Проектирование специальных режущих инструментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовой проект выполнен в соответствии с заданием и содержит 2 листа формата А1 (фасонный резец, шаблон и контршаблон, обрабатываемая деталь, державка фасонного резца, шлицевая протяжка), 1 лист формата А2 (червячная шлицевая фреза) и расчётно-пояснительную записку, состоящую из 52 листов. При выполнении проекта было использовано 5 источников.

Тема курсового проекта: «Проектирование специальных режущих инструментов».

Ключевые слова: фасонный резец, державка, шаблон, контршаблон, протяжка, фреза, рабочий ход, чистовые зубья, черновые зубья, подача, скорость.



Содержание

Расчёт призматического фасонного резца

1 Исходные данные

2. Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали

3. Операции, выполняемые ПЭВМ

3.1 Выбор габаритных размеров фасонного резца

3.2 Выбор переднего и заднего углов фасонного резца

3.3 Расчёт глубины фасонного профиля резца

4 Конструктивное оформление фасонного резца

Расчёт и проектирование шлицевой протяжки

1 Общая часть

1.1 Цели и задачи проектирования

1.2 Протягивание шлицевых отверстий

2 Данные для расчета шлицевой протяжки

2.1 Исходные данные

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

3.1.1 Выбор типа протяжки

3.1.2 Выбор материала протяжки

3.1.3 Выбор типа хвостовика и его размеров

3.1.4 Определение количества чистовых и калибрующих зубьев, припуска на чистовые зубья

3.1.5 Определение значений углов зубьев

3.2 Назначение режимов обработки

3.2.1 Выбор смазочно-охлаждающей жидкости

3.2.2 Определение скорости резания протяжкой

3.2.3 Определение наработки чистовых зубьев

3.2.4 Определение подачи на черновые зубья

3.3 Определение глубины стружечных канавок

3.3.1 Определение глубины по условию размещения стружки

3.3.2 Определение глубины по условию жесткости протяжки

3.3.3 Определение номера профиля черновых зубьев

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

3.10.1 Расчет диаметров при одном зубе в секции

3.11 Расчет выкружек на прорезных зубьях

3.12 Определение параметров поперечного профиля зубьев

3.13 Определение длины протяжки

4 Эксплуатационные показатели шлицевой протяжки

4.1 Расчет нормативной наработки протяжки

4.2 Расчет количества протягиваемых деталей

4.3 Определение основного времени операции протягивания

4.4 Определение показателей для восстановления протяжки

4.5 Определение показателей для восстановления протяжки

Расчёт червячной шлицевой фрезы

1 Цели и задачи проектирования

2 Исходные данные для расчёта

3 Определение конструктивных размеров фрезы

Список использованной литературы



Расчёт призматического фасонного резца

фасонный резец шлицевая протяжка

Расчет фасонного резца производится согласно заданию, шифр которого имеет четырехзначный номер (4345) и включает в себя исходные данные об обрабатываемой детали. Размеры обрабатываемой детали и ее материал выбирается согласно шифру задания:

1). По первой цифре шифра задания выбираем размеры:

D₁ = 69,5 мм L₁ = 6 мм R₁ = 29 мм

D₂ = 56 мм L₂ = 11 мм

D₃ = 11,5 мм L₃ = 14 мм

2). По второй цифре шифра задания выбираем размеры:

D₄ = 62 мм L₄ = 12,5 мм

D₅ = 58 мм L₅ = 2,5 мм

D₆ = 55 мм L₆ = 5,5 мм

D₇ = 53 мм L₇ = 9 мм

D₈ = 52 мм

3). По третьей цифре шифра задания выбираем размеры

D₉ = 48,5 мм L₈ = 13 мм

D₁₀ = 43,5 мм L₉ = 7,5 мм

4). По четвертой цифре шифра задания выбираем материал обрабатываемой детали:

Материал Сталь 55 с твердостью НВ = 2502 МПа.

6. Графическое и математическое выражение фасонного профиля обрабатываемой детали.

Математическое выражение

В интервале 0?x?8 профиль представляет отрезок линии, параллельной оси детали, и выражается формулой y =28,5

Обозначение - ОЛПОД.

