1. Исходные данные для расчета комбинированной развертки
2. Диаметр развертки
3. Геометрические параметры развертки
4. Распределения зубьев развертки
5. Глубина стружечной канавки
6. Хвостовик развертки
Раздел 2. Расчет шлицевой протяжки
1. Шаг черновых зубьев
2. Максимально допустимая сила резания
3. Максимальная глубина стружечной канавки по допустимому усилию
4. Подача черновых секций
5. Количество зубьев в черновых секциях
6. Сила протягивания на черновых зубьях
7. Распределения припуска
8. Определение общей длины протяжки
9. Геометрия зубьев
Раздел 3. Расчет долбяка
Исходные данные
1. Определяем дополнительные данные, необходимые для расчета долбяка
2. Проектный расчет долбяка
3. Проверочный расчет долбяка
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Целью курсового проекта является расчет и проектирование металлорежущих инструментов: протяжка шлицевая, развертка комбинированная и долбяк для обработки зубчатых колес.
Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием. Высокая производительность процесса протягивания объясняется тем, что одновременно находится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок. Протягивание позволяет получать поверхности высокой точности (6-го - 8-го квалитетов точности) и низкой шероховатости (Ra=0.63-0.25 мкм).
Долбяки применяют для изготовления прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес внутреннего и внешнего зацепления. Зацепление долбяка с зубчатым колесом в процессе нарезания аналогично зацеплению корригированной зубчатой передачи.
Комбинированные развертки используют при обработке ступенчатых отверстий высокой точности, небольших и средних диаметров, в крупносерийном и массовом производстве.
Раздел 1. Расчет комбинированной развертки1. Исходные данные для расчета комбинированной развертки:- номинальный диаметр меньшего отверстия D1=25Н7мм;- номинальный диаметр большего отверстия D2=30H8мм;- длина развёртывания первой ступени l1=32 мм;- длина развёртывания второй ступени l2=45 мм;В зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия развертку выполним цельной2. Диаметр развертки,где Dimin - минимальный диаметр соответствующей ступени отверстия;Вi - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;р - допуск на разбивание отверстия, р=0,01 мм Рисунок 2.1 Схема расположения полей допусков отверстий. Геометрические параметры разверткиПередний угол для чистовой развертки примем =0, а задний угол ?=6. Величина заднего угла выберется одинаковой на режущей и калибрующей частях. На калибрующей части выполняется ленточка f=0.1 мм. Угол наклона зубьев целесообразно выполнить равным нулю, что упрощает технологию изготовления развертки. Главный угол в плане ? на заборной части зависит от свойств обработанного материала, поэтому ?=15 (для чугуна). Длина калибрующей части развертки определяется зависимостигде мм - величина калибрующей части стачивания при одной переточке; - число переточек; мм ммдлина заборной части ступени,где - минимальный диаметр заборной части;t - глубина резания принимаем 0,1 ммm2 =2 мм мм мм мм ммДлина рабочей части ступенигде Lф =1 мм - длина фаски. мм; мм.Чтобы исключить повреждение обработанной поверхности при выводе развертки из отверстия, конец калибрующей части необходимо выполнить по радиусу равному 3-5 мм. Число зубьев развертки определяется зависимостью:принимаем для всех ступеней развертки число зубьев 83. Распределения зубьев разверткиДля устранения огранки отверстия, распределения зубьев развертки должно быть неравномерным, разность между соседними угловыми шагами определяется зависимостью: Принимаем 6 Определим значения угловых шаговРисунок 2.2 Распределения зубьев развертки.;;;.4. Глубина стружечной канавкиГлубина стружечной канавки целесообразно выполнять переменой, что позволяет использовать для всех стружечных канавок фрезу с постоянным углом. Тогда глубину канавка можно определить по зависимостью Где - угол, соответствующий ширине спинки;? - угол профиля фрезы принимаем 90? ;с - ширина спинки зуба, приведена в таблицыТаблица Размер стружечной канавки
Стружечная канавка
Z1-1
Z2-2
Z3-3
Z4-4
с
1.2
1.5
1.3
1.4
