РАСЧЕТ КОМБИНИРОВАННОЙ ПРОТЯЖКИ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: ,,Металлорежущий инструмент”

на тему: ,,Расчёт металлорежущего инструмента”

ПК 04.28.43.000.00

Выполнил:

ст. гр. МС-02б Левченко А.А.

Консультант: Киселёва И.В.

Нормоконтролёр: Киселёва И.В.

Донецк 2005

ЗАДАНИЕ

Спроектировать режущие инструменты и приспособление для обрабатываемого материала Сталь 20ХН:

1.Протяжка для обработки шлицевой втулки:

L= 110 мм, Ra=2,5 мкм, D - 10×82×92H8×10H9;

2. Долбяк для обработки зубчатых колёс:

m=2 мм, z₁=60, z₂=120, обрабатываемый материал Сталь 8А;

3. Развёртка комбинированная для обработки отверстий:

d₁=22H7 мм, d₂=28H8 мм, l₁=l₂=38 мм;

4. Патрон плавающий для крепления развёртки.

РЕФЕРАТ

Курсовой проект: стр. 29, рис. 14,табл. 2, приложений 4, источников 4.

Объект исследования—металлорежущие инструменты: протяжка шлицевая, развёртка комбинированная и долбяк для обработки зубчатых колёс.

Цель работы: спроектировать указанные инструменты для обработки деталей с заданными размерами и параметрами.

В курсовом проекте приведены расчеты всех параметров и размеров указанных инструментов, выбраны материалы для изготовления инструмента и станки, на которых будет вестись обработка.

Разработаны рабочие чертежи расчитуемых инструментов.

ПРОТЯЖКА, РАЗВЁРТКА, ДОЛБЯК, СТРУЖЕЧНЫЕ КАНАВКИ, ХВОСТОВИК, МОДУЛЬ, ЗАТЫЛОВАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Расчет шлицевой протяжки

2 Расчет долбяка для обработки зубчатых колес

3 Расчет комбинированной развёртки

4 Выбор плавающего патрона

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Изучение курса “Проектирование и производство металлорежущих инструментов” дает знания по расчету, конструированию, производству и эксплуатации инструментов, применяемых при обработке металлов резанием.

В курсовой работе проектируется такой инструмент как, протяжка шлицевая, развёртка комбинированная и долбяк для обработки зубчатых колёс.

Протяжка – многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвиями в направлении перпендикулярном к направлению скорости главного движения. Предназначена для обработки при поступательном главном движении резания и отсутствия движения подачи. Она является самым производительным инструментом. Протяжки – металлоемкий, сложный в изготовлении, и поэтому дорогой инструмент. Экономическая целесообразность их применения оправдывается при обеспечении оптимальных элементов конструкций и режимов резания, качественном изготовлении протяжек правильной эксплуатации.

При проектировании зуборезных инструментов, помимо решения общих вопросов, связанных с оформлением режущих инструментов, важным моментом является правильное определение и технологическое воспроизводство режущих кромок. Последнее обуславливает точность получения профиля изделия, а это является основным в технологии изготовления любого изделия. В основу конструкций долбяков положено цилиндрическое инструментальное колесо с непрерывно изменяющейся высотной коррекцией его зубьев от одного торцового сечения к другому, что необходимо для создания на нем задних углов резания. В подавляющем большинстве случаев ось долбяка располагается параллельно оси нарезаемого колеса. Долбяки применяют для нарезания колес с прямыми и винтовыми зубьями, с внешним и внутренним их расположением. Долбяками можно нарезать блочные и шевронные колеса. Особенно эффективно применять их при обработке колес с узким ободом, имеющих большое z₁ с модулем m до 2 мм. Вопрос о рациональном применении долбяка в случаях, когда возможно использование червячной фрезы, должен решаться на основе сравнения машинного времени обработки.