В интервале 8?X?16 профиль представляет отрезок линии, заданной по окружности, и выражается формулой

Обозначение - ОЛЗПО.

В интервале 16?X?28,5 профиль представляет отрезок линии, заданной координатным способом, и выражается формулами.

y =31 при x =16

y =29 при x =18,5

y =27,5 при x =21,5

y =26,5 при x =25

y =26 при x =28,5

Обозначение - ОЛЗКС.

В интервале 28,5?X?41,5 профиль представляет отрезок линии, наклонной к оси детали, проходящей через две точки с координатами (28,5;24,25) для точки 1 и (41,5;21,75) для точки 2, и выражается формулой

y = a₃ x+b₃ ,

где a₃ = (24,25-21,75)/(28,5-41,5) = -0,192

b₃ =21,75 + 0,192 • 41,5 = 29,718

Тогда окончательно y =-0,192 •X + 29,718

Обозначение - ОЛНОД.

В интервале 41,5?X?49 профиль представляет отрезок линии, параллельной оси детали, и выражается формулой y =21,75

Обозначение - ОЛПОД.

Для х=8 профиль представляет отрезок линии, перпендикулярной к оси детали, и выражается формулой х =8

Для х=16 профиль представляет отрезок линии, перпендикулярной к оси детали, и выражается формулой х =16

Для х=28,5 профиль представляет отрезок линии, перпендикулярной к оси детали, и выражается формулой х =28,5

Вводные данные в ЭВМ.

D_MAX =70,5

D_MIN =43,5

L=49

MDET='Сталь'55

HB=2502

MREZ='Быстрорежущая сталь'

u=5;

'ОЛПОД' M=28,5 xN=2 x(1)=0 x(2)=8;

'ОЛЗПО' P=31 G=13 I=4,25 xN=17

x(1)=8 x(2)=8,5 x(3)=9 x(4)=9,5 x(5)=10 x(6)=10,5 x(7)=11 х(8)=11,5 x(9)=12 x(10)=12,5 x(11)=13 x(12)=13,5 x(13)=14 x(14)=14,5 x(15)=15 x(16)=15,5 x(17)=16;

'ОЛЗКС' FI(1)=31 FI(2)=29 FI(3)=27,5 FI(4)=26,5 FI(5)=26

xN=5 x(1)=16 x(2)=18,5 x(3)=21,5 x(4)=25 x(5)=28,5;

'ОЛНОД' N=-0,192 Q=29,718 xN=27

x(1)=28,5 x(2)=29 x(3)=29,5 x(4)=30 x(5)=30,5 x(6)=31 x(7)=31,5 x(8)=32 x(9)=32,5 x(10)=33 x(11)=33,5 x(12)=34 x(13)=34,5 x(14)=35 x(15)=35,5 x(16)=36 x(17)=36,5 x(18)=37 x(19)=37,5 x(20)=38 x(21)=38,5 x(22)=39 x(23)=39,5 x(24)=40 x(25)=40,5 x(26)=41 x(27)=41,5

'ОЛПОД' M=21,75 xN=2 x(1)=41,5 x(2)=49.



Расчёт и проектирование шлицевой протяжки

1 Общая часть

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 Протягивания 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 Данные для расчета шлицевой протяжки

2.1 Исходные данные

Исходными данными для расчета шлицевой протяжки являются:

- размеры протягиваемого шлицевого отверстия втулки

;

- длина протягивания мм;

-способ центрирования деталей шлицевого соединения по d;

- требуемая точность размеров втулки;

- требуемая шероховатость протягиваемых поверхностей

для d и D мкм, для b мкм.

- материал втулки и его твердость сталь 40Г, НВ=240;

- метод обработки и диаметр отверстия заготовки;

- технические параметры протяжного станка

станок модели 7Б55;

1) Номинальная сила тяги кН.

2) Наибольшая скорость рабочего хода м/с.

3) Длина хода рабочей каретки мм.

4) Тип патрона - быстросменный автоматический.

5) Минимальный размер от торца до первого зуба протяжки

мм,

мм.

- тип производства - массовый;

- заготовка - штамповка в нормализованном состоянии.

