Порядок расчета червячной шлицевой фрезы следующий.
1. Исходные данные
В разделе следует привести исходные данные в соответствии с заданием, расшифровать условное обозначение шлицевого вала, проставить на все его размеры предельные отклонения в мм (прил. 10). Перевод буквенных обозначений отклонений в численные выполнить по СТ СЭВ 144–75.
Рассмотрим следующий пример.
Спроектировать червячную фрезу для нарезания шлицев на шлицевом валу d – 8 ´ 36e8 ´ 40a11 ´ 7f8. Фаска С = 0,5 ´ 45°.
Определим размеры шлицевого вала
а) число шлицев n = 8;
б) наружный диаметр D = 40a11 = ;
в) малый диаметр d = 36e8 = ;
г) ширину шлица b = 7f8 = ;
д) центрирование по малому диаметру d.
Профиль шлицевого вала с указанием исходных размеров приведен на рис. 3.5.
2. Расчетные размеры шлицевого вала
Расчетный наружный диаметр:
Dp = Dmax – 2C,
где Dmax – наибольший предельный размер наружного диаметра, мм; С –размер фаски, мм.
Расчетный малый диаметр:
dp = dmin + 0,25Td,
где dmin – наименьший предельный размер малого диаметра, мм; Тd – допуск на изготовление малого диаметра, мм.
Расчетная ширина шлица:
bp = bmin + 0,25Tb,
где bmin – наименьший предельный размер (ширина) шлица, мм; Тb – допуск на ширину шлица, мм.
Диаметр начальной окружности:
.
Вычислить с точностью до 0,1 мм.
Рис. 3.5. Профиль шлицевого вала
Радиус начальной окружности:
.
Значение радиуса начальной окружности не округлять.
Синус угла профиля шлица:
.
Угол профиля шлица (вычислить в радианах):
.
3. Радиус и координаты центра заменяющей окружности
Высота профиля фрезы (расчетная высота шлица):
.
Вычислить с точностью до 0,001 мм.
Ординаты точек А1 и А2:
Y1 = 0,45h,
Y2 = 0,9h.
Вычислить с точностью до 0,01 мм.
Углы поворота заготовки вала j1 и j2 в радианах при соответствующих ординатах Y1 и Y2 :
,
.
Точность вычислений углов поворота заготовки вала j1 и j2 при соответствующих ординатах Y1 и Y2 в пределах 10–6.
Абсциссы точек А1 и А2:
X1 = {j1 – [sin (g + j1) – sin g] cos (g + j1)} RH,
X2 = {j2 – [sin (g + j2) – sin g] cos (g + j2)} RH.
Вычислить с точностью до 0,001 мм.
Абсцисса центра заменяющей окружности:
.
Вычислить с точностью до 0,001 мм.
Ордината центра заменяющей окружности:
.
Вычислить с точностью до 0,001 мм.
Радиус центра заменяющей окружности:
.
Вычислить с точностью до 0,01 мм.
Примечание. Расчет радиуса и координат центра заменяющей окружности рекомендуется выполнять с использованием компьютерной программы. Дискету с программой расчета можно получить у лаборанта кафедры «Технологии машиностроения и методики профессионального обучения».
Расчет выполняется по следующему алгоритму:
1. Рассчитать по формулам, приведенным в п. 3.2.2. и 3.2.3, значения sin g, Ry и h, которые являются исходными данными для расчета профиля фрезы.
2. Установить дискету на персональный компьютер и открыть программу расчета.
3. Выполнить расчет в соответствии с указаниями, приведенными в программе.
4. Полученные в результате расчета значения Х0, Y0, r0 перенести с экрана монитора в пояснительную записку.
5. Распечатать на принтере результаты расчета и приложить их к пояснительной записке.
4. Расчет остальных размеров профиля фрезы
При фрезеровании шлицевого вала червячной фрезой у основания шлица образуются так называемые переходные кривые, т.е. боковая поверхность шлица сопрягается с малой цилиндрической поверхностью обрабатываемого шлицевого вала по плавной кривой (галтели).
Для валов, центрирующихся в отверстии по наружному диаметру это обычно допускается (из-за гарантированного значительного зазора по малому диаметру).
Для валов, центрирующихся в шлицевом отверстии по малому диаметру, наличие таких переходных кривых на рабочем участке боковой стороны шлица не допускается. В этом случае (при центрировании по малому диаметру) на вершинах профиля фрезы следует предусматривать выступы, которые называются усиками и образуют у основания шлица вала канавки (рис.3.4, а). При центрировании вала по наружному диаметру наличие таких усиков не обязательно (см. рис.3.4, б).
Рис. 3.4. Размеры профиля фрезы:
а – профиль фрезы без усиков; б – профиль фрезы с усиками
Шаг витков по нормали (равен шагу шлицев вала по начальной окружности) вычисляется по формуле
,
где n – число шлицев.
