлицевой протяжки
3.1 Выбор конструкции шлицевой протяжки
3.2 Назначение режимов обработки
3.3 Определение глубины стружечных канавок
3.4 Определение параметров продольного профиля зубьев
3.5 Расчет максимального усилия протягивания
3.6 Расчет количества зубьев в группах
3.7 Проверка протяжки на прочность
3.8 Расчет припусков на протягивание
3.9 Расчет количества зубьев протяжки
3.10 Расчет диаметров зубьев протяжки
3.11 Расчет выкружек на прорезных зубьях
3.12 Определение параметров поперечного профиля зубьев
3.13 Определение длины протяжки
4 Установление технических требований и эксплуатационных
показателей шлицевых протяжек
4.1 Назначение технических требований к протяжке
4.2 Расчет нормативной наработки протяжки
4.3 Расчет количества протягиваемых деталей
4.4 Определение основного времени операции протягивания
4.5 Определение показателей для восстановления протяжки
Расчет червячной шлицевой фрезы
1 Цели и задачи проектирования
2 Исходные данные для расчета
3 Определение установочных параметров
4 Определение конструктивных размеров фрезы
5 Расчет профиля зуба червячной шлицевой фрезы
6 Конструктивные параметры зубьев фрезы
7 Технические требования к червячной фрезе
Список использованной литературы
Обрабатываемая деталь (рисунок 1) представляет собой сочетание цилиндрического конического сферического участков и участка заданного координатным способом.
Вариант задания №2122.
Исходные данные об обрабатываемой детали представлены в таблице 1.
Рисунок 1 – Обрабатываемая деталь
Таблица 1 – Исходные данные
материал обрабатываемой детали – сталь 40
2 Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали
Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали определяется относительно координатных осей X и Y. Центр координатных осей О находится в точке пересечения левого края детали и ее оси вращения. Координатная ось X совмещается с осью вращения детали. Координатная ось Y проводится из центра координатных осей О перпендикулярно оси X.
Фасонный профиль обрабатываемой детали на отдельных участках в большинстве случаев состоит из сочетания отрезков прямых линий и дуг окружностей для каждого из которых определяется математическое выражение.
В интервале профиль детали представляет собой отрезок линии параллельной оси детали (оси X) и выражается формулой:
В интервале 8x16 профиль представляет отрезок линии заданной по окружности и выражается формулой:
Обозначение – ОЛЗПО.
В интервале 16x295 профиль представляет отрезок линии заданной координатным способом и может быть выражен так:
Обозначение – ОЛЗКС.
В интервале 295 2475) для первой точки и (405; 2225) для второй точки и выражается формулой
Тогда окончательно Y=-0227X+3145.
Обозначение – ОЛНОД.
В интервале 405x53 профиль детали представляет собой отрезок линии параллельной оси детали (оси X) и выражается формулой:
Для расчета фасонного резца на ПЭВМ необходимы следующие данные которые вводятся в ЭВМ по строкам.
Первая строка содержит:
Максимальный диаметр обрабатываемой детали Dmax=705 мм.
Минимальный диаметр обрабатываемой детали Dmin=445 мм.
Общая длина L обрабатываемой детали L=53 мм.
Тип фасонного резца – призматический.
Материал детали – сталь 40.
Твердость материала детали – НВ=2129.
Материал режущей части фасонного резца – быстрорежущая сталь.
Описание профиля отрезка линии последовательно каждого элементарного участка фасонного профиля обрабатываемой детали.
Вводные данные для отрезка линии параллельной оси детали (ОЛПОД) содержат:
а) значения абсцисс начала и конца отрезка линии Х(1)=0; Х(2)=8;
б) коэффициент М характеризующий отрезок прямой линии М=285.
Вводные данные для отрезка линии заданной по окружности (ОЛЗПО) содержат:
а) значения абсцисс начала и конца отрезка линии Х(1)=8; Х(2)=16.
б) коэффициенты характеризующие отрезок линии S=31; G=13; B=425; W=1.
Вводные данные для отрезка линии заданной координатным способом (ОЛЗКС) содержат:
а) значения абсцисс положения точек на отрезке линии
б) значения ординат положения точек на отрезке линии
Вводные данные для отрезка линии наклонной к оси детали (ОЛНОД) содержат:
а) значения абсцисс начала и конца отрезка линии Х(1)=295 и Х(2)=405;
б) коэффициенты характеризующие отрезок прямой линии
а) значения абсцисс начала и конца отрезка линии Х(1)=405; Х(2)=53;
б) коэффициент М характеризующий отрезок прямой линии М=2225.
Габаритные размеры фасонного резца выбираются в зависимости от максимальной глубины фасонного профиля обрабатываемой детали и коэффициента которые определяются по формулам
где - максимальный диаметр обрабатываемой детали;
- минимальный диаметр обрабатываемой детали;
- общая длина обрабатываемой детали.