2.2 Определение диаметра отверстия заготовки

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 диаметр отверстия заготовки до протягивания обрабатываем двумя инструментами.

мм,

где - диаметр отверстия до протягивания, мм;

- внутренний диаметр шлицевого отверстия, мм;

А - припуск на протягивание, мм;

А = 1 мм;

мм.

Точность диаметра назначаем по Н11.

2.3 Определение группы обрабатываемости материала

Все конструкционные стали, обрабатываемые протягиванием, объединены в пять групп обрабатываемости.

Группу обрабатываемости материала заготовки определяем по марке стали и её твёрдости.

В нашем случае группа обрабатываемости IV.



2.4 Определение группы качества поверхностей

Поверхности, подлежащие обработке протягиванием, в зависимости от предъявляемых к ним технических требований, объединены в три группы качества.

Признаками принадлежности поверхности к той или иной группе качества является заданные параметр шероховатости и квалитет точности.

В нашем случае группа качества поверхности 2.



3 Расчет и конструирование шлицевой протяжки

3.1 Выбор конструкции шлицевой протяжки

3.1.1 Выбор типа протяжки

Обработка шлицевого отверстия требует применения трёх 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 протягивания шлицевых отверстий применяют протяжки трёх типов. Протяжка типа Ф-К-Ш имеет зубья, расположенные в следующем порядке, начиная от хвостовика: фасочные Ф, круглые К и шлицевые Ш; протяжка типа Ф-К-Ш - фасочные, шлицевые и круглые. Протяжка типа Ф-Ш имеет фасочные и шлицевые зубья.

Выбор типа протяжки зависит от заданного способа центрирования соединения и требований к шлицевому отверстию.

При центрировании по d применяем протяжку типа Ф-К-Ш, которая начинает срезать припуск фасочными зубьями, потом круглыми и потом завершает обработку шлицевыми.

В процессе протягивания постепенно изменяется профиль шлицевого отверстия. При этом используемая схема резания во многом определяет конструкцию и размеры протяжки. По способу деления припуска на обработку между отдельными зубьями протяжки применяют обычную и групповую схемы резания.

Обычная (одинарная) схема резания характеризуется тем, что каждый зуб протяжки работает практически всей длиной режущей кромки. Поэтому каждый последующий зуб имеет превышение (подачу на зуб S_z) по отношению к предыдущему. При большой длине режущих кромок на них делают узкие стружкоделительные канавки, располагаемые со смещением относительно друг друга.

Групповая схема резания характеризуется тем, что превышение (подачу S_z) 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 может входить два и более зуба. Длина режущей кромки первого (прорезного) зуба группы уменьшают по сравнению с длиной второго. Для этого нерабочую часть на всех зубьях в группе, кроме последнего, удаляют (выкружки). Рекомендуется применять протяжки с групповой схемой резания (протяжки переменного резания).

3.1.2 Выбор материала протяжки

Основным материалом режущей части протяжки предусмотрена быстрорежущая инструментальная столь Р6М5 ГОСТ 19265-73.

3.1.3 Выбор типа хвостовика и его размеров

Согласно ГОСТ 7943-78 протяжки из быстрорежущей стали мм и более должны быть сварными.

Хвостовик сварной протяжки изготовляем из конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543-71. Стыковую сварку хвостовика со стержнем протяжки осуществляем на расстоянии 10 мм от начала переходного конуса.

Для быстросъёмных патронов хвостовик должен быть типа 3 исполнения 1 ГОСТ 4044-70.

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 .

Размеры хвостовика, мм:

3.1.4 Определение количества чистовых и калибрующих зубьев, припуска на чистовые зубья

Шлицевые:

Количество групп из 2 зубьев: 2 группы с подачей , и 3 группы с подачей

Общее количество чистовых зубьев z_шч=10.

Припуск на диаметр на чистовые зубья .

Круглые:

Количество групп из 2 зубьев: 2 группы с подачей , и 2 группы с подачей .

Общее количество чистовых зубьев

Припуск на диаметр

Количество калибрующих шлицевых зубьев принимаем z_шк=6 и круглых зубьев z_kk=4

3.1.5 Определение значений углов зубьев

В зависимости от группы обрабатываемости материала заготовки определяем:

1 Передний угол зубьев: черновых чистовых

калибрующих .

