Проектирование инструмента - файл РПЗ Ивахин.docx

Проектирование инструмента
скачать (1441 kb.)

Доступные файлы (29):

b
inv(a)
Thumbs.db
график.bak
график.cdw
державка.bak
державка.cdw
Долбяк.bak
Долбяк.cdw
Доп расчет долбяка.xlsx			скачать
Корекц расчет КФР.bak
Корекц расчет КФР.cdw
КФР.bak
КФР.xlsx			скачать
КФР деталь.bak
~$отяжка.m3~
протяжка.bak
Протяжка.xlsx			скачать
протяжка финал.bak
протяжка финал.cdw
рис2.bak
рис4.bak
РПЗ Ивахин.docx	635kb.	07.01.2011 16:09	скачать
Спецификация.bak
Спецификация.spw
Фасоный 2.bak
Чертеж Фасоный 2.bak
Чертеж Фасоный 2.cdw
Эскиз задания.bak

содержание

---

Смотрите также:
• Проектирование комбинированного инструмента [ документ ]
• Проектирование режущего инструмента [ документ ]
• Проектирование металлорежущего инструмента [ документ ]
• Кинематический анализ поперечно строгольного станка с проектированием режущего инструмента [ документ ]
• Проектирование металлорежущего инструмента [ документ ]
• Кинематический анализ радиально сверлильного станка с проектированием режущего инструмента [ документ ]
• Проектирование металлорежущего инструмента [ документ ]
• Отчет по практике по машиностроению. Деталь - вал [ документ ]
• Каталог инструмента для обработки резанием концерна KENNAMETAL [ справочник ]
• Смирнов М.Ю. Резание материалов [ документ ]
• Конструирование режущего инструмента. Проектирование трехстороннейдисковой фрезы [ документ ]
• Курсовой проект - Линейное программирование. Задача составления оптимального графика ремонта инструмента. Вариант 2.2 [ курсовая работа ]

РПЗ Ивахин.docx

МИНИСТЕРСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ И НАУКЕ РФ

ГОУ ВПО ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: «Проектирование инструмента»


Работу выполнил Ивахин Д.В.

Группа 41-Т


Проверил преподаватель Сотников В.И.
Орел, 2010 г.



Задание к курсовому проекту
Задание 1
Спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали, представленной на эскизе. Материал детали: алюминий АЛ4 (HB85).
Рисунок 1 – Эскиз
Задание 2
Спроектировать круглую протяжку для обработки отверстия. Материал детали: серый чугун СЧ21 (HB170), диаметр предварительного отверстия d=42H12 мм, диаметр отверстия после протягивания D=45H8 мм, длина отверстия L=80 мм. Шероховатость обработанной поверхности Ra=2,5 мкм.
Задание 3
Спроектировать зуборезный долбяк для обработки зубчатого колеса со следующими параметрами: m=4 мм, z1=16, z2=19, x1=0, x2=+0,4. Степень точности колес 8-Х.

Оглавление


^



1. Проектирование круглого радиального фасонного резца

1.1 Теоретические сведения

Фасонный резец – инструмент, предназначенный главным образом для использования в условиях серийного и массового производств, где все больший удельный вес приобретают автоматически действующие станки – универсальные и специальные автоматы и полуавтоматы. В связи с этим наиболее существенной задачей проектирования фасонных резцов является обеспечение условий рационального использования автоматического оборудования. К таким условиям относятся: высокая стойкость фасонных резцов, широкие технологические возможности и минимальные потери времени на смену, и переточку затупившихся резцов.

Фасонные резцы служат для обработки наружных, внутренних и торцевых поверхностей разнообразного профиля и различаются по конструктивной форме, способу заточки, способу установки в рабочее положение и по характеру главного движения резания.

По конструктивной форме фасонные резцы разделяются на плоские или стержневые, призматические и круглые.

Принцип работы радиальных фасонных резцов основан на постепенном срезании в виде стружки всего подлежащего удалению объема металла режущим лезвием. По мере движения резца в работу вступают все новые и новые точки режущего лезвия и к концу работы стружка срезается всем режущим лезвием. Следовательно, каждая точка режущего лезвия работает определенное время.

Круглые фасонные резцы применяют для обработки как наружных, так и внутренних фасонных поверхностей. Они более технологичны, чем призматические, так как представляют собой тела вращения, и допускают большее число переточек и стачиваются до остаточной по условию прочности величины.