Из таблицы 2 [1] габаритные размеры фасонного резца следующие:
Общая ширина определяется после конструктивного оформления фасонного профиля режущей части резца в п. 1.5. Угол элементов крепежной части принимаем . Угол определяем по формуле
Передний и задний углы выбираются из таблицы 3 [1] в зависимости от материала обрабатываемой детали.
Для стали 40 при твердости НВ=2129 МПа получаем следующие величины
Глубина С фасонного профиля резца рассчитывается отдельно для обработки каждого элементарного участка фасонного профиля обрабатываемой детали.
Глубина С фасонного профиля резца рассчитывается по формулам с точностью не менее 001 мм; подобная точность расчетов достигается при выполнении промежуточных расчетов с точностью до 0001 мм с последующим округлением до 001 мм.
а) Для обработки участка детали профиль которого представляет собой отрезок прямой линии параллельной оси детали (ОЛПОД) глубина фасонного профиля резца постоянная для всех конкретных значений и рассчитывается по формуле
где М – коэффициент характеризующий отрезок прямой линии принимается равным .
Для первого участка детали при конкретных значениях и глубина фасонного профиля резца следующая
б) Для обработки участка детали профиль которого представляет собой отрезок линии заданной по окружности (ОЛЗПО) глубина фасонного профиля резца для каждого конкретного значения X рассчитывается по формуле
где W=1 - коэффициенты характеризующие отрезок линии заданной по окружности.
Рассчитаем глубину фасонного профиля для второго участка детали с шагом 05 мм
Полученные результаты для наглядности сводим в таблицу 2
в) Для обработки участка детали профиль которого представляет собой отрезок линии заданной координатным способом (ОЛЗКС) глубина фасонного профиля резца для каждого конкретного значения х рассчитывается по формуле
где Y(1)=315 при Х(1)=160
Y(2)=295 при Х(2)=195
Y(3)=280 при Х(3)=225
Y(4)=270 при Х(4)=260
Y(5)=265 при Х(5)=295
г) Для обработки участка детали профиль которого представляет собой отрезок прямой линии наклонной к оси детали (ОЛНОД) глубина фасонного профиля резца рассчитывается по формуле
где X и коэффициенты определяющие наклонную прямую заданную уравнением
Используя координаты двух известных точек отрезка определим коэффициенты и .
Уравнение наклонной прямой принимает вид .
Формула глубины фасонного профиля резца принимает вид
Рассчитаем глубину фасонного профиля для четвертого участка детали с шагом 05 мм.
Полученные результаты для наглядности сводим в таблицу 3
д) Для обработки участка детали профиль которого представляет собой отрезок прямой линии параллельной оси детали (ОЛПОД) глубина фасонного профиля резца постоянная для всех конкретных значений X и рассчитывается по формуле
Для пятого участка детали при конкретных значениях и глубина фасонного профиля резца следующая
Построение фасонного профиля резца производится координатным способом. Координаты и принимаются из п. 1.4.3.
Общая ширина фасонного резца определяется по формуле
где - общая длина обрабатываемой детали;
- размеры определяющие дополнительные упрочняющие кромки фасонного профиля резца.
Так как фасонная деталь изготавливается из штучной заготовки то с обеих сторон профиля фасонного резца упрочняющие кромки имеют одинаковую форму и определяются размером . Тогда
где - размер принимаемый равным длине фаски на обрабатываемой детали. Так как на обрабатываемой детали фаска отсутствует то принимаем .
Размер выбирается из соотношения
где - максимальная глубина фасонного профиля обрабатываемой детали. Принимаем .
Размер принимается равным размеру с перекрытием 2 3 мм. Принимаем .
Угол принимается равным углу фаски на обрабатываемой детали. Так как фаска отсутствует то принимаем .
Угол принимается равным .
Комплексная проверка крепежной части фасонного резца производится по размеру (с точностью 005 мм) который определяется по формуле
где и - размеры крепежной части;
- диаметр калиброванного ролика (с точностью до 001 мм) который обычно равен размеру .
Фасонный резец как правило изготавливают из быстрорежущей стали. При обработке трудно обрабатываемых материалов режущая часть фасонного резца выполняется из твердого сплава. В целях экономии инструментального материала фасонные резцы с общей шириной более 15 мм изготавливают составными. Крепежная часть из конструкционной стали приваривается к режущей части из быстрорежущей стали или припаивается к режущей части из твердого сплава.
В составном фасонном резце режущая часть имеет следующие размеры:
высота – от принимаем 45 мм;
ширина – принимаем равной ;
толщина - принимаем 25 мм;
Режущая часть - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265
твердость - НRCЭ 62 64.
Крепежная часть - конструкционная сталь 40Х ГОСТ 4543-71 твердость - НRCЭ 40 45.
5.6 Определение параметров шероховатости поверхностей фасонного резца
Параметры шероховатости поверхностей фасонного резца
по ГОСТ 2789-73 мкм.