2 Задний угол зубьев: черновых чистовых калибрующих



3.2 Назначение режимов обработки

3.2.1 Выбор смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

Протягивание производим с обязательным применением СОЖ.

Выбираем: 5% - ная эмульсия из эмульсола Укринол - I ТУ 38-101187-76 (условное обозначение А).

Выбранную СОЖ подаем в зону резания свободно подающей струей с двух сторон - на входе и выходе протяжки. Расход СОЖ 0,15…0,40 литров в секунду.

3.2.2 Определение скорости резания протяжкой

Учитывая тип производства, группу качества протягиваемой поверхности и группу обрабатываемости, назначаем м/с.

Протяжной станок должен обеспечивать установку выбранной скорости резания.

Проверяем выполнение условия:

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:

м,

где ;

м.

3.2.4 Определение подачи на черновые зубья

Метод определения подачи на черновые зубья протяжки, при котором наработки черновой и чистовой частей ее совпадают, называется методом равной наработки, а сама протяжка, рассчитанная с его помощью - протяжкой равной наработки. К ней условно относят также протяжку, у которой наработка черновой части превышает наработку чистовой.

Наработка до отказа протяжки в целом зависит от соотношения наработок ее черновой и чистовой частей, зависящих, в свою очередь, от подач на черновые и чистовые зубья.

Если черновая часть имеет большую наработку, чем чистовая, то наработка протяжки будет равна наработке ее чистовой части. Если черновая часть имеет меньшую наработку, чем чистовая, то затупление чистовой части происходит более интенсивно и наработка ее уменьшается, приближаясь к наработке черновой части. Поэтому наработка протяжки в целом будет определяться наработкой ее черновой части.

Наиболее выгодным является назначение такой подачи на черновые зубья, при которой черновая часть имеет такую же или несколько большую наработку, чем чистовая часть протяжки.

В зависимости от назначенной скорости резания допустимая подача на черновые зубья круглой шлицевой и фасонной частей протяжки мм.

Определяем наработку черновых зубьев по формуле:

где ;

м.

Проверяем условия равной наработки:

Условие не выполняется, следовательно уменьшаем подачу S_o=0.08мм,

Определяем наработку черновых зубьев по формуле.

м.

Проверяем условия равной наработки:

Условие выполняется, следовательно назначаем S_o=0.08 мм.

3.3 Определение глубины стружечных канавок

3.3.1 Определение глубины по условию размещения стружки

Стружечная канавка должна иметь профиль и размеры, достаточные для свободного размещения образующей 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 .

Рекомендуется для сталей принимать .

Расчетную глубину стружечной канавки для размещения стружки определяем по формуле:

мм,

мм.

За глубину профиля канавки по условию размещения стружки принимаем стандартное значение, округляя значение в большую сторону:

.

3.3.2 Определение глубины по условию жёсткости протяжки

Глубину стружечной канавки, допускаемую условием обеспечения жесткости протяжки, определяем по зависимости

мм,

мм, принимаем мм.

3.3.3 Определение номера профиля черновых зубьев

Глубины канавок и сравниваем между собой и принимаем для дальнейших расчётов наименьшее значение.

Принимаем глубину мм, номер профиля черновых зубьев - 9.

3.4 Определение параметров продольного профиля зубьев

По номеру профиля определяем элементы черновых зубьев фасочной и шлицевой частей протяжки:

.

Размеры элементов чистовых и калибрующих зубьев определяем по номеру профиля, на три единицы меньшему, чем номер профиля черновых зубьев:

номер профиля - 6;

.

3.5 Расчет максимального усилия протягивания

Усилие протягивания ограничивается прочностью протяжки в опасных сечениях - по впадине перед зубом и по круговой выточке хвостовика, а также силой тяги протяжного станка.

Усилие протягивания, допускаемое прочностью опасного сечения режущей части протяжки:

Н,

где - диаметр опасного сечения по впадине, мм;

мм,

мм;

- предел прочности материала протяжки,

.

кН.