Рисунок 2.3 Размеры стружечной канавки.Тогда глубина стружечной канавки для O25: мм; мм;мм; мм.Тогда глубина стружечной канавки для O30: мм; мм; мм мм.5. Хвостовик разверткиХвостовик комбинированной развертки принимаем цилиндрический диаметром 20 мм. Это делается с целью закрепления инструмента в плавающем патроне, так как у отверстия есть погрешность изготовления, а инструмент надо установить по центру. С помощью конического хвостовика, который закрепляет инструмент жестко, это осуществить невозможно. Раздел 2. Расчет шлицевой протяжкиПри выборе заготовки для последующего протягивания определяют диаметр и точность предварительно изготовленного отверстия. При центрировании шлицев по внешнему диаметру, предварительно обработанное отверстие в дальнейшем не обрабатывается.Исходные данные для расчета:- диаметр отверстия до протягивания D0=72 мм;- наружный диаметр шлицев D=78H7 мм;- внутренний диаметр шлицев d=72 мм;- число шлицев n=10;- ширина шлица b=12Н9 мм;- обрабатываемый материал сталь 40ХН;- длина протягивания l=120 мм;- шероховатость отверстия Ra=2.5 мкм.Материал рабочей части протяжки принимаем сталь Р6М5 [3,табл.3 стор.111. Шаг черновых зубьевШаг черновых зубьев определяется по формулеt = 1.9, принимаем t=21 мм.где L - длина протягивания (l=120 мм);Выписываем размеры профиля зубьев протяжки: t=21 мм; b=7,0 мм;h=9,0 мм; r=4,5 мм; Fокт =68,58 мм2; Fпол =98 мм2. Значение углов резания ? и ? принимаем по таблице [3,табл.8 стор.16]:Передние углы для всех зубьев ? = 20?, значение задних углов для черновых и переходных зубьев ? = 3?, чистовых ? = 2?, калибрующих ? = 1?. Рисунок 1.1 Размер профиля зубьев протяжки2. Максимально допустимая сила резанияКонструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостовиком, материал хвостовика - сталь 40ХН. Сила резания, допускаемая прочностью хвостовика в опасном сечении, принимаем [3,табл.6 стор.14]. Диаметр хвостовика Dхв принимается равным ближайшему меньшему значению по отношению к D0.Dхв=50 мм; D1=38 мм; D2=49 мм; l1=90 мм; l2=20 мм; l3=32 мм; c=8 мм;[?р]=400 МПа.Рисунок 1.2 Основные размеры хвостовикаСила резания допускаемая прочностью опасного сечения по впадине первого зуба определяется из выражения: Pоп =Н,где Dоп - диаметр опасного сечения (Dоп =D0-2h=72-2?9=54 мм);-допускаемое напряжение на растяжение.Расчетное тяговое усилие станка 7Б510 [3,табл.7 ст.15]:Pст =?Q=0,9?105=9?104 Н,где - КПД станка (=0.9);Q - тяговое усилие станка (Q= 105 Н);За величину максимально допустимой силы резания Pдоп принимаем наименьшее из полученных значений.Pдоп = Pст =9?104 Н.3. Максимальная глубина стружечной канавки по допустимому усилиюh[?]= ;Величина h принятая по таблице меньше h[?]. Коэффициент заполнения стружечных канавок для стали K=3.4. Подача черновых секцийSzч =; Фактический коэффициент заполнения стружечной канавки:Kmin =5. Количество зубьев в черновых секцияхВ случае срезания стружки по групповой схеме резания фасочные зубья группируются в двузубые секции, аналогично шлицевым зубьям, причем первые зубья в каждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для разделения стружки по ширине, а вторые выполняются без выкружек, заниженные по диаметру на 0.02 - 0.04 мм.Таким образом, количество зубьев в черновых секциях принимаем для фасочной части Zчсф =2, шлицевой Zчсш =2.6. Сила протягивания на черновых зубьяхНа фасочной части:;Значение коэффициентов выбираем по таблице 9,10 [1, с. 17-18]Cp =298; x = 0.85; K? =0,85; Kи =1,15; Kс =1.Zmax =; Zmax ==5,71, принимаю Zmax=6. На шлицевой части:;7. Распределения припуска- припуск на фасочную часть Аф=1,3 мм;- подъём фасочных секций Sф=0,5 мм;- припуск на черновую шлицевую часть Аш=5,38 мм;- подъём черновых секций Sш=0,5 мм;- припуск на переходную часть Ап=0,6 мм- подъём переходных секций Sп=0,15 мм;- припуск на чистовую часть Ап=0,08 мм- подъём чистових зубьев Sп=0,03 мм;8. Определение общей длины протяжкиобщая длина фасочной, шлицевой, переходной частей:;общая длина чистовой и калибрующей частей:где длина задней направляющей: общая длина:.9. Геометрия зубьевНа вершинах калибрующих зубьев выполняется цилиндрическая ленточка f =0.2-0.3 мм. Вспомогательный угол в плане на шлицевых зубьях ? = 1.5?