Передней поверхности и фасонной задней поверхности - .
Посадочных поверхностей крепежной части - .
Остальных поверхностей - .
5.7 Предельные отклонения линейных размеров и фасонного профиля резца
Предельные отклонения глубины фасонного профиля резца обрабатывающего элементы фасонной детали с точностью 8-го – 9-го квалитета принимаются +001 мм.
Предельные отклонения ширины фасонного резца принимаются в зависимости от ее допуска
где - допуск на ширину фасонного профиля резца определяется по формуле
где - допуск на ширину фасонного профиля обрабатываемой детали ().
Предельные отклонения других размеров фасонного резца принимаются:
угол крепежной части - ;
1.1 Цели и задачи проектирования
Целью проекта является разработка шлицевой протяжки для протягивания шлицевого отверстия детали.
Задачами проектирования являются выбор конструкции и расчет шлицевой протяжки назначение технических требований к ней определение режимов резания и эксплуатационных показателей.
1.2 Протягивание шлицевых отверстий
Шлицевые соединения представляют собой многошпоночные соединения у которых шпонки изготовлены заодно целое с валом. Их используют для передачи больших крутящих моментов и для обеспечения более высоких требований к соосности соединяемых деталей чем у шпоночных соединений. Они бывают с прямобочным эвольвентным и треугольным профилем.
В шлицевых прямобочных соединениях применяют центрирования вала и втулки: по наружному диаметру D по внутреннему диаметру d и по боковым поверхностям зубьев b. Выбор способа центрирования связан с эксплуатационными требованиями предъявляемыми к соединению и технологическими особенностями изготовления шлицевых деталей.
В обозначении шлицевого соединения указывают способ центрирования количество пазов n размеры внутреннего d и наружного D диаметров размер паза b и поля допусков.
Шлицевое отверстие в детали протягивают сложным и дорогостоящим инструментом – протяжкой.
Она представляет собой многозубый режущий инструмент каждый последующий зуб которого отличается по форме и размерам от предыдущего. Обработку осуществляют на горизонтально- и вертикально- протяжных станках.
Протягивание производят двумя методами – раздельным и комбинированным. При раздельном методе отверстие в заготовке по внутреннему диаметру d обрабатывают окончательно любым инструментом в том числе и круглой протяжкой. Затем шлицевой протяжкой протягивают шлицевые пазы получая их размеры D b и фаски. Такая протяжка имеет только фасочные и шлицевые зубья.
При комбинированном методе все элементы шлицевого отверстия т.е. внутренний диаметр шлицевые пазы и фаски обрабатывают одной комбинированной шлицевой протяжкой имеющей круглые шлицевые и фасочные зубья. Она обеспечивает более высокую производительность труда и точность шлицевого отверстия.
2.1. Исходные данные:
Заготовка – штамповка в нормализованном состоянии.
Отверстие шлицевой втулки – D-6x28H11x32H7x7D9.
Шероховатость поверхности:
Марка материала втулки – сталь 50Г.
Твердость материала втулки – НВ 335.
Комбинированный метод протягивания.
Тип производства – массовый.
Станок – 7В58 технические требования:
- номинальная сила тяги - ;
- наибольшая скорость рабочего хода - ;
- длина хода рабочей каретки - ;
- тип патрона – быстросменный автоматический;
- минимальный размер от торца до первого зуба протяжки - где - расстояние от опорной планшайбы станка до торца заготовки мм.
- справочные размеры шлицев:
Перед протягиванием заготовка должна иметь сквозное отверстие. Его диаметр и точность зависят от принятого метода протягивания и заданного способа центрирования деталей.
При центрировании по D и комбинированном методе протягивания диаметр отверстия заготовки до протягивания обрабатываем одним инструментом - сверлом.
Диаметр отверстия до протягивания
где - внутренний диаметр протягиваемого шлицевого отверстия;
- припуск на протягивание отверстия (табл. 1 [1]).
Точность назначаем по т. к. проводится обработка отверстия длиной более одного диаметра одним инструментом.
Все конструкционные стали обрабатываемые протягиванием разделены на пять групп обрабатываемости.
Материал заготовки сталь 50Г с твердостью НВ 335 относится к V группе обрабатываемости материалов (табл. 2 [1]).
Признаками принадлежности поверхности к той или иной группе качества являются заданные параметры шероховатости и квалитет точности. По табл. 3 [1] согласно исходным данным получаем 2 группу качества поверхности.
3.1.1 Выбор типа протяжки
Обработка шлицевого отверстия требует применения трех видов зубьев: круглых – для окончательной обработки по внутреннему диаметру отверстия шлицевых – для получения шлицевых пазов и фасочных – для образования фасок.
По назначению зубья делятся на черновые чистовые и калибрующие.
Для обработки шлицевого отверстия с центрированием по применяем протяжку типа Ф-К-Ш которая начинает срезать припуск фасочными зубьями потом круглыми и завершает обработку шлицевыми.