Усилие протягивания, допускаемое прочностью опасного сечения хвостовика:

Н,

где - диаметр опасного сечения хвостовика, мм;

- предел прочности материала хвостовика,

кН.

Усилие протягивания, допускаемое приводом протяжного станка:

Н,

где - коэффициент полезного действия, принимаем ,

кН.

Наименьшее значение принимаем за допустимое максимальное усилие протягивания:

кН.

3.6 Расчет количества зубьев в группах

Количество зубьев в группах (секциях) определяем для черновых зубьев фасонной и шлицевой частей протяжки.

Количество зубьев в группах (секциях), исходя из максимального усилия протягивания, рассчитываем по формуле:

,

где - удельная осевая сила резания, приходящаяся на 1 мм режущей кромки зуба, Н/мм; ;

- наибольшая ширина режущего сектора зуба, мм;

- количество шлицев;

- количество зубьев, одновременно участвующих в резании;

- поправочный коэффициент, учитывающий условия работы.

Наибольшая ширина режущих секторов зубьев:

- фасочных зубьев

мм,

где - верхнее отклонение ширины шлицевого паза, мм.

- круглых зубьев

мм,

- шлицевых зубьев

мм.

Для всех зубьев проверяем выполнение условия

,

где - допустимая ширина режущего сектора зуба без разделения стружки,

мм.

Количество зубьев, одновременно участвующих в резании:

,

принимаем .

Поправочный коэффициент на удельную осевую силу резания:

,

где - поправочный коэффициент, учитывающий твердость обрабатываемого материала, ;

- поправочный коэффициент, учитывающий вид СОЖ, ;

- поправочный коэффициент, учитывающий способ разделения стружки, ;

- поправочный коэффициент, учитывающий группу качества обрабатываемой поверхности, .

.

Окончательно получаем:

, принимаем

, принимаем .

, принимаем ;

3.7 Проверка протяжки на прочность

Осевую силу резания, действующую на фасонные и шлицевые зубья в процессе резания, определяем по формуле:

Н,

где - суммарная ширина режущих частей зубьев, мм;

.

Для фасочных зубьев .

Для круглых зубьев .

Для шлицевых зубьев .

Наибольшее значение принимаем за расчетную силу резания:

кН.

Прочность протяжки будет достаточна, если расчетная сила резания меньше, чем допустимое максимальное усилие протягивания. Проверяем выполнение условия:

3.8 Расчет припусков на протягивание

При протягивании шлицевого отверстия припуск удаляется в последовательности: .

Припуск, срезаемый фасочными зубьями, мм:

мм,

- диаметр последнего фасочного зуба, мм;

мм,

где - минимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия, мм

мм.

мм.

Припуск, срезаемый шлицевыми черновыми зубьями, мм,

,

где - максимальный наружный диаметр шлицевого отверстия,

мм;

,

Припуск, срезаемый шлицевыми черновыми зубьями, мм

где максимальный наружный диаметр шлицевого отверстия, ;

припуск на шлицевые чистовые зубья, А_шч=0.14мм;

3.9 Расчет количества зубьев протяжки

У протяжки типа Ф-К-Ш зубья располагаем в указанной ниже последовательности, при этом их общее количество

,

Количество фасочных зубьев определяем по формуле

,

где количество секций (групп) фасочных зубьев;

количество зубьев в секции (группе); .

Предварительно количество секций фасочных зубьев

,

Количество секций фасочных зубьев

Tогда количество фасочных зубьев

Количество круглых черновых зубьев

,

где количество секций круглых черновых зубьев,

;

полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого . - кол-во секций, срезающих основную часть припуска.

мм

Для удаления остаточного припуска вводим дополнительную секцию, которую располагаем в начале секции, при этом подача на нее

,

тогда окончательно количество секций фасочных зубьев

Количество круглых чистовых зубьев

,

где количество секций круглых чистовых зубьев; ,

;

Количество круглых калибрующих зубьев z_кк=4.

Количество шлицевых черновых зубьев

,

где количество секций шлицевых черновых зубьев,

;

Количество шлицевых чистовых зубьев

.

Количество шлицевых калибрующих зубьев

Общее количество зубьев

шт.

