Реферат: Расчет металлорежущих инструментов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙНАЦИОНАЛЬНИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Механическийфакультет

КафедраМеталлорежущие станки и системы

КУРСОВОЙПРОЕКТ

подисциплине:

«Режущийинструмент»

натему:

«Расчет металлорежущихинструментов»

Донецк 2008

Реферат

 

Курсовой проект: стр. 24, рис. 8, приложений 4,источников 4.

Объект исследования – металлорежущиеинструменты: Долбяк, сверло комбинированное и протяжка шлицевая для обработкишлицевой втулки.

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

В курсовом проектеприведены расчеты всех параметров и размеров указанных инструментов, выбраныматериалы для изготовления инструмента и станки, на которых будет вестисьобработка.

Разработаны рабочие чертежирассчитанных инструментов.

ПРОТЯЖКА, СВЕРЛО, ДОЛБЯК,СЕКЦИЯ, СТРУЖЕЧНЫЕ КАНАВКИ, ХВОСТОВИК, МОДУЛЬ, ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО.

Введение

Целью данного курсовогопроекта является расчет и проектирование следующих металлорежущих инструментов:протяжка шлицевая, сверло комбинированное и фреза червячная для обработкишлицевого вала.

Протягивание являетсяодним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием.Высокая производительность процесса протягивания объясняется тем, что одновременнонаходится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиннойрежущих кромок. Протягивание позволяет получать поверхности высокой точности (6-го– 8-го квалитетов точности) и низкой шероховатости Ra=0.63–0.25 мкм.

Наиболее широкое применениеполучили протяжки для обработки шлицевых отверстий. При центрировании шлицевойвтулки на валу по внутреннему диаметру для обеспечения более высокой точностицентрирования необходимо протягивать одной протяжкой внутренний диаметр,шлицевые канавки и фаски.

Комбинированные сверлаиспользуют при обработке ступенчатых отверстий с невысокой точностью небольшихи средних диаметров в крупносерийном и массовом производстве.

1.Расчет шлицевой протяжки

1.1Исходные данные для проектирования комбинированной протяжки

Исходнымиданными для расчета шлицевой протяжки группового резания есть:

-    внешнийдиаметр шлицев D =92H8 мм;

-    внутреннийдиаметр шлицев d=82 мм;

-    числошлицев n=20;

-    ширинашлицев b=6F10 мм;

-    длинавтулки, которая протягивается, L=100 мм;

-    точностьи шершавость обработки=2,5 мкм;

-    материалобрабатываемой детали – чугун НВ180.

1.2 Выбор конструкции и материала протяжки Анализ и техническоеобоснование принятой конструкции протяжки

Конструктивныеособенности, суммарная длина и технологичность изготовления шлицевых протяжекво многом зависят от принятой последовательности срезания припуска, то есть откомбинации зубцов, которые обрабатывают те или другие элементы шлицевой втулки.

При обработке втулки дляшлицевого соединения с центрированием по внешнему диаметру (D) илибоковым поверхностям шлицев(b) протяжка имеет только фасочные(Ф) и шлицевые (Ш) группы зубцов.

В нашем случае прицентрировании по внешнему диаметру выбираем протяжку: фасочно-шлицевую (ФШ).

Выбор материала протяжки

Приобработке чугуна наряду с быстрорежущейсталью можно применятьлегированную инструментальную сталь ХВГ.

Поконструкции протяжки бывают цельными, составленными и сборными. Протяжки,изготовленные с постоянные ХВГ, выполняют цельными, независимо от их диаметра.

В нашем случае материаломпротяжки будет служить быстрорежущая сталь Р6М5.

1.3 Выбортипа хвостовика и его размеров

Типхвостовика и его размеры выбирают в зависимости от вида патрона протяженногостанка, преимущество следует отдавать быстроизменяемым патронам.

Диаметр хвостовикадолжный быть меньше диаметра предварительно обработанного отверстия D0не менее, чем на 0,3 мм для свободного входа хвостовика в деталь.Окончательный диаметр хвостовика принимается равным ближайшему стандартномуразмеру. Хвостовик протяжки выполняют с допуском по e7 или f7.

Таблица1. – Основные размеры и допустимые усилия на разрыв для хвостовиков подбыстроизменяемые патроны

Dхв

D1

D2

ℓ1

ℓ2

ℓ3

С

Припустиме розривне зусилля, Рдоп., Н для стали Р6М5 50 36 49 90 20 32 8 453200  1.4Определение профиля и геометрических параметров зубцов протяжки

 

Выбор размеров и профилястружечных канавок

У протяжек групповогорезания шаг черновых и переходных зубцов на всех частях протяжки принимаетсяодинаковым и равным

/>/>=19 мм,

где L – длинаобрабатываемой втулки.