По способу деления припуска на обработку между отдельными зубьями протяжки применяем групповую схему резания.
Групповая схема резания характеризуется тем что превышение задают не на один зуб а на группу (секцию) зубьев. При этом срезаемый слой делится по длине между отдельными зубьями входящими в группу. В группу входит два и более зуба. Длину рабочей кромки первого (прорезного) зуба группы уменьшают по сравнению с длиной второго. Для этого нерабочую часть на всех зубьях в группе кроме последнего удаляют (выкружки).
3.1.2 Выбор материала протяжки
Основным материалом режущей части протяжки принимаем быстрорежущую инструментальную сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73.
3.1.3 Выбор типа хвостовика и его размеров
Согласно ГОСТ 7943-78 протяжки из быстрорежущей стали диаметром более 18 мм должны быть сварными или с механическим креплением хвостовика. Принимаем к разработке сварную протяжку.
Хвостовик сварной протяжки изготавливается из стали 40Х
ГОСТ4543-71. Стыковую сварку хвостовика со стержнем протяжки осуществляем на расстоянии 10 15 мм от начала переходного конуса.
Для быстросменных патронов хвостовик должен быть типа 3 исполнения I ГОСТ 4044-70. Его размеры определяем по табл. 4 [1].
Для того чтобы хвостовик свободно проходил через отверстие в заготовке и в то же время был достаточно прочным его диаметр выбираем меньшим ближайшим к диаметру отверстия до протягивания .
3.1.4. Определение количества чистовых и калибрующих зубьев припуска на чистовые зубья.
Количество чистовых зубьев на круглой и шлицевой частях протяжки а также количество групп (секций) состоящих из двух зубьев и подачи на них определяем в зависимости от группы качества поверхности по табл. 5 [1].
Количество групп из двух зубьев с подачей :
Общее количество чистовых зубьев:
Припуск на диаметр на чистовые зубья:
Количество калибрующих шлицевых и круглых зубьев принимаем
3.1.5 Определение значений углов зубьев
Значения передних углов черновых чистовых и калибрующих зубьев определяем в зависимости от группы обрабатываемости материала заготовки по табл. 6 [1].
Назначаем задние углы зубьев
Остальные углы назначаем согласно рис. 4 [1].
3.2.1 Выбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)
Протягивание производится с обязательным применением СОЖ. Выбор СОЖ производим по рекомендациям табл. 7 [1]. Эмульсия обеспечивает меньшую шероховатость обработанных поверхностей но несколько увеличивает силу резания и снижает наработку протяжки по сравнению с маслами.
Выбранную СОЖ – 3 10% эмульсия из амульсола Укринол-I
ТУ 38-101187-76 – подаем в зону резания свободно падающей струей с двух сторон – на входе и на выходе протяжки. Расход СОЖ 015 040 литров в секунду.
3.2.2 Определение скорости резания протяжкой
Скорость резания протяжкой из быстрорежущей стали Р6М5 назначаем по табл. 8 [1] в зависимости от типа производства (массовое) группы качества протягиваемой поверхности (1) и группы обрабатываемости
Протяжной станок должен обеспечивать установку выбранной скорости резания. Проверяем выполнение условия
Условие выполняется.
3.2.3 Определение наработки чистовых зубьев
Наработка протяжки между отказами измеряется в метрах суммарной длины протянутых поверхностей. Она зависит от свойств материала протяжки и заготовки от скорости резания и подачи от принятой схемы резания геометрии зубьев от требований к протягиваемым поверхностям и других факторов.
Наработку чистовых зубьев определяем по формуле
где - коэффициенты зависящие от группы обрабатываемости материала находим по табл. 10 [1].
3.2.4 Определение подачи на черновые зубья
Допустимую подачу на черновые зубья круглой шлицевой и фасочной частей протяжки находим из условия равной наработки .
Значения - находим по табл. 10 [1] для черновых зубьев.
3.3.1 Определение глубины по условию размещения стружки
Стружечная канавка должна иметь профиль и размеры достаточные для свободного размещения образующейся стружки.
Для определения глубины стружечной канавки используем коэффициент помещаемости стружки показывающий отношение площади активной
части стружечной канавки в продольном сечении к площади сечения слоя металла срезаемого одним зубом протяжки .
По рекомендации [1] принимаем .
Определяем расчетную глубину стружечной канавки для размещения стружки
Округляя расчетное значение в большую сторону по табл. 14 [1] принимаем профиль зубьев №5 которому соответствует размер .
3.3.2 Определение глубины по условию жесткости протяжки
Глубину стружечной канавки допускаемую условием обеспечения жесткости протяжки определяем по зависимости
Округляя расчетное значение в меньшую сторону по табл. 14 [1] принимаем профиль зубьев №9 которому соответствует размер .
3.3.3 Определение номера профиля черновых зубьев.