Количество фасочных зубьев определяем по формуле

,

где количество секций (групп) фасочных зубьев;

количество зубьев в секции (группе); .

Предварительно количество секций фасочных зубьев

,

Количество секций фасочных зубьев

Tогда количество фасочных зубьев

Количество круглых черновых зубьев

,

где количество секций круглых черновых зубьев,

;

полученное значение округляем до ближайшего меньшего целого . - кол-во секций, срезающих основную часть припуска.

мм

Для удаления остаточного припуска вводим дополнительную секцию, которую располагаем в начале секции, при этом подача на нее

,

тогда окончательно количество секций фасочных зубьев

Количество круглых чистовых зубьев

,

где количество секций круглых чистовых зубьев; ,

;

Количество круглых калибрующих зубьев z_кк=4.

Количество шлицевых черновых зубьев

,

где количество секций шлицевых черновых зубьев,

;

Количество шлицевых чистовых зубьев

.

Количество шлицевых калибрующих зубьев

Общее количество зубьев

шт.

3.10 Расчет диаметров зубьев протяжки

3.10.1 Расчет диаметров при одном зубе в секции

Диаметры калибрующих круглых зубьев мм.

Диаметры калибрующих шлицевых зубьев мм.

Диаметр последнего чистового круглого зуба

мм.

Диаметр последнего чистового шлицевого зуба

мм.

Диаметр последнего фасочного зуба мм.

Диаметры предшествующих чистовых и черновых шлицевых и фасочных зубьев определяем по формуле

,

где - диаметр последнего (последующего) зуба шлицевой или фасочной частей протяжки, мм;

- подача на сторону чистовых или черновых зубьев, мм.

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 образуется две криволинейные кромки.

Ширина режущего сектора на прорезных фасочных и шлицевых зубьях

,

где - ширина фаски прорезных зубьев, мм.

мм.

Ширина режущего сектора на круглых зубьях

мм.

Ширину выкружек на фасочных, шлицевых и круглых прорезных зубьях определяем по формулам:

, , .

мм;

мм;

мм.

Выкружки на круглых зубьях располагаем симметрично относительно фасочных и шлицевых зубьев.

Определяем радиус шлифовального круга для образования выкружек и радиус самих выкружек

Для фасочных зубьев мм; мм;

Для шлицевых зубьев мм; мм;

Для круглых зубьев мм; мм.

3.12 Определение параметров поперечного профиля зубьев

Боковые кромки фасочных зубьев имеют угол наклона и, равный углу фаски шлицевого паза, и расположены от центра зуба на расстоянии Н. Расстояние до боковой кромки на последнем фасочном зубе определяем по формуле:

;

где и - угол наклона боковой кромки фасочных зубьев, и = 45°;

f - ширина ленточки, f = 0,4 мм;

мм.

У протяжки типа Ф-K-Ш без бреющих зубьев ширина шлицевых зубьев определяется по формуле:

,

мм.

Диаметры впадин между фасочными и шлицевыми зубьями:

,

где - верхнее отклонение диаметра d₀,

мм;

мм.

мм.

3.13 Определение длины протяжки

Общую длину протяжки определяем по формуле:

.

Минимальный размер хвостовой части находим в зависимости от модели протяжного станка ,

где h - расстояние от опорной планшайбы станка до торца заготовки, мм, принимаем: h=l=60 мм.

мм.

Длина рабочей части протяжки типа Ф - К - Ш

,

Длину частей протяжки с фасочными, круглыми и шлицевыми черновыми зубьями определяем по формулам

, мм;

, мм;

, мм.

Длину частей протяжки с чистовыми круглыми, шлицевыми, а также калибрующими зубьями, находим по формулам

, мм;

, мм;

, мм;

, мм.

Теперь определяем длину рабочей части протяжки:

мм.

Длина задней направляющей

,

где - диаметр задней направляющей, мм

мм.

.

Общая длина протяжки

мм.

Проверяем выполнение условий, ограничивающих общую длину протяжки:

по длине хода рабочей каретки станка , .

по жесткости протяжки , .

по технологическим ограничениям: L ? 1500 мм, 1189 < 1500.

