Розрахунок металорізальних інструментів протяжки шліцьової розвертки комбінованої і фрези червячної (стр. 1 из 7)
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Механічний факультет
Кафедра: “Металорізальні верстати та системи”
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
З дисципліни: “Різальний інструмент”
На тему: “Розрахунок металорізальних інструментів”
ПК 07.6.090203.28.00.000
Виконавець ст. гр. МС-04б
Хачатуров А.
Консультант Кисельова І.В.
Нормоконтр. Кисельова І.В.
Донецьк 2007
РЕФЕРАТ
Курсовий проект: __ стр., 11 рис., 4 додатка, 5 джерел.
Об'єкт дослідження - металорізальні інструменти: протяжка шліцьова, розвертка комбінована і фреза черв'ячна для обробки зубчатого колеса.
Мета роботи: спроектувати вказані інструменти для обробки деталей із заданими розмірами і параметрами. У курсовому проекті приведені розрахунки всіх параметрів і розмірів вказаних інструментів, вибрані матеріали для виготовлення інструменту і верстати, на яких вестиметься обробка.
Розроблені робочі креслення інструментів, що розраховуються.
ПРОТЯЖКА, РОЗВЕРТКА, ФРЕЗА, СЕКЦІЯ, СТРУЖКОВІ КАНАВКИ, ХВОСТОВИК.
ЗМІСТ
I РОЗРАХУНОК ЧЕРВ'ЯЧНОЇ ФРЕЗИ ДЛЯ ОБРОБКИ ЗУБЧАСТОГО КОЛЕСА
1.1 Вихідні дані для проектування черв'ячних фрез
1.2 Аналіз і технічне обґрунтування прийнятої конструкції фрези
1.3 Проектний розрахунок фрези
1.3.1 Визначення розмірів фрези в нормальному перетині
1.3.2 Визначення конструктивних та геометричних параметрів фрези
1.3.3 Визначення розмірів фрези в осьовому перетині
1.4 Профілювання фрези
II РОЗРАХУНОК КОМБІНОВАНОГО СВЕРДЛА
III Розрахунок комбінованої протяжки
3.1 Вихідні дані для проектування комбінованої протяжки
3.2 Вибір конструкції та матеріалу протяжки
3.2.1 Аналіз і технічне обґрунтування прийнятої конструкції протяжки
3.2.2 Вибір матеріалу протяжки
3.3 Вибір типу хвостовика і його розмірів
3.4 Визначення профілю і геометричних параметрів зубців протяжки
3.4.1 Вибір розмірів та профілю стружкових канавок
3.4.2 Вибір геометричних параметрів
3.4.3 Визначення підйомів на зубець
3.5.1 Розрахунок сил різання при протягуванні
3.5.3 Перевірка протяжки на міцність
3.6 Розрахунок круглої частини протяжки
3.6.1 Визначення величини припуску на круглі зубці
3.6.2 Розрахунок кількості зубців
3.6.3 Визначення параметрів викружок
3.6.4 Розрахунок довжини круглої частини протяжки
3.7 Розрахунок фасочної частини протяжки
3.7.1 Визначення припуску на фасочні зубці
3.7.2 Розрахунок кількості зубців
3.7.3 Визначення параметрів викружок
3.7.4 Розрахунок довжини фасочної частини протяжки
3.8 Розрахунок шліцьової частин протяжки
3.8.1 Припуск на шліцьові зубці
3.8.2 Розрахунок кількості зубців
3.8.4 Розрахунок довжини круглої частини протяжки
3.9 Визначення конструктивних розмірів протяжки
3.9.1 Визначення діаметрів зубців
3.9.3 Шийка та перехідний конус
3.9.5 Загальна довжина протяжки
Список літератури
I РОЗРАХУНОК ЧЕРВ'ЯЧНОЇ ФРЕЗИ ДЛЯ ОБРОБКИ ЗУБЧАСТОГО КОЛЕСА
1.1 Вихідні дані для проектування черв'ячних фрез
При розрахунку модульної черв'ячної фрези вихідними параметрами є:
- модуль колеса, що нарізається, m=4 мм;
- кут нахилу зубців колеса, =0°;
- кут профілю на ділильному діаметрі α=20°;
- число зубців колеса, що нарізається, Zк=35;
- точність оброблюваного колеса, Ст.8-D;
- матеріал оброблюваної колеса чавун НВ180.
Висоту голівки haк і ніжки hfк, зубця колеса, що нарізається, товщину зубця Säк та шаг tdк по ділильному діаметрі визначаю по формулах теорії зубчастого зачеплення:
haк=1,0∙ m=1,0∙4=4 мм;
hfк=1,25∙m=1,25∙4=5 мм;
Saк=0,5∙πm=0,5∙π ∙4=6,283 мм;
tdк=πm=π ∙4=12,57 мм
1.2 Аналіз і технічне обґрунтування прийнятої конструкції фрези
Черв'ячні фрези застосовують для чорнового, напівчистового і чистового нарізування циліндричних прямозубих, косозубих і черв'ячних зубчастих коліс з модулем 0,1...40 мм. У залежності від призначення і розмірів черв'ячні фрези виготовляють класів точності ААА, АА, А, В, С и Д, які рекомендуються відповідно для нарізування зубчастих коліс ступеня точності Ст.5-6, Ст.7, Ст.8, Ст.9 і Ст.11. Фрези класів ААА та АА відносяться до прецизійних, інші – до фрез загального призначення.