Глубины канавок и сравниваем между собой и принимаем для дальнейших расчетов меньшее значение т.е. принимаем профиль зубьев №5.
3.4 Определение параметров продольного профиля зубьев.
Шаг и размеры остальных элементов черновых зубьев фасочной круглой и шлицевой частей протяжки в продольном сечении определяем по номеру профиля зубьев №5.
Шаг и размеры остальных элементов чистовых и калибрующих зубьев определяем по номеру профиля на три единицы меньше чем номер профиля черновых зубьев т.е. принимаем профиль №3
Усилие протягивания ограничивается прочностью протяжки в опасных сечениях – по впадине перед первым зубом и по круговой выточке хвостовика а также силой тяги протяжного станка.
Усилие протягивания допускаемое прочностью опасного сечения режущей части протяжки
где - диаметр опасного сечения по впадине мм
- расчетное значение предела прочности материала протяжки на разрыв.
Усилие протягивания допускаемое прочностью опасного сечения хвостовика
где - диаметр опасного сечения хвостовика;
- расчетное значение предела прочности материала хвостовика на разрыв.
Усилие протягивания допускаемое приводом протяжного станка
где - коэффициент полезного действия.
Наименьшее значение из найденных принимаем за допустимое максимальное усилие протягивания
Количество зубьев в группах определяем для черновых зубьев фасочной круглой и шлицевой частей протяжки.
Рассчитываем количество зубьев в группах исходя из максимального усилия протягивания
где - удельная осевая сила резания приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки зуба табл. 15 [1];
- наибольшая ширина режущего сектора зуба мм;
где - верхнее отклонение ширины шлицевого паза мм [2].
Для всех зубьев проверяем выполнение условия
где - допустимая ширина режущего сектора зуба без разделения стружки принимаем по табл. 16 [1].
Для всех зубьев условие выполняется.
Количество зубьев одновременно участвующих в резании
Найденное по формуле значение округляем до меньшего целого
Поправочный коэффициент на удельную осевую силу резания
где - коэффициент учитывающий обрабатываемый материал и его твердость;
- коэффициент учитывающий тип применяемой СОЖ;
- коэффициент учитывающий способ разделения стружки;
- коэффициент учитывающий группу качества.
Рассчитываем количество зубьев в группах исходя из максимального усилия протягивания:
Осевую силу резания действующую на фасочные круглые и шлицевые зубья в процессе резания определяем по формуле
где - суммарная ширина режущих частей зубьев мм:
Осевая сила резания для:
За расчетную силу резания принимаем осевую силу резания для фасочных зубьев .
Прочность протяжки достаточна если расчетная сила резания меньше чем допустимое максимальное усилие протягивания. Проверяем выполнение условия
При протягивании шлицевого отверстия протяжкой типа Ф-К-Ш припуск срезается в последовательности
3.8.1 Припуск срезаемый фасочными зубьями
где - диаметр последнего фасочного зуба
где - минимальный внутренний диаметр шлицевого
3.8.2 Припуск срезаемый круглыми черновыми зубьями
где - максимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия [2];
- припуск на круглые чистовые зубья (п. 2.3.1.4).
3.8.3 Припуск срезаемый шлицевыми черновыми зубьями
где - максимальный наружный диаметр шлицевого отверстия [2];
- припуск на шлицевые чистовые зубья (п. 2.3.1.4).
3.9 Расчет количества зубьев протяжки.
У протяжки типа Ф-К-Ш зубья располагаем в указанной ниже последовательности при этом их общее количество определяется по формуле
3.9.1 Количество фасочных зубьев определяем по формуле
где - количество секций фасочных зубьев;
- количество зубьев в секции.
Определяем количество секций фасочных зубьев
3.9.2 Количество круглых черновых зубьев определяем по формуле
где - количество секций круглых черновых зубьев
Определяем количество секций круглых черновых зубьев предварительно
Полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого количества секций срезающих основную часть припуска.
Остаточный припуск находим по формуле
Для его удаления вводим дополнительную секцию которую располагаем в начале секций при этом подача на нее будет равна
Тогда окончательно количество секций круглых черновых зубьев
3.9.3 Количество круглых чистовых зубьев определяем по формуле
где - количество секций круглых чистовых зубьев.
9.4 Количество круглых калибрующих зубьев
3.9.5 Количество шлицевых черновых зубьев определяем по формуле
где - количество секций шлицевых черновых зубьев;
Определяем количество секций шлицевых черновых зубьев предварительно
Тогда окончательно количество секций шлицевых черновых зубьев
3.9.6 Количество шлицевых чистовых зубьев определяем по формуле
где - количество секций шлицевых чистовых зубьев.
3.9.7 Количество шлицевых калибрующих зубьев
3.9.8 Общее количество зубьев протяжки
3.10 Расчет диаметров зубьев протяжки.
3.10.1 Расчет диаметров фасочных зубьев протяжки.