Все три условия выполнимы.



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.

1. Твердость элементов протяжки должна быть:

- зубьев и задней направляющей из быстрорежущей стали 62…65;

- передней направляющей из быстрорежущей стали 60…65;

- замковой части хвостовика цельной протяжки 42…56;

2. Центровые отверстия по ГОСТ 14034-74.

3. Параметр шероховатости , мкм:

- передней, задней поверхности и ленточек зубьев ;

- рабочей поверхности боковых сторон зубьев и угловых поверхностей фасочных зубьев ;

- нерабочей (поднутренной) поверхности боковых сторон зубьев, внутренних поверхностей зубьев, поверхности спинки зуба, радиуса у передней поверхности, поверхности стружкоделительных канавок и выкружек ;

- поверхности передней и задней направляющих 0,63;

- посадочной поверхности цилиндрической части хвостовика и конической поверхности под кулачки 1,25;

- поверхности рабочего конуса центровых отверстий 0,63;

- поверхности торцов протяжки и поверхностей между посадочной поверхностью хвостовика и передней направляющей 5;

- остальных поверхностей 2,5.

4. Ширина цилиндрической ленточки на калибрующих зубьях должна быть равномерной в пределах 0,2…0,6 мм.

5. Ширина ленточки на боковых сторонах зубьев не должна быть более 1,0 мм. Допускается форма зуба без ленточки.

6. Предельные отклонения общей длины протяжек длиной до 1000 мм…3 мм, свыше 1000 мм…4 мм.

7. Предельные отклонения глубины впадин зуба Т14/2.

8. Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб свыше 0,02 мм, калибрующих шлицевых зубьев протяжек с центрированием по D для поля допуска Н8 (-0,010).

9. Предельные отклонения диаметров зубьев с подачей на зуб 0,02 мм и менее круглых зубьев протяжек должны быть: -0,010 мм.

10. Предельные отклонения толщины шлицевого зуба протяжек типа Ф -К-Ш -0,010.

11. Предельные отклонения диаметра передней направляющей: цилиндрической по е8, шлицевой 9.

12. Предельные отклонения диаметра задней направляющей, расположенной за шлицевыми зубьями, и диаметра впадин между зубьями при центрировании по d- по f9. Предельные отклонения диаметра задней направляющей, расположенной за круглыми зубьями, - по 7.

13. Предельные отклонения углов: переднего угла всех зубьев , заднего угла черновых зубьев 30, чистовых 30, калибрующих , заднего угла выкружек , угла поднутрения вспомогательной режущей кромки .



4.2 Расчет нормативной наработки протяжки

Наработку частей протяжки определяем по формуле

,

где расчетная наработка чистовых зубьев, м;

.

4.3. Расчет количества протягиваемых деталей

Количество протягиваемых деталей, соответствующих наработке до отказа протяжки, определяем по формуле

4.4 Определение основного времени операции протягивания

Основное время протягивания одной детали в минутах

;

где - длина рабочего хода, мм; - длина рабочей части протяжки, мм;

- число рабочих ходов, =1;

- коэффициент, учитывающий условия обслуживания протяжного станка ,=1,25...1,30;

- количество одновременно обрабатываемых заготовок, =1.

L_n=887+42=929мм,

L_РХ=929+60+40=1029мм

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 находим по формуле

,

где - угол наклона образующей конической поверхности шлифовального круга. Принимаем =15; - передний угол затачиваемого зуба, черновых =10, =15+10=25;

Диаметр шлифовального круга определяем по формуле:

Для черновых зубьев:

=59мм

чистовых и калибрующик =10, =15+10=25

Для чистовых и калибрующих:

=51.73мм

Для заточки зубьев используем шлифовальный круг с характеристиками: материал - электрокорунд белый марок 22А, 23А, 24А или монокорунд марок 43А, 44А; зернистость - 40…16; твердость - С1…С2; связка - керамическая; структура - 4…6.

Скорость резания при заточке м/мин, окружная скорость протяжки =1…3 м/мин, глубина резания t=0.03...0.05 мм.