Толщина зуба фрезы по начальной прямой (равна ширине впадины между шлицами вала по начальной окружности):
,
при этом g – в радианах.
Высота кривого участка профиля (без учета высоты усиков):
Общая высота профиля:
· для фрезы без усиков:
h0= h1 + С + (1,5 ¸ 3);
· для фрезы с усиками:
h0= h1 + hу + С + (1,5 ¸ 3).
Вычисленные величины принять кратными 0,5 мм.
Условием для расчета высоты усика hу является точное профилирование в крайней точке К, лежащей на окружности диаметра dр (рис. 3.6). Критический угол aк, при котором может происходить профилирование в точке К:
где – угол профиля шлица у его основания.
Высота усика:
hу = Rн sin aк (sin aк – sin gк) – h,
вычисленное значение нужно округлить кратно 0,1 мм в большую сторону.
Ширина канавки по дну впадины:
V = Р – S – 2С,
найденное значение округляется кратно 0,5 мм в меньшую сторону.
Рис. 3.6. Схема профилирования усиков
Угол фаски у основания профиля зуба выполняется 35° для фаски на валике с углом 45° с учетом обкатки.
Ширина вершины усика:
bу = (0,8 ¸ 1)hу.
Угол усика b = (45 ¸ 60)°.
5. Определение остальных размеров фрезы
Остальные размеры профиля фрезы (наружный диаметр фрезы DЕИ, диаметр буртиков dб, ширина буртиков bб, диаметр отверстия do) определяются в зависимости от шага P по табл. 3.1 (рис.3.7).
Для чистовых червячных фрез передний угол g выбирается равным нулю, что позволяет исключить искажения профиля, вызываемые наличием переднего угла и увеличить точность профиля фрезы.
Диаметр расточки:
d1 = d0 + 1.
Длина фрезы:
где D – наружный диаметр шлицевого вала, мм.
Таблица 3.1
Определение остальных размеров фрезы
Шаг по нормали Р | DЕИ, мм | dб, мм | bб, мм | do*, мм | |
свыше | до | ||||
3,0 | 4,0 | 50 | 35 | 2,5 | 22 |
4,0 | 6,5 | 55 | |||
6,5 | 9,0 | 60 | |||
9,0 | 11 | 70 | 40 | 3,0 | 27 |
11 | 13 | 75 | |||
13 | 15 | 80 | |||
15 | 16 | 85 | 48 | 3,5 | 32 |
16 | 18,5 | 95 | |||
18,5 | 21 | 100 | |||
21 | 25 | 110 | |||
25 | 27 | 120 | |||
27 | 30 | 130 | 60 | 4,0 | 40 |
*Отклонение размера по Н6.
Длину фрезы округляют до четного числа. Вычисленная величина L является минимально допустимой. При проектировании длину фрезы нужно конструктивно увеличить до величины L = (1 ¸ 1,2)DЕИ.
Длина расточки l » L / 3 (расчетная величина округляется до четного числа).
Число винтовых стружечных канавок Z (число зубьев) при DЕИ £ 80 равно 12; при DЕИ > 80 составляет 14 канавок.
Рис.3.7. Основные конструктивные параметры червячной шлицевой фрезы
Величина затылования шлифованной части зуба:
,
где a = (9 ¸ 10)° – задний угол на вершине зуба.
Величина затылования К должна быть кратной 0,5 мм.
Величина дополнительного затылования (нешлифованной части зуба) К1 = (1,3 ¸ 1,5) К (принять величину, кратную 0,5 мм).
Длина шлифованной части зуба:
Сш = Рокр / 3,
где Рокр = – окружной шаг зубьев, мм.
Угол профиля стружечной канавки d = (22 ¸ 25)°.
Радиус r дна стружечной канавки определяется конструктивно в пределах (2 ¸3) мм в зависимости от диаметра фрезы.
Глубина стружечной канавки (полная высота зуба):
Значение глубины стружечной канавки следует округлить до большего целого числа.
Средний расчетный диаметр:
Dср = DЕИ – 2 (h + hу) – 0,25 К.
Для фрезы без усиков hу = 0.
Угол подъема витков профиля t на среднем расчетном диаметре:
Угол подъема витков профиля t следует вычислить с точностью до 0°00¢ 05¢¢.
Шаг витков по оси фрезы:
.
Шаг винтовых стружечных канавок:
Т = Ро ctg2t.
Значение шага винтовых стружечных канавок следует округлить до величины, кратной 6 мм.
Угол наклона винтовых стружечных канавок w (на среднем расчетном диаметре:
.
Угол наклона винтовых стружечных канавок w вычисляется с точностью до 0°00¢ 05¢¢.
Размеры шпоночного паза bш и tш устанавливаются по «Справочнику конструктора-машиностроителя» В.И. Анурьева. Предельные отклонения на ширину паза назначаются по Н7.
Остальные размеры фрезы (фаски, радиусы) определяются конструктивно.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 537.