РАСЧЕТ КОМБИНИРОВАННОЙ ПРОТЯЖКИ

Исходные данные

Исходными данными для расчета протяжки являются:

- диаметр отверстия для протягивания D₀, D₀=D=82 мм, так как при центрировании шлицев по наружному диаметру предварительно обработанное отверстие является окончательно обработанным и при протягивании не обрабатывается;

- наружный диаметр шлицев D, D=92 мм;

- внутренний диаметр шлицев d, d=82 мм;

- число шлицев n, n=10;

- ширина шлицев b, b=10 мм;

- размер фаски f и угол фаски β шлицевых пазов, f=0,5^{+0,3 мм, β=36º};

- материал детали - сталь 20ХН;

- длина протягивания L=110 мм;

- шероховатость поверхности R_а=2,5 мкм;

- тяговое усилие станка – 400000 Н, длина хода рабочего ползуна – 2000мм;

- максимальный диаметр отверстия D_max, D_max=82,035 мм.

Рисунок 1.1 – Втулка: а - до протягивания;

Б – после протягивания.

Выбор схемы резания

Выбираем групповую (переменную) схему резания. При групповой схеме резания режущая часть протяжки состоит из нескольких групп зубьев разного диаметра. Зубья в каждой группе имеют одинаковый диаметр или высоту. Срезание металла группой зубьев осуществляется за счет увеличения ширины каждого последующего зуба по отношению к предыдущему. Стружкоразделительные канавки отсутствуют, что облегчает сворачивание стружки.

Преимущества данной конструкции состоит в том, что с увеличением подъема на зуб удельная сила резания уменьшается, что приводит к уменьшению суммарного усилия протягивания. Длина протяжки уменьшается на 30%, что способствует повышению производительности процесса протягивания и уменьшению расхода инструментального материала. Увеличивается стойкость протяжки.

Рисунок 1.2 - Схема срезания припуска комбинированной протяжкой

Выбор типа протяжки

Конструктивные особенности, суммарная длина и технологичность шлицевых протяжек во многом зависят от принятой последовательности срезания припуска, т.е. от комбинации зубьев, обрабатывающих те или иные элементы шлицевого отверстия.

При обработке шлицевой втулки с центрированием по наружному диаметру используются протяжки типа B [1,с.8]. Схема конструкции протяжки показана на рис. 1.3.

Для обрабатываемого материала Сталь 20ХН соответствует I группа обрабатываемости.

Рисунок 1.3 – Конструкция протяжки

Согласно I группе обрабатываемости стали, выбираем материал режущей части протяжки R6M5 [1,табл.3, стр.11].

Наименьший диаметр предварительно-обрабатываемого отверстия

D_o=D

где D-наименьший диаметр протягиваемого отверстия, D=82 мм;

D_o=D=82 мм

Таблица 1.1 – Размеры и допустимые силы резания для хвостовика

D_хв	D₁	D₂	L₁	L₂	L₃	C	Площадь опасного сечения А-А, мм²	Силы резания, допускаемые прочностью хвостовика на разрыв Р_доп, Н
75	62	74	125	25	38	12	3018	1207200

Рисунок 1.4 - Основные размеры хвостовика

Шаг черновых зубьев:

Полученное значение шага зубьев t округляется до ближайшего большего стандартного указанного в [1,табл.6,стр.15].Принимаем t=20 мм

Согласно [1,табл.6,стр.14] этот шаг относиться к 12 профилю, в=6,0 мм, R =14 мм, r =4,5 мм, h =9,0 мм, F _окт =63,5 мм², F _пол =124 мм².

Рисунок 1.5 – Размеры профилей зубьев протяжек

Максимально допустимая сила резания:

а) сила резания, допускаемая прочностью хвостовика Р_хв в опасном сечении (по шейке хвостовика) Р_хв=1207200 Н;

б) сила резания, допускаемая прочностью опасного сечения по впадине первого зуба:

Р_оп=(π· D /4)·[σ_в],

где – D _оп = D ₀ -2 h =82-2·9=64 мм – диаметр опасного сечения;

[σ_в]=400 МПа;

Р_оп=(π·64²/4)·400=1254,827 кН.