Задние углы у круглых резцов получают установкой их оси выше осевой плоскости на заготовке в специальных резцедержателях.
^



1.2 Расчет круглого радиального фасонного резца

Определим общую длину кфр по формуле:

LOK=Xn+l1+l2+lб=57+3+5+5=70 мм

(1.1)

где Xn – длинна обрабатываемой детали, мм;

l1 – участок для проточки канавки под последующую отрезку, мм;

l2 – участок для перекрывания профиля детали, мм;

lб – длина буртика с радиальным рифлением, мм.

Параметры зубчатых рифлений.

Число зубьев принимаем 32.

Выбор подачи по таблице 5 [1] S=0,05 мм/об.

Составляющие силы резания определим по формуле:

Pz=Xn+l1∙P=57+3∙220=13200 Н

(1.2)

Диаметр посадочного отверстия определим по формуле:

D0=1,36∙Xn0,33∙Pz0,25=1,36∙570,33∙132000,25=55,35 мм

(1.3)

Округляем до ближайшего большего размера из стандартного ряда: D0=60 мм. Так как Xn>30, крепление кфр в двух опорной державке.

Определим наружный диаметр резца по формуле:

Dmax=2∙Rmax=2∙76=152 мм	(1.4)
Rmax=t+a+T+D02=17+5+24+602=76 мм	(1.5)
T=0,4∙D0=0,4∙60=24 мм	(1.6)

где Rmax – максимальный радиус кфр, мм;

t – глубина профиля, мм;

a – участок для размещения стружки, мм;

T – толщина стенки резца для обеспечения прочности, мм.

Округляем до ближайшего большего целого числа кратного пяти: Dmax=155 мм.

Углы в базовой точке выбираем по таблице 4 [1]:

γБ=25°

αБ=12°
^



1.3 Коррекционный расчет КФР

При расчете кфр используем размеры по их середине поля допуска, для размеров без допусков назначаем 10 квалитет. Для линейных размеров используем 10 квалитет точности, а поле допуска по js, что позволяет использовать номинальные размеры. На листе формата А2 вычерчиваем эскиз заготовки, проставляем все необходимые размеры, указываем узловые точки заготовки, проставляем все необходимые размеры. Для точек с одинаковым диаметром все параметры одинаковы, поэтому рассчитывать их не нужно.

Определим расстояние от оси детали до передней поверхности резца:

h=rБ∙sinγБ=12,979∙sin25=5,48516 мм

(1.7)

Определим расстояние от оси детали до узловой точки 8 (базовая) к плоскости передней поверхности:

AБ=rБ∙cosγБ=12,979∙cos25=11,76297 мм

(1.8)

Определим суммарный угол в базовой точке:

ψБ=γБ+αБ=25°+12°=37°

(1.9)

Определим расстояние от оси резца до передней поверхности:

H=RБ∙sinψБ=77,5∙sin37=46,64066 мм

(1.10)

Определим расстояние от оси резца до базовой точки в передней поверхности:

BБ=RБ∙cosψБ=77,5∙cos37=61,89426 мм

(1.11)

Далее рассчитываем от наименьшего диаметра к наибольшему.

Определим передний угол в узловой точке 12:

γ12=sin-1hr12=sin-15,4851613,979=23°6'11''

(1.12)

Определим расстояние от оси детали до узловой точки 12:

A12=r12∙cosγ12=13,979∙cos23°6'11''=12,85789 мм

(1.13)

Определим расстояние между узловыми точками 8 (базовая) и 12 в плоскости:

C12=A12-AБ=12,85789-11,76297=1,09493 мм

(1.14)

Определим расстояние до узловой точки 12 к плоскости передней поверхности:

B12=BБ-C12=61,89426-1,09493=60,79933 мм

(1.15)

Определим суммарный угол в узловой точке 12:

ψ12=tan-1HB12=tan-146,6406660,79933=37°29'34''

(1.16)

Определим задний угол в узловой точке 12 в радиальной плоскости:

α12=ψ12-γ12=37°29'34''-23°6'11''=14°23'23''

(1.17)

Определим требуемый радиус резца в узловой точке 12:

R12=Hsinψ12=46,64066sin37°29'34''=76,62839 мм

(1.18)

Определим передний угол в узловой точке 1 к плоскости передней поверхности:

γ1=sin-1hr1=sin-15,4851614,1125=22°52'19''

(1.19)

Определим передний угол в узловой точке 1 к плоскости передней поверхности:

A1=r1∙cosγ1=14,1125∙cos22°52'19''=13,00291 мм

(1.20)

Определим расстояние между узловыми точками 8 (базовой) и 1 в плоскости:

C1=A1-AБ=13,00291-11,76297=1,23994 мм

(1.21)

Определим расстояние от оси резца до узловой точки 1 к плоскости передней поверхности:

B1=BБ-C1=61,89426-1,23994=60,65431 мм

(1.22)

Определим суммарный угол в точке 1:

ψ1=tan-1HB1=tan-146,6406660,65431=37°33'32''

(1.23)

Определим задний угол в узловой точке 1 в радиальной плоскости:

α1=ψ1-γ1=37°33'32''-22°52'19''=14°41'12''

(1.24)

Определим требуемый радиус резца в узловой точке 1:

R1=Hsinψ1=46,64066sin37°33'32''=76,51338 мм

(1.25)

Аналогично рассчитываем остальные узловые точки и вносим результаты расчета в таблицу 1.