Диаметры прорезных зубьев последней фасочной секции
Диаметры прорезных зубьев предшествующих секций определяем по формуле
3.10.2 Расчет диаметров круглых зубьев протяжки.
Диаметры калибрующих зубьев
Диаметры чистовых прорезных зубьев
Диаметры черновых зубьев
Диаметры зачищающих зубьев принимаем равными диаметрам прорезных зубьев.
3.10.3 Расчет диаметров шлицевых зубьев протяжки.
Диаметры чистовых зубьев
Диаметры зачищающих зубьев шлицевых чистовых секций уменьшаем на 001 мм относительно диаметров прорезных зубьев.
3.11 Расчет выкружек на прорезных зубьях.
На прорезных зубьях секций делаем выкружки. Их количество равно количеству пазов на шлицевой втулке (). Поэтому на каждом зубе образуются две криволинейные кромки.
Ширина режущих секторов на прорезных фасочных и шлицевых зубьях
где - ширина фаски прорезных зубьев табл. 19 [1].
Ширина режущего сектора на прорезных круглых зубьях
Ширину выкружек на фасочных шлицевых и круглых прорезных зубьях определяем по формулам
Выкружки на круглых зубьях располагаем симметрично относительно фасочных и шлицевых зубьев.
Радиус шлифовального круга для обрабатывания выкружек и радиус самих выкружек находим по табл. 20 [1].
3.12 Определение параметров поперечного профиля зубьев.
Боковые кромки фасочных зубьев имеют угол наклона равный углу фаски шлицевого паза и расположены от центра зуба на расстоянии .
Расстояние до боковой кромки на последнем фасочном зубе определяем по формуле
Диаметры впадин между зубьями
В местах сопряжения боковых поверхностей зубьев и впадин прорезаем канавки 05х08 мм.
3.13 Определение длины протяжки.
Общую длину протяжки определяем по формуле
где - минимальный размер хвостовой части находится в зависимости от модели протяжного станка п. 2.2.1;
- длина рабочей части протяжки;
- длина задней направляющей.
Длина режущей части протяжки
где - длина фасочной части протяжки
- длина круглой черновой части протяжки
- длина круглой чистовой части протяжки
- длина круглой калибрующей части протяжки
- длина шлицевой черновой части протяжки
- длина шлицевой чистовой части протяжки
- длина шлицевой калибрующей части протяжки
Длина задней направляющей
Проверяем выполнение условий ограничивающих общую длину протяжки:
По длине хода рабочей каретки станка должно выполняться условие
По условию жесткости протяжки
По условию технологического ограничения
Длина передней направляющей ее диаметр . Длина направляющего конуса .
4 Установление технических требований и эксплуатационных показателей шлицевых протяжек
4.1. Назначение технических требований к протяжке.
Технические требования на изготовление протяжки назначаем согласно ГОСТ 7943-78.
Твердость элементов протяжки должна быть:
- зубьев и задней направляющей из стали Р6М5 HRCЭ 62 65;
- передней направляющей из стали Р6М5 HRCЭ 60 65;
- замковой части хвостовика из стали 40Х HRCЭ 42 50.
Центровые отверстия по ГОСТ 14034-74.
Параметр шероховатости Ra мкм:
- передней задней поверхностей и ленточек зубьев ;
- рабочей поверхности боковых сторон зубьев и угловых поверхностей фасочных зубьев ;
- нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон зубьев внутренних поверхностей зубьев поверхности сливки зуба радиуса у поверхности стружкоделительных канавок и выкружек ;
- поверхности передней и задней направляющих ;
- посадочной поверхности цилиндрической части хвостовика и конической поверхности под кулачки ;
- поверхности рабочего конуса центровых отверстий ;
- поверхности торцов протяжки и поверхностей между посадочной поверхностью хвостовика и передней направляющей ;
- остальных поверхностей .
Ширина цилиндрической ленточки на калибрующих зубьях должна быть равномерной в пределах 02 05 мм.
Ширина ленточки на боковых сторонах зубьев не должна быть более
мм. Допускается форма зуба без ленточки.
Предельное отклонение общей длины протяжки +3 мм;
Предельное отклонение глубины впадины зуба +IТ142;
Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб
- при - минус 0010 мм;
- при - минус 0016 мм.
Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб 002 мм и меньше круглых зубьев протяжки с центрированием по D:
Предельные отклонения диаметров круглых зубьев протяжек с центрированием по - 001 мм.
Предельное отклонение толщины шлицевого зуба протяжки –
Предельное отклонение диаметра передней направляющей цилиндрической по е8.
Предельное отклонение диаметра задней направляющей и диаметра впадин между зубьями – d11.
Предельные отклонения углов:
- переднего угла всех зубьев ;
- заднего угла черновых зубьев +30';
- заднего угла чистовых зубьев +30';
- заднего угла калибрующих зубьев +15';
- заднего угла выкружек +10;
- угла поднутрения вспомогательной режущей кромки +10.