в) расчетное тяговое усилие станка

- принимаем горизонтально-протяжной автомат для внутреннего протягивания 7А540;

- номинальная тяговая сила 400000 Н;

- наибольшая длинна хода салазок 2000 мм;

- мощность эл. двигателя привода главного движения 18,5 кВт.

Р_ст=К· Q =400000·0,9=360 кН,

где Q= 400000 Н - номинальная тяговая сила;

К=0,9 – КПД станка.

За величину максимально допустимой силы резания Р_доп принимаем меньшее усилие из трех, т.е. Р_доп=Р_ст=360 кН.

Максимальная глубина стружечной канавки:

;

Условие выполняется:

, 9,0 24,1.

Коэффициент заполнения стружечных канавок для стали к=3 [1,c.16].

Определим подачу на черновые секции:

S_z _ч = F /( L · K )=63,58/(110·3)=0,19,

где F = F _акт =63,58 мм² – площадь стружечной канавки зуба.

Фактический коэффициент заполнения стружечной канавки:

К _min = F/(L· S_z _ч )=63,58/(110·0,19)=3,04;

К _min >K

3,04>3

Выбор угла фаски.

Угол фаски выбирается в зависимости от числа шлицев:

при количестве шлицев n =10, b =36⁰.[1,c.24]

Распределение припуска

а) на фасочную часть:

А_оф= d _фп - D ₀ ;

где d _фп = d _ф +(0,3÷0,4)=83,26+0,3=83,56 мм – диаметр последнего фасочного зуба;

А_оф= d _фп - D ₀ =83,56-82=1,56 мм,

б) на шлицевую часть

А_ош= D_max - d _ш1 =92,054-83,51=8,54 мм,

где d _щ1 = d _фп -0,05=83,56-0,05=83,51 мм – диаметр первого шлицевого зуба;

Принимаю высоту первого шлицевого зуба равным диаметру последнего фасочного зуба, 83,56 мм;

Согласно таблицы 12 [1], число калибрующих зубьев 4.

Припуск на чистовые зубья в шлицевой части:

S_z _чт =0,08 мм – подъем на чистовые зубья (на диаметр);

z _чт =3 - число чистовых зубьев.

Первый снимает припуск 0,04 мм, а два другие по 0,02 мм (на диаметр).

Подъем на зуб

а) фасочная часть – на каждую двузубую секцию:

S_z _чф = S_z _ч =0,19 мм;

б) шлицевая часть:

S_z _чш = S_z _ч =0,19 мм – на черновые секции;

S_z _пш = S_z _п =0,09 мм – на переходные секции.

Шаг зубьев

а) черновых и переходных зубьев t =20 мм,

б) чистовых и калибрующих t _чт = t _к =(0,7-0,8) t =(0,7-0,8)·20=14–16 мм,

принимаю 16 мм [1,табл.6,стр.14].

Диаметр зубьев

а) Фасочных:

фасочный – первый d _ф1 = D ₀ =82 мм,

фасочный – последний d _фп =83,56 мм;

б) Шлицевых:

шлицевый - первый d _щ1 =83,56 мм,

шлицевый – последний d _шп=D_ош=D_max+δ=92,035+0,05=92,085 мм

где δ=0,05-величина остаточной деформации отверстия [4,табл.11,с.18]

Количество черновых секций

а) в фасочной части

, принимаю =4;

б) в шлицевой части

Количество зубьев

а) в фасочной части

z _ф =2 i _чф + I =2·4+1=9,

гдеi _чф - секций по 2 зуба и один первый несекционный зуб без подъема;

б) в шлицевой части

z _чш =2 i _чш + I =2·21+1=43,

где i _чш секций по 2 зуба и один первый несекционный зуб.

Количество калибрующих зубьев 4 [1,табл.12а,стр.20].

Количество переходных зубьев z _пш =2 i _пш =2·2=4.

Количество чистовых зубьев z _чтш =3.

Длина переходного конуса

L _пк =10÷ 25 мм.

Общая длина протяжки

L _п = L _пц + l _5ф + l _5чш + l _5пш + l _5ч _m _ш + l _6ш + t _шφ + t _шц + l _зн =

=510+180+940+96+20+16+77=1839 мм.