Таблица 1


^



1.4 Анализ точности обработки КФР на коническом участке

Определим радиус резца в точке между точками 4 и 5 режущей кромки:

R45=R4+R52=74,772+69,2182=71,995 мм

(1.26)

Определим угол резца между плоскостью передней поверхности и радиусом резца в точке 4-5:

ψ5=sin-1HR45=sin-146,64171,995=40,3787°

(1.27)

Определим расстояние от оси резца до точки 4-5 в плоскости передней поверхности:

lO45=R45∙cosψ45=71,995∙cos40,3789°=54,8443 мм

(1.28)

Определим расстояние от оси детали до точки 4-5 в плоскости передней поверхности:

lr=AБ+BБ-lO45=73,6572-54,8443= =18,8129 мм

(1.29)

Определим фактический радиус детали в точке 4-5:

r45ф=h2+lr2=5,4852+18,81292=19,5962 мм

(1.30)

Радиус детали в точке 4-5:

r45=r4+r52=16,1736+23,17182=19,6727 мм

(1.31)

Погрешность конического участка:

∆=r45-r45ф=19,5962-19,6727=-0,0765 мм

(1.32)

^



1.5 Исследование геометрических параметров КФР

У фасонных резцов различают углы γi и αi в сечении, перпендикулярном к оси или базе крепления, и углы γNi и αNi в нормальном сечении к профилю кромок, влияющие на процесс резания, которые рассчитываются по формулам 1.33 и 1.34.

tanγNi=tanγi∙sinφi	(1.33)
tanαNi=tanαNi∙sinφi	(1.34)

Для углов γNi:

1: γN1=tan-1tan22°52'19''∙sin90°=22°52'19''

2: γN2=tan-1tan22°52'19''∙sin90°=22°52'19''

2’: γN2'=tan-1tan22°52'19''∙sin180°=0°

3: γN3=tan-1tan21°11'31''∙sin180°=0°

3’: γN3'=tan-1tan21°11'31''∙sin45°=15°19'52''

4: γN4=tan-1tan19°49'29''∙sin135°=14°18'4''

4’: γN4'=tan-1tan19°49'29''∙sin59°45'=17°17'52''

5: γN5=tan-1tan13°41'34''∙sin120°15'=11°53'7''

5’: γN5'=tan-1tan13°41'34''∙sin59°45'=11°53'7''

6: γN6=tan-1tan10°28'30''∙sin120°15'=9°4'27''

6’: γN6'=tan-1tan10°28'30''∙sin90°=10°28'30''

7: γN7=tan-1tan10°28'30''∙sin90°=10°28'30''

7’: γN7'=tan-1tan10°28'30''∙sin180°=0°

8: γN8=tan-1tan25°∙sin0°=0°

8’: γN8'=tan-1tan25°∙sin90°=25°

9: γN9=tan-1tan25°∙sin90°=25°

9’: γN9'=tan-1tan25°∙sin0°=0°

10: γN10=tan-1tan21°28'51''∙sin180°=0°

10’: γN10'=tan-1tan21°28'51''∙sin90°=21°28'51''

11: γN11=tan-1tan21°28'51''∙sin90°=21°28'51''

11’: γN11'=tan-1tan21°28'51''∙sin135°=15°33'

12: γN12=tan-1tan23°6'17''∙sin45°=16°47'14''

Для углов αNi:

1: αN1=tan-1tan14°41'12''∙sin90°=14°41'12''

2: αN2=tan-1tan14°41'12''∙sin90°=14°41'12''

2’: αN2'=tan-1tan14°41'12''∙sin180°=0°

3: αN3=tan-1tan16°53'44''∙sin180°=0°

3’: αN3'=tan-1tan16°53'44''∙sin45°=12°7'18''



4: αN4=tan-1tan18°46'3''∙sin135°=13°30'38''

4’: αN4'=tan-1tan18°46'3''∙sin59°45'=16°21'30''

5: αN5=tan-1tan28°40'13''∙sin120°15'=25°17'2''