/>

Рисунок 4.1 – Форма и размерыпрофиля зубцов протяжки

Полученное значение шагу зубцов tокругляется к ближайшего большего стандартного, приведенного в табл. 2. Потаблице 2 определяют также форму, размеры профиля зубцов и активную площадьстружечной канавки. Форма профиля показанная на рис. 4.1.

Таблица2. – Размеры профилей зубцов протяжки в (мм)

№ проф.

t

b

R

h

r

Fакт, мм2

11 19 6,0 13,0 8,0 4,0 50,24

Для обеспечениянормальной работы протяжки без вибраций и удовлетворительного качестваобработанной поверхностиодновременно в работе должно находиться четыре-пять зубцов. При обработкекоротких втулок предположим, чтобы в работе одновременно находилось не менеедвух зубцов. Но количество одновременно работающих зубцов не должна превышатьвосемь штук. Поэтому рассчитанное значение шагу зубцов необходимо проверить навыполнение этого условия.

Количество одновременноработающих зубцов рассчитывается по формуле:

/>/>.

Целая часть показываетминимальное количество одновременно работающих зубцов Zmin, авеличина Zmax = Zmin+1=6 – максимальноеколичество одновременно работающих зубцов.

Выбор геометрических параметровпротяжки

Величиныпередних углов зубцов протяжки зависят от обрабатываемого материала. Величиназаднего угла на черновых зубцах ограниченная тем, что при значительныхвеличинах задних углов протяжка быстро теряет диаметральные размеры послепереобострений по передней поверхности.

Передниеи задние углы зубцов протяжки выбирают по табл. 3 в зависимости от типа зубцови обрабатываемого материала.

Таблица 3 –Геометрические параметры протяжек группового резания.

Вид зубцов Передние углы g в в зависимости от обрабатываемого материала Задние углы a в зависимости от точности обработки Чугун 7–9-й квалітети св. HB 180 Черновые, переходные 10° 3° – 4° Чистовые 0… (-5°)* 2° Калибрующие 0… (-5°)* 1°  Определение подъемов на зуб

Черновые зубцы протяжкиобъединенные у группы по два зубца в каждой. Подъем на черновую группурассчитывается по формуле

Szч = Fакт/(L×Kдоп)=50,24/(100×2)=0,25 мм/зуб.

где Fакт–активная площадь стружечной канавки зубцов протяжки (выбирается по табл. 2), мм2;

Kдоп – минимально допустимыйкоэффициент заполнения стружечной канавки, которая зависит от обрабатываемогоматериала. При обработке стали Kдоп³ 3, при обработке чугуна Kдоп=2…2,2.

Полученныезначения Szч округляют к значению, кратного 0,01 мм.

Длянормального размещения в канавке стружка должна обращаться в спиральный валик.Для каждой глубины стружечной канавки h (см. табл. 2) существуетмаксимальный подъем на зубец, при котором сворачивание стружки в валикпроисходит нормально. Эти значения подъемов приведенные в таблице 4.Рассчитанные значения Szч должно быть меньшим, чемприведенные в таблице.

Таблица4. – Максимальные значения подъема на зуб, при которых стружка обращается ввалик, мм/зуб

Ширина слоя, что срежется, b, мм

Максимальный подъем на зуб при глубине стружечной канавки h

3 4 5 6 7 до 1,5Öd 0,25

После этого определяютфактический коэффициент заполнения стружечной канавки

/>/>

ипроверяют выполнения условия:

К³Кдоп.2,01>2,0

На переходной частипротяжки зубцы также объединены в двузубые группы. Подъем на переходную группу выбирается в зависимостиот найденной Szч. по таблице 5.

Таблица 5 – Подъем напереходную группу зубцов протяжки

Подъем на черновых зубцах Szч, гг

Подъем на переходные зубцы Sz пер, гг

Припуск на переходные зубцы Апер, гг

0,21 – 0,3 0,12 – 0,15 0,56 – 0,66

Таблица 6 – Подъем зубцовна чистовой части, припуск, число чистовых и калибрующих зубцов

Вид зубцов Шліцьові Квалитет точности, шершавость поверхности

7-й квалитет при

Ra = 2,5–1,25

грубее Число чистовых зубцов Zчт

2 Sz ч m = 0,02;

2 Sz ч m = 0,01;

1

2

2

-

Припуск на чистовые зубцы на диаметр 0,08 0,08 Число зубцов, которые калибруют 4 3 /> /> /> />  1.5 Выбор станка

 

Расчет сил резания при протягивании

Для выбора станканеобходимо определить силы резания, которые возникают при протягивании наразных частях комбинированной протяжки. Максимальные силы резания возникают приработе черновых зубцов, поэтому при выборе станка учитывают только их.