4.2 Расчет нормативной наработки протяжки.
Наработку частей протяжки определяем по формуле
где - расчетная наработка чистовых зубьев п. 2.3.2.3;
Поправочные коэффициенты находим по табл. 26 [1].
- коэффициент учитывающий группу качества поверхности;
- коэффициент учитывающий принятую схему резания;
- коэффициент учитывающий вид заготовки и подготовки поверхности под протягивание;
- коэффициент учитывающий материал протяжки;
- коэффициент учитывающий доводку зубьев;
- коэффициент учитывающий вид применяемой СОЖ.
4.3 Расчет количества протягиваемых деталей.
Количество протягиваемых деталей соответствующих наработке до отказа протяжки определяем по формуле
где - длина протягиваемого отверстия.
4.4 Определение основного времени операции протягивания.
Основное время протягивания одной детали в минутах
где - длина рабочего хода;
V=005 - скорость резания;
КОБ=1 – количество одновременно обрабатываемых заготовок.
4.5 Определение показателей для восстановления протяжки.
Заточку протяжки производим с целью восстановления режущей способности обеспечивающей требуемое качество обрабатываемых поверхностей и наработку между отказами.
Изношенную протяжку затачиваем по передней поверхности зубьев конической поверхностью шлифовального круга тарельчатой или чашечной формы.
Угол наклона оси шпинделя шлифовальной головки заточного станка
где - угол наклона образующей конической поверхности шлифовального круга.
Диаметр шлифовального круга
- чистовых калибрующих зубьев
Используем шлифовальные круги с характеристиками:
- материал – электрокорунд белый марки 22А;
- зернистость – 40 16;
- твердость – С1 С2;
- связка – керамическая;
Скорость резания при заточке окружная скорость протяжки глубина резания .
Нормы износа протяжки представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Нормы износа протяжки
Группа качества поверхности
Глубина стачивания за одну переточку m при замене
Количество переточек n3 при замене
Глубина допустимого стачивания M
планово-предупре-дительной
Основное время заточки протяжки в минутах
где i3 – число рабочих ходов
где t – глубина резания в мм.
t=005мм i3=005005=10
Общее число черновых зубьев
Основное время заточки черновых зубьев
Общее число чистовых зубьев
Основное время заточки чистовых зубьев
Общее время на заточку протяжки
Целью проектирования является разработка конструкции червячной фрезы для шлицевого вала с прямобочным профилем.
Проектируемая червячная фреза предназначена для нарезания шлицев с прямобочным профилем при изготовлении шлицевых валов. Она представляет собой исходный червяк у которого прорезаны стружечные канавки и затылованы зубья имеющие специальный профиль.
При проектировании необходимо определить конструктивные размеры червячной фрезы назначить технические требования.
Номинальный размер внутреннего диаметра di=d=102 мм.
Номинальный размер наружного диаметра dе=D=112 мм.
Исполнение шлицевого вала – В с центрированием по наружному диаметру D и боковым поверхностям зубьев точность b по d10.
Справочные размеры шлицев:
3.1 Радиус начальной окружности
где - радиус окружности начала фаски на шлицевом валу мм
3.2 Угловой параметр характеризующий профиль шлицевого вала
Принимаем по приложению 4.3 [1] ближайшее меньшее значение и уточняем значение радиуса начальной окружности
3.3 Угловой параметр
4.1 Основные конструктивные размеры фрезы определяем по таблице 1 [1] исходя из заданных размеров изготавливаемого шлицевого вала.
4.2 Угол подъема начальной винтовой линии фрезы
где - нормальный шаг зубьев фрезы мм
- начальный диаметр фрезы мм
где - высота профиля зуба фрезы мм
- размер затылования зуба фрезы.
4.3 Осевой шаг зубьев фрезы мм
4.4 Шаг винтовой стружечной канавки
5.1 Определение способа расчета профиля зуба фрезы
При расчете профиля зуба червячной шлицевой фрезы используют три метода.
)Расчет наивыгоднейшей дуги окружности заменяющей теоретический профиль зуба фрезы.
)Расчет координат точек профиля зуба фрезы по профилю зубчатой рейки.
)Расчет координат точек профиля зуба фрезы по точному способу.
На точность профилирования зубьев червячных шлицевых фрез влияют размеры профиля шлицевого вала угол подъема начальной винтовой линии фрезы и способ расчета.
Первый способ рекомендуется при выполнении условия
Проверяем выполнение условия
5.2 Расчет наивыгоднейшей дуги окружности заменяющей теоретический профиль зуба фрезы
5.2.1 Расчетная относительная ордината крайней точки профиля зуба фрезы
5.2.2 Расчетная относительная абсцисса крайней точки профиля зуба фрезы
5.2.3 Первый вспомогательный угол
5.2.4 Второй вспомогательный угол находим по приложению 3 [1] решив правую часть уравнения
5.2.5 Третий вспомогательный угол
5.2.6 Радиус дуги заменяющей окружности
5.2.7 Координаты центра дуги окружности заменяющей теоретический профиль зуба фрезы:
ордината центра дуги окружности
абсцисса центра дуги окружности
5.2.8 Отклонение заменяющей окружности от теоретического профиля
где - коэффициент (табл. 4.1 [1]).