5’: αN5'=tan-1tan28°40'13''∙sin59°45'=25°17'2''

6: αN6=tan-1tan36°12'∙sin120°15'=32°18'9''

6’: αN6'=tan-1tan36°12'∙sin90°=36°12'

7: αN7=tan-1tan36°12'∙sin90°=36°12'

7’: αN7'=tan-1tan36°12'∙sin180°=0°

8: αN8=tan-1tan12°∙sin0°=0°

8’: αN8'=tan-1tan12°∙sin90°=12°

9: αN9=tan-1tan12°∙sin90°=12°

9’: αN9'=tan-1tan12°∙sin0°=0°

10: αN10=tan-1tan16°30'33''∙sin180°=0°

10’: αN10'=tan-1tan16°30'33''∙sin90°=16°30'33''

11: αN11=tan-1tan16°30'33''∙sin90°=16°30'33''

11’: αN11'=tan-1tan16°30'33''∙sin135°=11°50'12''

12: αN12=tan-1tan14°23'23''∙sin45°=10°16'58''

Построим графики углов представленный на рисунке 2.


Рисунок 2 – Графики углов
^



1.6 Заточка КФР

Заточка круглых фасонных резцов производится исключительно по передней поверхности торцом круга формы ЧК на универсально-заточном станке. Передний угол резца должен быть точно выдержан по чертежу, иначе профиль резца будет искажен поэтому при заточке круглого фасонного резца необходимо обращать особое внимание на правильность положения круга относительно резца. Ось резца должна быть расположена относительно плоскости вращения шлифовального круга на расстоянии H, рисунок 3.
Рисунок 3 – Схема заточки кфр

Для заточки металлорежущего инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 лучше всего применять круги из электрокорунда белого, на керамической связке, характеристика представлена в таблице 2. В таблице 3 приведены геометрические параметры зерен электрокорунда. Режим шлифования и заточки приведены в таблице 4.



Таблица 2 – Характеристика абразивного материала

Характеристика	Условное обозначение	Содержание основного абразивного материала, %	Область применения
Электрокорунд белый – продукт плавки; кристаллическая окись алюминия; кристаллы – многогранники неправильной формы.	24 А	97-99  - Al2O3	В виде шлифовальных зерен в кругах для шлифования и заточки стальных режущих инструментов

Таблица 3 – Геометрические параметры зерен электрокорунда

Абразивный материал	Зернистость	Длина зерна l, мкм	Ширина зерна b, мкм	Радиус скругле-ния, 	Угол заострения ,	Число острых углов, %
Электрокорунд	16	500-180	320-110	14,5	111	23,3

Таблица 4 – Режим шлифования и заточки

Шлифование	Скорость круга, м/с	Скорость изделия, м/с	Продольная подача, м/мин	Глубина шлифования, мм/дв. ход	Поперечная подача, мм/ход
Плоское	25-30	-	5,0-8,0	0,05-0,08	0,1-0,3

^



2. Проектирование протяжки для обработки отверстия

2.1 Теоретические сведения

Протяжки – это многозубые высокопроизводительные инструменты, нашедшие широкое применение в серийном и особенно в массовом производствах. Экономическая эффективность применения протяжек достигается только лишь в массовом и серийном производствах. Однако даже на предприятиях с единичным и мелкосерийном производствами протяжки могут дать значительный экономический эффект при обработке сложных фасонных отверстий, если формы обрабатываемых поверхностей и их размеры имеют узкие допуски.

Протяжки состоят из следующих основных частей: хвостовика, шейки, передней и задней направляющих, режущей и калибрующих частей, заднего хвостовика. Конструкция режущей части протяжки определяется принятой схемой резания, под которой понимают принятый порядок последовательного срезания припуска. Различают одинарную схему резания, схему группового резания, профильную схему, генераторную схему.
^



2.2 Расчет протяжки

Установим группу обрабатываемости по таблице П1 [2] по марке и твердости материала заготовки, данным параметрам соответствует VI группа.

Группу качества протянутой поверхности установим по таблице П2 [2] по квалитету точности и параметру шероховатости поверхности отверстия, группа качества 2.

Выбираем материал режущей части протяжки, выбираем по таблице П3 [2] в Р6АМ5 ГОСТ 19265-73.

Так как диаметр протяжки более 40 мм, то протяжку делают сварной, материал хвостовика Сталь 45Х. Сваривают хвостовик со стержнем протяжки по шейке на расстоянии 15-25 мм от начала переходного конуса. Тип хвостовика принимаем по ГОСТ 4044-70, размеры по таблице П4 [2], хвостовик представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 – Хвостовик

Сила допустимая прочностью хвостовика определим по формуле:

Pхв=σp∙Fоп=300∙804,2=241260 Н

(2.1)

где σp – допустимое напряжение при растяжении, МПа;

Fоп – площадь опасного сечения хвостовика, мм2.