Глубина допустимого стачивания М зубьев протяжки: черновых зубьев М=1.0 мм, чистовых - М=0.9 мм. Глубина стачивания m за одну переточку: для черновых зубьев при планово-предупредительной замене m=0.05 мм; для чистовых - m=0.03 мм;

Количество переточек для черновых и чистовых зубьев при планово-предупредительной замене =20.

Время заточки чистовых зубьев

Время заточки черновых зубьев

Основное время заточки протяжки в минутах



Расчёт червячной шлицевой фрезы

1 Цели и задачи проектирования

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.

2 Исходные данные для расчёта

Исходные данные:

Номер задания: 23С

Число зубьев и основные размеры: 8х32х38

мм мм

Определяем радиус начальной окружности

где - радиус окружности начала фаски на шлицевом валу.

где,

с - ширина фаски, с = 0,4 мм

мм

b- ширина шпоночного выступа, b=8 мм

мм

Угловой параметр характеризует профиль шлицевого вала,

Принимаем по приложению ближайшее меньшее значение и уточняем значение радиуса начальной окружности

мм.

a. Определение конструктивных размеров фрезы

Определяем основные конструктивные размеры фрезы.

мм. мм. мм. мм. мм. n = 10. k = 6 мм. мм. мм. =33 мм. мм.

Угол подъема начальной винтовой линии фрезы определяем по формуле

где - нормальный шаг зубьев фрезы

мм

- начальный диаметр фрезы

,

где h - высота профиля зуба фрезы,

,

мм

k- размер затылования зуба фрезы, k= 6 мм

мм

Осевой шаг зубьев фрезы определяем по формуле

,

мм

Шаг винтовой стружечной канавки определяем по формуле

,

мм



3 Расчет профиля червячной шлицевой фрезы

Определение способа расчета профиля зуба фрезы

Применяем первый способ расчета, так как выполняется условие

;

Расчет наивыгоднейшей дуги окружности, заменяющий теоретический профиль зуба фрезы.

Определяем расчетную относительную ординату крайней точки профиля зуба фрезы.

,

мм

Расчетная относительная абсцисса крайней точки профиля зуба фрезы определяется по формуле

здесь и измеряется в радианах.

Угловой параметр находим по формуле

мм

Первый вспомогательный угол находим по формуле

Находим второй вспомогательный угол по приложению

Находим третий вспомогательный угол

Определяем радиус дуги заменяющей окружности по формуле

,

мм

Находим координаты центра дуги окружности, заменяющий теоретический профиль зуба фрезы

Ордината центра дуги окружности определяется по формуле

мм.

Абсцисса центра дуги окружности определяется по формуле

мм.

Конструктивные параметры зубьев фрезы

Толщина зуба фрезы по начальной линии в нормальном сечении определяем по формуле

где - положение центрального угла впадины шлицевого вала

мм

Толщина зуба в осевом сечении определяем по формуле

мм

Высота профиля зуба фрезы до верхних площадок “усиков” определяем по формуле

где, мм

мм

Высота профиля зуба до начальной фасочной кромки определяем по формуле

мм

Полная высота профиля зуба фрезы определяем по формуле

мм

Ширина канавки между зубьями определяем по формуле

мм

Ширина “усиков” определяем по формуле

мм

Производим округление до 0,1 мм и принимаем

мм

Угол между начальной линией и режущей кромкой для обработки фаски на шлицевом валу определяем по формуле

где мм

.

Глубина стружечной канавки определяется по формуле

мм

Полная высота профиля зуба определяется по формуле

,

мм

Передний угол зуба фрезы , задний угол при вершине зуба . Число зубьев фрезы . Угол стружечной канавки



Список использованной литературы

1) Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х Т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1978.

2) Булавин В.В. Режущий инструмент: Учебно-методическое пособие (заочное обучение). - Пенза: Изд-во Пенз. гос. технол. акад., 2006 - 244 с.

3) Допуски и посадки: Справочник: в 2-х т. - Л.: Машиностроение, 1983. 991 с.

4) Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. - М.: Машиностроение, 1984.

5) Справочник технолога-машиностроителя/ Под редакцией А.Г. Косиловой. Том 1, 2 - М.: Машиностроение, 1985. - 1150 с.

Размещено на Allbest.ru

...