Сила резания, котораявозникает во время работы черновых зубцов протяжки, зависит от параметров срезаи обрабатываемого материала

P=pSzчb1Zmax=421*0,25*80*6=50520 Н,

где р– удельная сила резания, которая приходится на единицу длины резальной кромкизубца, Н/мм, выбирается из таблицы 7;

Szч – подъем на черновые группы зубцов, мм/зуб;

Zmax – максимальное число одновременное работающих зубьев;

b1– длина резальной кромкиодного зубца, мм.

Для протяжек групповогорезания каждый зубец группы снимает 1/Z часть общей ширины снимаемого пластаметалла, где Z – количество зубцов в группе. Для фасочной:

/>/>, мм

где b – ширинашлицевого паза, гг,

f – величина фаски воснове шлица, гг,

Zф=2 – количество зубцов вгруппе фасочной части протяжки,

n – количество шлицев.

Для шлицевой частипротяжки длина режущей кромки одного зубца равная

/>, мм,

где Zш=2– количество зубцов в группе шлицевой части протяжки.

сила резания на 1 ммдлины резальной кромки – р = 421, Н/мм (из таблицы 7, [1]).

Выбормодели станка

Таблица 8. –Характеристики протяжных станков

Показатели Показатели по модели станков 7Б510

Номинальное тяговое усилие станка Q, Н

Максимальнаядлина рабочего хода, гг

100000

1250

Границы скорости рабочего хода протяжки в м/хв 1 – 9

Минимальный размер от торца хвостовика протяжки к первому зубу, который режет lсч = l1+l2+l3+l4 (рис. 1)

190 + L

 

L – длина втулки, котораяпротягивается.

В данное время наиболее широко используются четыре моделипротяженных станков, которые отличаются по тяговому усилию и максимальной длинехода штока. Характеристики протяженных станков приведенные в табл. 8. Дляэффективной работы станков необходимо их оптимальное использование по мощности.Наиболее рациональным есть использования мощности станка на (80–90)%. Станоквыбирают по максимальной рассчитанной силе резания.

Проверка протяжки на прочность

Длятого, чтобы в процессе работы не состоялось разрыва протяжки, необходимосделать ее проверку на прочность по опасному сечению. Опасным сечением протяжкиесть тот, в котором его диаметр минимальный. В зависимости от размеровобрабатываемой втулки опасным может быть сечение, которое проходит черезминимальный диаметр хвостовика, или сечение, которое проходит по впадинепервого зубца. Необходимо проверить выполнение двух условий:

1)   условие отсутствия опасности разрыва протяжки по хвостовику

 

Рдоп³Qh,

453200³90000,

где Рдоп — допустимое разрывное усилие для хвостовика (см. табл. 1), Н,

Q – тяговое усилие станка, Н,

h= 0,9 – ККД станка.

2)   условие отсутствия опасности разрыва протяжки по впадинепервого зубца

/>,

/>

где Dоп= Do – 2h = 92–2*8=76 – минимальный диаметр протяжки в сечении,которое проходит по впадине первого зуба,

Do – диаметр отверстия к протягиванию, мм,

h – глубина стружечной канавки, мм,

[sр] – допустимоенапряжение материала протяжки на разрыв, для быстрорежущей постоянные [sр] = 400 МПа, для ХВГ [sр] = 300 МПа

Еслихотя бы одно из условий не выполняется, необходимо выбрать станок с меньшимтяговым усилием и при необходимости уменьшить подъем на зубец.

1.6 Расчет фасочной части протяжки

Фасочначасть протяжки предназначенная для формирования фаски в основе шлицу. Эта частьпротяжки имеет лишь черновые зубцы.

Определение припуска на фасочные зубцы.

Величинаприпуска, который снимают фасочные зубцы протяжки зависит от ее типа. Дляпротяжки типа 1, которая используется при обработке шлицевой втулки дляшлицевого соединения с центрировании по внешнему диаметру или боковым сторонам,внутренний диаметр протяжкой не обрабатывается. Диаметр предварительнообработанного отверстия равняется внутреннему диаметру шлицев с соответствующимполем допуска D0= 82. Припуск под фасочные зубцыравняется

 

Аф = dфп -d=83,4–82=1,4, мм,

где dф.г =d + 2¦+ (0,3…0……0,4)=82+2*0,5+(0,3..0…0,4)= 83,4 – диаметр последнегофасочного зубца, мм;

¦– величина фаски в основешлица, мм;

d – внутренний диаметршлицевой втулки, мм.

Диаметр последнегофасочного зуба принимается на 0,3…0…0,4 мм больше диаметра фаски для того,чтобы обеспечить запас на перетачивание протяжки.