Передние и задние углы выбираем по таблице П5 [2] в зависимости от группы обрабатываемости и вида зубьев.


Рисунок 5 – Черновые и переходные зубья
Рисунок 6 – Чистовые и калибрующие зубья

Скорость резания выбираем по таблице П6 [2] в зависимости от группы качества и группы обрабатываемости: V=12 м/мин.

Во избежание вырывов, рванин и сколов на протянутой поверхности, при протягивании 2 группы качества и из хрупких материалов, используем таблицу П17 [2] для определения подачи: Sz0=0,12 мм/зуб.

Поправочные коэффициенты на подачу берем согласно таблицы П18 [2]: KТв=1; KТр=1; KТз=1; KТм=1; KТд=1.

Глубину стружечной канавки, необходимой для размещения стружки при подъеме на черновых зубьях Szc=0,12 мм/зуб определим по формуле:

h=0,8917K∙ls∙Szc=0,89172,5∙80∙0,12=4,4 мм

(2.2)

где K – коэффициент, зависящий от группы обрабатываемости, K=2,5;

ls – суммарная длина протягиваемых участков, мм;

Szc – подъем черновых зубьев, мм/зуб.

Принимаем h=4,5 мм.

Шаг черновых зубьев принимаем по таблице П19 [2], так как одной и той же глубине стружечной канавки соответствует несколько значений шага, то берем наименьший: t0=11 мм.



Число одновременно участвующих в работе зубьев найдем по формуле:

zp=lmaxt0+1=8011+1=8

(2.3)

Число зубьев в группе определим по формуле:

zc=π∙D∙q0∙zp∙KPM∙KP0∙KPk∙KPPPmax= =3,14∙45∙277∙8∙0,5∙1∙1∙1196200=0,8

(2.4)

где q0 – осевая сила резания приходящаяся на 1 мм режущей кромки, по таблице П20 [2], Н;

zp – число одновременно участвующих в работе зубьев;

KPM, KP0, KPk, KPP – поправочные коэффициенты на осевую силу резания, по таблице П21 [2].

Pmax – максимальное усилие на станке, 7Б56, Н.

Принимаем zc=2.

Силу протягивания определим по формуле:

P=π∙D∙q0∙zp∙KPM∙KP0∙KPk∙KPPzc= =3,14∙45∙277∙8∙0,5∙1∙1∙12=78280,2 Н

(2.5)

Полный припуск определим по формуле:

A=Dmax-dmin=45,039-42=3,039 мм

(2.6)

где Dmax – максимальный диаметр по допуску обработанного отверстия, мм;

dmin – минимальный диаметр по допуску предварительного отверстия, мм.

Припуск на черновые зубья определим по формуле:

A0=A-Aп+Aч=3,039-0,16+0,1=2,779 мм

(2.7)

где Aп – припуск на переходные зубья, по таблице П23 [2], мм;

Aч – припуск на чистовые зубья, по таблице П22 [2], мм.

Число групп черновых зубьев определим по формуле:

i0=A02∙Sz0=2,7792∙0,12=11,58=11

(2.8)

Остаточную часть припуска находим по формуле:

Aост=A0-2∙Sz0∙i0=2,779-2∙0,12∙11=0,139 мм

(2.9)



Так как Aост>Azп, то Aост оставляем в черновой части и увеличиваем число групп на 1: i0=12. Тогда припуск на переходные зубья составит Sп=0,059 мм.

Число черновых зубьев определим по формуле:

z0=i0∙zc=12∙2=24

(2.10)

Число чистовых и калибрующих зубьев выбираем по таблицам П23 и П22 [2]: zк.ч=10; zк.к=6.

Общее число всех зубьев протяжки определим по формуле:

zΣ=z0+zк.п+zк.ч+zк.к=24+2+10+6=42

(2.11)

Длину режущей части определим по формуле:

LР=t0∙z0+zп+tч+tк= =11∙24+2+11+9+8+7∙5=417 мм

(2.12)

Диаметр калибрующих зубьев и диаметр последнего чистового зуба принимаем равным максимальному по допуску диаметру протянутого отверстия: DК=45,039 мм.

Допуски на изготовление зубьев протяжки принимаем по ГОСТ 9126-76.

Назначим число выкружек и их ширину на черновых зубьев по таблице П25 [2]:

Число выкружек N=10.

Ширина выкружки aк=7 мм.