6.1 Толщина зуба фрезы по начальной линии в нормальном сечении мм
где - половина центрального угла впадины шлицевого вала
6.2 Толщина зуба фрезы в осевом сечении
6.3 Высота профиля зуба до начала фасочной кромки
6.4 Полная высота профиля зуба фрезы
6.5 Ширина канавки между зубьями
6.6 Угол между начальной линией и режущей кромкой для обработки фаски на шлицевом валу
6.7 Глубина стружечной канавки
6.8 Передний угол зуба фрезы задний угол при вершине зуба . Угол стружечной канавки .
7.1 Класс точности фрезы – В.
7.2 Материал фрезы – быстрорежущая сталь ГОСТ 19265-73.
7.3 Твердость фрезы HRCэ 63 65.
7.4 Неполные витки должны быть сняты. Толщина вершины зубьев неполных витков фрезы должна быть не менее половины толщины вершины цельных зубьев.
7.5 Шероховатость поверхностей фрезы по ГОСТ 2789-83 – Ra 063.
7.6 Допуски и предельные отклонения формы и расположения поверхностей фрезы по таблице 3 [1].
7.7 Допустимые отклонения размеров De и L по h16 b1 по C11 С1 по Н12 Тz2=009мм.
7.8 На торце фрезы маркировать: товарный знак предприятия-изготовителя обозначение шлицевого вала класс точности фрезы угол подъема витка шаг винтовой стружечной канавки и марку материала фрезы.
7.9 Условное обозначение фрезы
Фреза D 10x102x112 h9 – d10 – B – ГОСТ 8027-60
Булавин В.В. Расчет металлорежущих инструментов. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию.: - Пенза.: Пензенская государственная технологическая академия 2006. – 136с.
Грановский Г.И. Панченко К.П. Фасонные резцы.:-
М.: Машиностроение 1975. – 309 с.
Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов.:-
М.: Машиностроение 1984. – 272 с.
Рубинштейн С.А. и др. Основы учения о резании металлов и режущий инструмент Рубинштейн С.А. Левант Г.В. Орнис Н.М. Тарасевич Ю.С.-
М.: Машиностроение 1968. – 392 с.
Маргулис Д.К. Протяжки переменного резания.: - М.: Машгиз 1962. – 269 с.
Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой. Том 1 2. – М.: Машиностроение 1985. – 1150 с.

протяжка.cdw

Круглые зубья с №31 по №44
нечетные с №45 по №51
Шлицевые зубья с №57 по №106
нечетные с №107 по №115
четные с №108 по №116
сталь 50Г ГОСТ 1050-88 НВ 335.
Длина протягивания l=60мм.
Диаметр отверстия до протягивания
Максимальное усилие протягивания
рабочей части - сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73;
хвостовой части - сталь марки 40Х ГОСТ 4543-71.
Электросварка - контактная стыковая оплавлением.
зубьев и задней направляющей HRC
передней направляющей HRC
замковой части хвостовика HRC
* Размеры для справок.
Накопленная погрешность окружного шага не должна
Цилиндрическую ленточку f делать на калибрующих зубьях.
Маркировать: товарный знак предприятия изготовителя;
D-6 60 мм; год изготовления; Р6М5.
Остальные технические требования по ГОСТ 7943-71.

фреза.cdw

Сечение шлицевого вала
Профиль зубьев в нормальном сечении
Расчетный средний диаметр фрезы
Направление винтовых линий
Угол подъема винтовой линии резьбы
Число стружечных канавок
Направление винтовых стружечных канавок
Угол наклона витков стружечных канавок
Твердость HRCэ 63 65.
Размеры шпоночной канавки по ГОСТ 9472-83.
Неуказанные технические требования по ГОСТ 8027-86 для фрез
Маркировать по ГОСТ 18088-83.
Материал изделия: Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Фасонный резец.frw

Сталь 40 ГОСТ 1050-88
Неуказанные предельные отклонения размеров: h14
*Размер для справок.
Материал режущей части сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73
корпуса - сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Твердость режущей части HRCэ 62 64.
Размеры контурных точек профиля резца получить
коррекционным расчетом.
Размеры профиля резца Xi и Ci согласно таблицам ПЗ с
Шероховатость поверхности Д - Ra 0
Неуказанные предельные отклонения: линейных размеров
Твердость шаблона и контршаблона HRCэ 52 55.
Размеры профиля Xi и Ci согласно таблицам ПЗ с точностью
Неуказанные предельные отклонения размеров: линейных
*Размеры для справок