Углы режущих кромок

Задние углы на выкружках принимаются равными : α=4º.

На вершинах калибрующих зубьев выполняется цилиндрическая ленточка f=0.2 – 0.3 мм.

Вспомогательный угол в плане на шлицевых зубьях φ=1º30´ с ленточкой по боковым поверхностям f_б=0,8 ÷1 мм.

Рисунок 1.6 – Углы протяжек

Рисунок 1.7 – Поперечный профиль черновых и переходных зубьев

Рисунок 2.1 — Зацепление колес в зубчатой паре

Диаметры делительных окружностей:

d_д₁ = m · z₁; d_д2 = m · z₂;

d_д₁ = 2· 60 = 120 мм;

d_д2 = 2· 120 = 240 мм.

Межцентровое расстояние:

А_1,2 = 0,5(d_д₁ + d_д2);

А_1,2 = 0,5(120 + 240) = 180 мм.

Диаметры основных окружностей колес:

d_o1 = d_д₁ · cosα_д; d_o2 = d_д₂ · cosα_д;

d_o1 = 120 · cos 20 = 112,763 мм;

d_o2 = 240 · cos 20 = 225,526 мм.

Диаметры окружностей выступов:

d_а1 = d_д₁ + 2 · h_a^* · m = 120 + 2 · 1,0 · 2 = 124 мм;

d_а2 = d_д₂ + 2 · h_a^* · m = 240 + 2 · 1,0 · 2 = 244 мм.

Наибольший радиус кривизны профиля зуба нарезаемого колеса:

ρ_1наиб = ;

ρ_1наиб = мм.

Радиус кривизны в точке начала активной части профиля зуба нарезаемого колеса:

;

мм,

где d_а1 и d_o₁ - наружная и основная окружности сопряженного колеса.

Определение исходных данных

Исходные параметры долбяка в основном определяют с учетом данных зубодолбежного станка. Число зубьев находят по номинальному делительному диаметру, допускаемому паспортными данными станка. Для повышения долговечности долбяка целесообразно увеличить число зубьев долбяка, однако если при этом фактический делительный диаметр долбяка будет значительно отличаться от номинального, то может возникнуть неустойчивость закрепления долбяка на станке.

Число зубьев прямозубого долбяка

где — номинальный диаметр делительной окружности, принимаемый по [3,табл.2,с.32] или паспорту зубодолбежного станка. При m=2 мм принимаем:

=75 мм – номинальный диаметр;

В_и=25 мм – высота нового долбяка;

b=5 мм – высота полностью изношенного долбяка;

В’_р=20 мм – высота рабочей части долбяка;

S_а_u=0,8÷0,9 – допустимая толщина зубьев по вершине (по дуге);

m_з=m=2 мм

;

Диаметр делительной окружности:

D_д_и = z_и · m;

d_д_и = 38 · 2 = 76.

Теоретический диаметр основной окружности:

d_o_и = d_д_и · cosα_д_s ;

d_o_и = 76· сos20^o = 71,417 мм.

Боковой задний угол в плоскости, параллельной оси долбяка:

;

где, δ_Н- берется в пределах 2°30`÷3º.

tg δ_бок= ; δ_бок=3º11’

Определение параметров долбяка в исходном сечении.

Диаметр наружной окружности долбяка в исходном сечении

D_а_u = d_д₁ + d_д_и - d_f₁,

где d_f₁ - диаметр окружности впадин зубьев колеса.

d_f₁ = d_д₁ - 2·(h_a^* + c^*) = 120 - 2(1,0 + 0,25) = 117,5мм;

D_au = 120 + 76 - 117,5 = 78,5 мм.

Толщина зуба на делительной окружности по нормали в исходном сечении

;

S_д₁=

Угол давления на головке зуба:

;

=> = 24º31’.

Толщина зуба на вершине в исходном сечении определяется:

;

Определение исходных расстояний.