Для переходных и чистовых зубьев по таблице П26 [2]:

Число выкружек N=10.

Ширина выкружки a1=5 мм.

По таблице П27 [2] радиусы выкружек и шлифовального круга:

RВ≤30 мм

RК≤25 мм

Диаметр передней направляющей принимаем равным наименьшему диаметру отверстия до протягивания с полем допуска e8: ⊘42e8.

Длина передней направляющей выбираем в зависимости:

lD=8045=1,8≥1,5	(2.13)
lп.н.=0,75∙l=0,75∙80=60 мм	(2.14)

Длину переходного конуса выбираем по таблице П28 [2] – 20 мм.



Расстояние от переднего торца до первого зуба протяжки по формуле:

L1=l1+l2+l3+l+25=160+25+40+80+25=330 мм

(2.15)

где l1 – принимаем в зависимости от диаметра хвостовика, мм;

l2, l3 – для станка 7Б56, мм;

l – длина протягивания, мм.

Диаметр задней направляющей принимаем равным наименьшему предельному диаметру протянутого отверстия с полем допуска f7: ⊘45f7.

Длина задней направляющей по таблице П29 [2] lз.н.=40 мм. Материал хвостовика Сталь 45Х.

Длина заднего хвостовика по таблице П30 [2] lз.хв.=125 мм.

Общая длина протяжки определим по формуле:

L=L1+LР+lз.н.+lз.хв.=330+417+40+125=912 мм

(2.16)

^



2.3 Заточка протяжки

Технологический процесс заточки протяжек и режимы заточки должны быть такими, чтобы выдерживать требуемые геометрические параметры и размеры, шероховатость затачиваемой поверхности и радиус округления режущих кромок.

Заточка передней поверхности внутренних протяжек может осуществляться конической поверхностью круга тарельчатой формы. Так как передняя поверхность внутренних протяжек является конической, то при положительном переднем угле необходимо, чтобы шлифовальный круг "вписывался" в размеры канавки и не "разваливал" зуб. Для этого необходимо, чтобы радиус кривизны конической поверхности круга был меньше радиуса кривизны конической передней поверхности протяжки.

В протяжках группового резания разделение стружки производится широкими выкружками, которые могут вышлифовываться кругами с цилиндрической или конической рабочей поверхностью. Вышлифовывание осуществляется с продольной подачей стола, а необходимые задние углы на вспомогательных режущих кромках обеспечиваются за счет надлежащего наклона оси протяжки.

Доводка протяжек осуществляется обычно по задним поверхностям пастами или мелкозернистыми кругами.

Для заточки протяжек из быстрорежущих и инструментальных сталей применяются круги Э9 зернистостью 16-25, твердостью СМ1-СМ2 на керамической связке. При доводке протяжек мелкозернистыми кругами зернистость круга уменьшается до 10-20 номера, связка – бакелитовая.

Окружная скорость круга принимается равной 20-25 м/с, подача на глубину шлифования не должна превышать 0,03-0,05 мм. Рисунок 7.
Рисунок 7 – Схема заточки
^



3. Расчет зуборезного долбяка

3.1 Теоретические сведения

Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса, у которого вершины и боковые стороны зубьев снабжены передними и задними углами.

Долбяки предназначены для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых, косозубых и шевронных колес, а также колес внутреннего зацепления. Долбяки незаменимы при нарезании зубьев в упор. Они обеспечивают большую производительность при нарезании зубчатых секторов и реек.
^



3.2 Расчет долбяка

Выбираем дисковый долбяк класс точности В, материал Р6М5 ГОСТ 19265-73.

Рассчитаем число зубьев долбяка с учетом принятого номинального делительного диаметра долбяка по формуле:

z0=d0номm0=1004=25

(3.1)

Делительный диаметр долбяка определим по формуле:

d0=z0∙m0=25∙4=100 мм

(3.2)

Для черновых долбяков передний угол γa=15°.

Задний угол на вершине принимаем αa=9°.

Фактический угол профиля долбяка определим по формуле:

tanα0=tanα1-tanαa∙tanγa=tan20°1-tan9°∙tan15°=0,3801 α0=20°48'43''

(3.3)

Боковой задний угол в сечении по делительному цилиндру определим по формуле:

tanαБ=tanα0∙tanαa=tan20°48'43''∙tan9°=0,0602 αБ=3°26'43''

(3.4)

Задний угол на боковых сторонах зубьев в нормальном сечении к профилю определим по формуле:

tanαn=sinα0∙tanαa=sin20°48'43''∙tan9°=0,0563 αn=3°13'15''

(3.5)

Основной диаметр долбяка определим по формуле:

db0=d0∙cosα0=100∙cos20°48'43''=93,475 мм

(3.6)

Толщина зуба по делительной окружности для черновых долбяков:

s0=π∙m2-∆Sп+∆Sу=3,14∙42-0,578+0,1=5,8 мм ∆Sп=3m∙tanα=34∙tan20°=0,578 мм

(3.7)

где ∆Sп – утоньшение зуба долбяка для образования припуска на зубья нарезаемого колеса под последующую обработку, для чистого зубодолбления, мм;



∆Sу – величина утолщения зубьев долбяка для образования бокового зазора при чистовой обработке нарезаемых колес, по таблице 10.46 [3], мм.