Відповідно до технічних вимог різальна частина фрези повинна виготовлятися зі швидкорізальної сталі зі змістом ванадію не менш 3% і кобальту більш 5% із твердістю робочої частини 63...67 HRCЭ, наприклад, зі сталі Р6М3К5, Р3М5К5. Черв’ячні фрези можна виготовлювати цільними або збірними зі вставними рейками. У цьому випадку корпус фрези виготовлюють із конструкційної легованої сталі, наприклад, 40Х, а ріжучу частину – із швидкорізальної сталі.
По числу заходів (витків) фрези бувають однозаходні (для чистової обробки) і багатозаходні (для чорнової обробки).
Як інструмент черв'ячну фрезу одержують з архімедового, конвалютного або евольвентного черв'яка шляхом прорізання стружкових канавок і затилування задніх поверхонь. Правильне зачеплення з евольвентним зубчастим колесом забезпечує тільки евольвентний черв'як, тому спрофільовані на його основі фрези є найбільш точними унаслідок відсутності органічних погрішностей. Але вони складні в виготовлені і переваги точності втрачаються після декількох перезагострювань. Фрези, які спрофільовані на базі архімедового черв'яка, мають найбільше наближення до евольвентного. Вони більш технологічні в виготовленні, тому набули найбільшого розповсюдження. На базі евольвентного черв'яка виготовляють фрези класу точності ААА модулем 1...10 мм. Можуть виготовлятися фрези класу точності АА. Фрези більш низьких класів точності, частіш за все, виготовлюють на базі архімедового черв'яка.
Стружкові канавки можуть бути прямими (рівнобіжними осі фрези) або гвинтовими.
Рисунок 2.1 - Черв'ячна фреза для обробки циліндричного зубчастого колеса
Загальний вид черв'ячної фрези для обробки циліндричного зубчастого колеса приведений на рис. 2.1.
На підставі аналізу конструкції і ступеня точності колеса, що нарізується, з урахуванням літературних рекомендацій вибираю фрезу цільну однозаходну, клас точності фрези – В, матеріал фрези – швидкорізальна сталь Р6М3К5.
1.3 Проектний розрахунок фрези
Розрахунок черв'ячних фрез полягає, головним чином, у визначенні розмірів профілю фрези в нормальному і осьовому перетинах.
1.3.1 Визначення розмірів фрези в нормальному перетині
1. Модуль, профільний кут, крок зубців по ділильної прямої фрези приймаються рівними відповідно модулеві, профільному куту, кроку зубців оброблюваного колеса
mи = mк = 4 мм, aи = a к= 200, tди = tдк = 12,57, мм.
2. Розміри зубця фрези в нормальному перетині.
Для забезпечення радіального зазору в зубчастій передачі висота зубця фрези приймається рівною
hи = 2,5m = 2,5∙4 = 10 мм;
haи = hfи = 1,25m = 1,25∙4 = 5 мм.
Висоту ніжки зубця черв’ячної фрези приймають на 0,25m більшою висоти головки зуба колеса, що нарізується, для того, щоб під час обробки запобігти контакту поверхні западин фрези з поверхнею виступів колеса.
Для забезпечення бічного зазору товщина зубця фрези по ділильній прямій приймається рівною
Sди= 0,5 tди + DS = 0,5∙12,57 + 0,2=6,48 мм,
де DS = 0,2 мм - гарантований бічний зазор залежно від модуля фрези [1].
1.3.2 Визначення конструктивних та геометричних параметрів фрези
До основних конструктивних параметрів фрези відносяться зовнішній діаметр фрези Da, довжина фрези L, діаметр отвору під оправку d, число і форма зубців, розміри і напрямок стружкових канавок, кути різальної частини. Ці параметри або вибирають по нормалям і стандартам, виходячи з паспортних даних верстата і досвіду експлуатації фрез, або розраховують.
1 Зовнішній діаметр фрези Daи.
При збільшенні діаметра фрези зменшується шорсткість і хвилястість оброблюваної поверхні, зростає продуктивність обробки, але при цьому збільшуються крутний момент, шлях врізання, витрата матеріалу і трудомісткість виготовлення фрези. З цих причин для чистових фрез зовнішній діаметр вибирається більшим, ніж у чорнових фрез, а в прецизійних - більшим, ніж у чистових.
З іншого боку, зовнішній діаметр, так само як діаметр отвору під оправку і загальна довжина черв'ячної фрези, повинні бути ув'язані з паспортними даними зубофрезерних верстатів.
Діаметр отвору під оправку повинний забезпечити необхідну жорсткість кріпильної оправки і міцність тіла фрези. Доцільно починати розрахунок з визначення d для фрез нормальної точності по залежності:
d = 20 m0,373=20∙40,373=33,54 мм, приймаю d = 34 мм.
Зовнішній діаметр фрези Dаи визначається за умовою
Dаи ³ 2H + 2р' + (C1 – d) =2∙16,6+2∙10,06+(3,3+34)=90,62 мм,