Станочный угол зацепления переточенного долбяка, гарантирующий отсутствие среза и неполной обработки вершины зубьев колеса неэвольвентной частью профиля зуба долбяка,

где, - наибольший радиус кривизны профиля зуба колеса;

- наименьший допустимый радиус кривизны профиля зуба долбяка, принимаем равным 3 мм.

Рисунок 2.2 — Геометрические параметры зуборезного долбяка

Станочный угол зацепления переточенного долбяка, определяющий начало подреза ножки зуба колеса:

Вспомогательная величина для прямозубых долбяков

Зная критические станочные углы зацепления находят соответствующие исходные расстояния, наименьшее из которых будет определять область возможного отрицательного расстояния. При этом для дальнейшего рассмотрения принимаются во внимание только наименьшее из всех положительных исходных расстояний и наименьшее из всех отрицательных исходных расстояний.

Рисунок 2.3—Зацепление нового долбяка и колеса

Станочный угол зацепления нового долбяка, определяющий полную обработку рабочей части профиля зуба колеса

;

Отрицательное максимальное исходное расстояние предельно сточенного долбяка

;

где — наибольший из углов и .

Зная критическое значение станочного угла зацепления, нетрудно найти величину положительного исходного расстояния.

Положительное исходное расстояние, определяющее полную обработку рабочей части профиля зуба колеса

;

мм.

Формула для определения заднего угла по верху долбяка

;

Исходное расстояние, лимитируемое заострением зуба долбяка

;

где - задаваемая толщина зуба долбяка на вершине.

Максимально возможная величина стачивания долбяка вдоль его оси

Максимально допустимая рабочая высота долбяка по технологическим возможностям его шлифования . Так как Н < то принимаемое положительное исходное расстояние, а = а_н = 4,578 мм.

Рисунок 2.4 — Варианты расположения исходного сечения долбяка: а и б — симметричное расположение исходных расстояний; в — с полным использованием положительного исходного расстояния; г — с полным использованием отрицательного расстояния.

Проверочный расчет долбяка

Станочный угол зацепления долбяка и нарезаемого колеса

Межцентровое расстояние долбяка и нарезаемого колеса

мм.

Диаметр окружности впадин зубьев колеса после нарезания долбяком

мм.

Угол зацепления нарезаемого и сопряженного с ним колес в зубчатой передаче

Радиус кривизны профиля зубьев колеса в точке начала активной части

мм

Радиус кривизны профиля зубьев колеса после нарезания в точке начала обработки долбяком

Должно быть: при нарезании долбяком колеса внешнего зацепления

Рисунок 3.1 - Схема расположения полей допусков отверстий

Рисунок 3.2 - Распределения зубьев развертки

Глубина стружечной канавки

Глубина стружечной канавки целесообразно выполнять переменой, что позволяет использовать для всех стружечных канавок фрезу с постоянным угол. Тогда глубину канавка можно определить по зависимостью

где - угол, соответствующий ширине спинки;

ν – угол профиля фрезы принимаем 90^º ;

с – ширина спинки зуба, приведена в таблицы

Таблица 3.1 - Размер стружечной канавки

Стружечная канавка	Z_1-1	Z_2-2	Z_3-3	Z_4-4
с	1.0	1.3	1.1	1.2

Рисунок 3.3 - Размеры стружечной канавки

Угол соответствующий ширине спинки для Ø22

Тогда глубина стружечной канавки

мм

Угол соответствующий ширине спинки для Ø28

Тогда глубина стружечной канавки

мм

Хвостовик комбинированной развертки берем цилиндрический Ø20 мм. Для того что бы можно было закреплять инструмент в плавающем патроне.