Высота головки зуба:

ha0=hf12=1,25∙m=1,25∙4=5 мм

(3.8)

где hf12 – высота головки зуба нарезаемых шестерни и колеса, мм.

Высота ножки зуба:

hf0=ha1,2+c=m+0,3m=4+0,3∙4=5,2 мм

(3.9)

где ha1,2 – высота ножки зуба нарезаемых шестерни и колеса, мм.

Диаметр окружности выступов в исходном сечении:

da0=d0+2,5m=100+2,5∙4=110 мм

(3.10)

Толщина зуба долбяка на наружном диаметре в исходном сечении:

sa01=da0∙s0d0+invα-invαa0= =110∙5,8100+0,0149-0,0651=0,864695 мм	(3.11)
cosαa0=d0∙cosα0da0=100∙cos20°48'43''110=0,849775 αa0=31°48'46''	(3.12)
inv20°=tan20°-0,3491=0,0149	(3.13)
inv31°48'46''=tan31°48'46''-0,55524=0,0651	(3.14)

Минимально допустимая по условию механической прочности толщина зуба нового долбяка на наружном диаметре:

sa0=0,25938∙m-0,03752=0,25938∙4-0,03752=1 мм

(3.15)

Исходное расстояние, обеспечивающее заданную толщину зуба sa0 на вершине:

A=sa01-sa0∙da02∙da0∙tanαa0-sa01-da02d0∙tanαa= =0,864695-1∙1102∙110∙tan31°48'46''-0,864695-1102100∙tan9°= =0,876144 мм

(3.16)

Принимаем A=5,7 мм по ГОСТ 9323-79.



Проверка долбяка с выбранным исходным расстоянием на отсутствие интерференции с переходными кривыми у нарезаемых им колес выполняется только для шестерни.

Интерференция отсутствует, если выполняется условие (3.17), где ρp1 радиус кривизны активного профиля зуба шестерни в нижней начальной контактной точке при внешнем зацеплении ее с колесом, ρl1 - радиус кривизны эвольвентного профиля зуба шестерни в точке начала переходной кривой при нарезании ее долбяком.

ρp1>ρl1

(3.17)

ρp1=aw12∙sinαw12-rb2∙tanαa2=

=70∙sin23°3'19''-35,708∙tan33°51'27''=3,457 мм

(3.18)

aw12=0,5∙m∙z1+z2=0,5∙4∙16+19=70 мм

(3.19)

rb2=0,5∙m∙z2∙cosα=0,5∙4∙19∙cos20°=35,708 мм

(3.20)

cosαa2=r2ra2∙cosα=0,5∙m∙z20,5∙m∙z2+2,5∙m∙cosα=

=0,5∙4∙190,5∙4∙19+2,5∙4∙cos20°=0,83043

αa2=33°51'27''

(3.21)

invαw12=invα+2∙tanα∙x1+x2z1+z2=

=0,0149+2∙tan20°∙0+0,416+19=0,02322

αw12=23°3'19''

(3.22)

ρl1=aw10∙sinαw10-rb0∙tanαa0=

=82,869∙sin21°35'27''-46,7376∙tan31°48'46''=

=1,5008 мм

(3.23)

aw10=m∙z1+z0∙cosα2∙cosαw10=

=4∙16+25∙cos20°2∙cos21°35'27''=82,869 мм

(3.24)



invαw10=invα+2∙tanα∙x1*+x0*z1+z0=

=0,0149+2∙tan20°∙0+0,22616+25=0,0189

αw10=21°35'27''

(3.25)

x0*=x0max*=A∙tanαam=5,7∙tan9°4=0,226 мм

(3.26)

Окружная толщина зуба по делительному цилиндру:

s0'=s0+2∙A∙tanα∙tanαa= =5,8+2∙5,7∙tan20°∙tan9°=6,463 мм

(3.27)

Высота головки зуба долбяка:

ha0'=ha0+A∙tanαa=5+5,7∙tan9°=5,903 мм

(3.28)