с лентой по боковой поверхности fб =0.8-1.0 мм выполняется на тех зубьях, высота шлицевых выступов которых не менее 1.2-1.3 мм. На первых зубьях черновых и переходных секций выполняются выкружки. Радиус выкружек определяется графически, при этом их глубина должна быть не менее 3Szч. Раздел 3. Расчет долбякаИсходные данные:Модуль колеса m=5 мм; Профильный угол ?=20?Шестерни Z1=40; Колеса Z2=80Степень точности нарезаемых колес 7-DУгол наклона зубьев по делительной окружности ?=0Материал детали Сталь 40ХНДиаметры делительных окружностейdд1=200 ммdд2=400 ммДиаметры окружностей выступовDа1=210 ммDа2=410 ммДиаметры окружностей впадинDf1=187,5 ммDf2=387,5 ммДиаметры основных окружностейDo1=187,93 ммDo2=375,88 мм Толщина зуба по делительной окружностиS1=S2=7,8 ммМежцентровое расстояния передачи A=300 мм1. Определяем дополнительные данные, необходимые для расчета долбяка1.1 Действительный угол зацепления в передачеОтсюда ?1,2=20?1.2 Диаметр основных окружностей колес мм; мм.1.3 Наибольший радиус кривизны нарезаемого колесамм1.4 Радиус кривизны в точке начала активной части профиля зуба нарезаемого колесамм 2. Проектный расчет долбяка2.1 число зубьев долбякаГде d'ди - номинальный диаметр делительной окружности, принимаем O100 мм [4 ст. 32 таб. 2]2.2 Уточняем делительный диаметр мм2.3 Теоретический диаметр основной окружностимм2.4 Боковой задний угол в плоскости, параллельной оси долбякаГде ?н - берем равным 3??бок = 3.19=3?11? 2.5 Диаметр наружной окружности долбяка в исходном сечении мм2.6 Толщина зуба на делительной окружности по нормали в исходном сеченииммГде ?S - боковой зазор в передаче ?S=0.2002.7 Угол давления на головке зуба?aus=33,362.8 Толщина зуба на вершине в исходном сеченииГде inv?=0.014904Inv?aus=0.075987 мм 2.9 Станочный угол зацепления переточенного долбяка, гарантирующий отсутствие среза и неполной обработки вершины зубьев колеса неэвольвентной частью профиля зуба долбякаГде рu=5 мм - наименьший допустимый радиус кривизны профиля зуба долбяка ?с=20,192.10 Вспомогательная величина2.11 Максимальное отрицательное исходное расстояние придельно сточенного долбяка2.12 Станочный угол зацепления нового долбяка, определяющий полную обработку рабочей части профиля зуба колеса?Н=25,5 2.13 Положительное расстояние, определяющее полною обработку рабочей части профиля зуба колеса2.14 Расчетный задний угол по верху долбяка?=8,942.15 Максимально возможная величина стачивания долбяка вдоль его оси2.16 Принимаем положительное исходное расстояние если и . Где Вр =29,5 мммм2.17 Станочный угол зацепления нового долбяка?н=24?27 2.18 Наружный диаметр нового долбякамм2.19 Станочный угол зацепления предельно сточенного долбяка?с=20,862.20 Уточненный задний угол по верху?= 7,712.21 Принимаем высоту долбякаммГде b = 7,5 мм2.22 Толщина зуба на делительной окружности по нормали мм2.23 Высота головки зуба долбяка по передней поверхностимм ?=5?2.24 Полная высота зуба долбяка мм2.25 Корректированный торцовый профильный угол долбяка для уменьшения искажения профиля колеса от наличия переднего и заднего углов?=20,242.26 Диаметры основных окружностей долбяка при шлифовании его профиля мм3. Проверочный расчет долбяка1.Станочный угол зацепления долбяка и нарезаемого колецса?1,u=25,122.Межцентровое расстояние долбяка и нарезаемого колесамм 3.Диаметр окружности впадин зубьев колеса после нарезания долбяком мм4. Угол зацепления нарезаемого и сопряжённого с ним колес в зубчатой передаче?=205. Диаметр теоретической основной окружности долбякамм6.Радиус кривизны профиля зубьев колеса в точке начала активной части7.Радиус кривизны профиля зубьев колеса после нарезания в точке начала обработки долбяком ЗаключениеВ ходе проделанной работы был произведён расчёт и проектирование заданных режущих инструментов, разработаны их рабочие чертежи, приведенные в приложении с указанием предельных отклонений размеров деталей и шероховатостей на поверхности инструмента. Список использованной литературы1. Протяжки для обработки отверстий/ Д. К. Маргулис, М. М. Тверской, В. Н. Ашихмин и др. - М.: Машиностроение, 1986. - 232 с.2. Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу "Проектирование и производство металлорежущих инструментов"/ Сост.: И. А. Малышко, С.Л. Толстов. -Донецк: ДПИ,1991.-39с.3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с.4. Расчет зуборезных инструментов. Романов В. Ф. М.: Машиностроение, 1969, стр. 251.