ВЫБОР ПЛАВАЮЩЕГО ПАТРОНА

Для крепления развёрток с цилиндрическим хвостовиком на многооперационных станках в ГДР разработан ,,плавающий” патрон (приложение Г). В корпусе 1 с конусом 7:24 установлена цилиндрическая втулка 2 с внутренним конусом

Морзе. Крутящий момент на втулку передаётся через штифт 5 и качающийся сухарь 3. Осевое перемещение втулки ограничено запорным резьбовым кольцом 4. ,,Плавание” втулки осуществляется за счёт деформации четырёх колец 6 из резины, установленных попарно на концах втулки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проделанной работе был произведён расчёт и проектирование заданных режущих инструментов, разработаны их рабочие чертежи, приведенные в приложении с указанием предельный отклонений размеров деталей и шероховатостей на поверхности инструмента. Также в приложении приведен чертеж плавающего патрона для рассчитанной комбинированной развёртки.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Методические указания по расчету комбинированных протяжек. /Сост.:

И.А. Малышко, С.Е. Носенко. – Донецк: ДПИ, 1986. – 32с.

2. Справочник инструментальщика /И.А. Ординарцев, Г.В. Филиппов, А.Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение, 1987. – 846с.

3. Справочник технолога–машиностроителя.В2-х т. Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985.

4. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. /В.Д.Мягков, М.А.Палей – 6-е изд. – Л.: Машиностроение, 1982.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: ,,Металлорежущий инструмент”

на тему: ,,Расчёт металлорежущего инструмента”

ПК 04.28.43.000.00

Выполнил:

ст. гр. МС-02б Левченко А.А.

Консультант: Киселёва И.В.

Нормоконтролёр: Киселёва И.В.

Донецк 2005

ЗАДАНИЕ

Спроектировать режущие инструменты и приспособление для обрабатываемого материала Сталь 20ХН:

1.Протяжка для обработки шлицевой втулки:

L= 110 мм, Ra=2,5 мкм, D - 10×82×92H8×10H9;

2. Долбяк для обработки зубчатых колёс:

m=2 мм, z₁=60, z₂=120, обрабатываемый материал Сталь 8А;

3. Развёртка комбинированная для обработки отверстий:

d₁=22H7 мм, d₂=28H8 мм, l₁=l₂=38 мм;

4. Патрон плавающий для крепления развёртки.

РЕФЕРАТ

Курсовой проект: стр. 29, рис. 14,табл. 2, приложений 4, источников 4.

Разработаны рабочие чертежи расчитуемых инструментов.

ПРОТЯЖКА, РАЗВЁРТКА, ДОЛБЯК, СТРУЖЕЧНЫЕ КАНАВКИ, ХВОСТОВИК, МОДУЛЬ, ЗАТЫЛОВАНИЕ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 Расчет шлицевой протяжки

2 Расчет долбяка для обработки зубчатых колес

3 Расчет комбинированной развёртки

4 Выбор плавающего патрона

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

РАСЧЕТ КОМБИНИРОВАННОЙ ПРОТЯЖКИ

Исходные данные

Исходными данными для расчета протяжки являются:

- наружный диаметр шлицев D, D=92 мм;

- внутренний диаметр шлицев d, d=82 мм;

- число шлицев n, n=10;

- ширина шлицев b, b=10 мм;

- размер фаски f и угол фаски β шлицевых пазов, f=0,5^{+0,3 мм, β=36º};

- материал детали - сталь 20ХН;

- длина протягивания L=110 мм;

- шероховатость поверхности R_а=2,5 мкм;

- тяговое усилие станка – 400000 Н, длина хода рабочего ползуна – 2000мм;

- максимальный диаметр отверстия D_max, D_max=82,035 мм.

Рисунок 1.1 – Втулка: а - до протягивания;

Б – после протягивания.

Выбор схемы резания

Рисунок 1.2 - Схема срезания припуска комбинированной протяжкой

Выбор типа протяжки

Для обрабатываемого материала Сталь 20ХН соответствует I группа обрабатываемости.

Рисунок 1.3 – Конструкция протяжки

Согласно I группе обрабатываемости стали, выбираем материал режущей части протяжки R6M5 [1,табл.3, стр.11].

Наименьший диаметр предварительно-обрабатываемого отверстия

D_o=D

где D-наименьший диаметр протягиваемого отверстия, D=82 мм;

D_o=D=82 мм

Дата: 2019-05-29, просмотров: 193.

12 3 4 5 Следующая ⇒