Высота ножки зуба долбяка:

hf0'=hf0-A∙tanαa=5,2-5,7∙tan9°=4,297 мм

(3.29)

Диаметр вершин зубьев долбяка:

da0'=d0+2ha0'=100+2∙5,903=111,806 мм

(3.30)

Диаметр впадин зубьев долбяка:

df0'=d0-2hf0'=100-2∙4,297=91,406 мм

(3.31)

Наибольшая допустимая величина стачивания долбяка ∆B ограничивается прочностью зуба сточенного долбяка и отсутствием подрезания зубьев нарезаемых им колес:

∆B=B-l=20-6,5=13,5 мм	(3.32)
l=14…13B=5…6,7 мм	(3.33)

где B – длина зуба нового долбяка по ГОСТ 9323-79, мм;

l – длина зуба окончательно сточенного долбяка, мм.

При работе окончательно сточенными долбяком может происходить подрезание ножки зуба шестерни и колеса. Подрезание отсутствует, если выполняется условие (3.34). Расчет ведется по формулам (3.23), (3.24), (3.25) и (3.35).

ρl1≥0, ρl2≥0	(3.34)
x0*=x0min*=A-∆B∙tanαam= =5,7-13,5∙tan9°4=-0,309 мм	(3.35)
ρl1=aw10∙sinαw10-rb0∙tanαa0= =80,679∙sin17°14'21''-46,738∙tan31°48'46''=5,083 мм	(3.36)
aw10=m∙z1+z0∙cosα2∙cosαw10= =4∙16+25∙cos20°2∙cos17°14'21''=80,679 мм	(3.37)
invαw10=invα+2∙tanα∙x1*+x0*z1+z0= =0,0149+2∙tan20°∙0-0,30916+25=0,00942 αw10=17°14'21''	(3.38)
ρl2=aw20∙sinαw20-rb0∙tanαa0= =88,359∙sin20°37'49''-46,738∙tan31°48'46''=2,139 мм	(3.39)
aw20=m∙z2+z0∙cosα2∙cosαw20= =4∙19+25∙cos20°2∙cos20°37'49''=80,679 мм	(3.40)
invαw20=invα+2∙tanα∙x2*+x0*z2+z0= =0,0149+2∙tan20°∙0,4-0,30919+25=0,0164 αw20=20°37'49''	(3.41)

Проверку на отсутствие срезания головки колеса окончательно сточенным долбяком выполняют по условию (3.42).

aw20∙sinαw20≥ra2∙sinαa2

(3.42)

aw20∙sinαw20=88,359∙sin20°37'49''=31,132 мм

(3.43)



invαw20=invα+2∙tanα∙x2*+x0*z2+z0=

=0,0149+2∙tan20°∙0,4-0,30919+25=0,0164

αw20=20°37'49''

(3.44)

ra2∙sinαa2=43∙sin33°51'27''=23,957 мм

(3.45)

ra2=0,5∙m∙z2-2,5∙m=0,5∙4∙19-2,5∙4=43 мм

(3.46)

Остальные элементы конструкции долбяка выбираем по ГОСТ 9323-79 или из конструктивных соображений.
^



3.3 Заточка зуборезного долбяка

Дисковые зуборезные фрезы, прямозубые долбяки и косозубые долбяки для косозубых колес, как правило, затачиваются на универсально-заточном станке с использованием стандартных приспособлений. Даже специальные приспособления для заточки косозубых долбяков для косозубых колес на универсально-заточном станке достаточно просты в настройке и эксплуатации.
Рисунок 8 – Схема заточки долбяка

Для заточки из быстрорежущих и инструментальных сталей применяются круги Э9 зернистостью 16-25, твердостью СМ1-СМ2 на керамической связке. При доводке мелкозернистыми кругами зернистость круга уменьшается до 10-20 номера, связка – бакелитовая.

Окружная скорость круга принимается равной 20-25 м/с, подача на глубину шлифования не должна превышать 0,03-0,05 мм.
^



4. Список литературы

Грановский Г.И., Панченко К.П. Фасонные резцы. – М.: Машиностроение, 1975. – 309 с.

Протяжки для обработки отверстий / Д.К. Маргулис, М.М. Тверской, В.Н. Ашихмин и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 232 с., ил.

Металлорежущие инструменты: справочник конструктора / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. – Минск : Новое знание, 2009. – 1039 с.: ил.

Режущий инструмент: Учебник для вузов / Под редакцией С.В. Кирсанова. – 3-е изд. М.: Машиностроение, 2007. – 528 с.: ил.

---

Скачать файл (1441 kb.)

Поиск по сайту:  

---