Расчет количества зубцов

Длявсех типов протяжек, когда фасочные зубцы расположены первыми, количествозубцов определяется по формуле

/>=6, шт.,

где Szч– подъем на зуб в черновых секциях по п. 8.

Определения параметров выкружек

Фасонные зубы группируются в двузубые секции, причем первые зубцы вкаждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для распределения стружки поширине, а вторые выполняются без выкружек, заниженные по диаметру на 0,02–0,04 ммдля компенсации упругой деформации металла втулки. Радиус выкружки выбираетсяграфически так, чтобы ширина первого зубца секции была приблизительно наполовину меньше ширины второго зуба. Глубина викружки должна быть не меньше 3Sz.Боковые стороны зубцов выполняют под углом фаски.

Расчетдлины фасочной части протяжки

Общая длина фасочнойчасти протяжки определяется по формуле

 

Lф= Zф*t=7 *19=133, гг.

где t – шагчерновых зубьев протяжки.

1.7 Расчет шлицевой части протяжки

 

Припуск на шлицевые зубцы

Шлицевые зубцы протяжки,независимо от ее типа, снимают припуск, величина которого рассчитывается поформуле

 

Аш = Dmax-dф. – d=92,054 -83,4. –0,03=8,624, мм,

где Dmax– максимальныйвнешний диаметр втулки, которая протягивается, с учетом допуска, мм,dф.–диаметр последнего фасочного зуба,d=0,02–0,05 мм –допуск на разбивание отверстия.

Весьприпуск Аш<sub/>снимают черновые, переходные и чистовыезубцы протяжки. Припуск на переходные группы (Аш пер) ичистовые зубцы (Аш чист) выбираютиз таблиц.

Припускна черновую часть рассчитывают по формуле

Ашчерн= Аш – (Аш пер + Аш чист)=8,624 – (0,6+0,08)=8,104 гг.

Расчет количества зубцов

Количествочерновых зубцов

/>/>, шт.

где Szч– подъем на зуб в черновых секциях по п. 5.3.

Если выходит дробовоечисло, то его округляют в меньшую сторону к ближайшему целому числу, а неснятый припуск переносится на переходные секции.

Количество переходныхзубьев

/>/>, шт.

Количество чистовых (Zшчист)и калибрующих (Zшкал) зубцов выбирается по табл. 6.

Параметрывыкружек

Шлицевые черновые ипереходные зубцы группируются в секции, причем первые зубцы в каждой секцииимеют на боковых сторонах выкружки для распределения стружки по ширине, авторые выполняются без выкружек, заниженные по диаметру на 0,02–0,04 ммдля компенсации упругой деформации металла втулки. Радиус выкружки выбираетсяграфически так, чтобы ширина первого зуба секции была приблизительно наполовину меньше ширины второго зуба. Глубина выкружки должна быть не меньше 3Sz.

Чистовые зубцы выполняютне секционироваными с подъемом на каждый зубец. Выкружек на чистовых икалибрующих зубцах нет.

Расчетдлины шлицевой части протяжки

Для повышения точностиобработанной поверхности шаг чистовых и калибрующих зубцов принимают меньшим,чем шаг черновых зубцов tчист = (0,7–0,8) t, мм.

 

ℓш = (Zшчерн + Zш пер)*t +(Zш чистый + Zш кал)*tчист, мм.

 

ℓш = (33+ 6)*19 +(3+ 3)*13,3=820,8=821 мм

1.8Определение конструктивных размеров протяжки

 

Все черновые и переходныезубцы в фасочной, круглой и шлицевой частях протяжки объединенные в группы. Вграницах каждой группы зубцы отличаются между собой шириной, между группами –диаметром.

Диаметры первых зубцовгрупп определяют путем прибавления двойного подъема на зубец к диаметру первогозубца предыдущей группы

di+1= di+ 2 Szч, мм.

Диаметрвторого зубца группы выполняются меньшим по диаметру на 0,02–0,04 гг. длякомпенсации упругой деформации обрабатываемого металла.

Зубце в чистовых частяхпротяжки выполняют несекционироваными, то есть диаметр каждого следующего зубцарассчитывается по формуле:

di+1= di+ 2 Sz истч, мм.

Диаметры последнегочистового зубца и всех калибрующих одинаковые и уровни максимальному диаметруобрабатываемой втулки с учетом допуска на разбивку:

для круглой частипротяжки dmax – d=82,054–0,03=82,024 мм

для шлицевой части Dmax– d=92,054–0,03=92,024 мм,

где d=0,02–0,05 гг. – допуск на разбивкуотверстия.

Фасочные Черновые Переходные Чистовые Калибрующие 82,00 83,00 91,08 91,98 92,02 82,50 83,40 91,06 92,00 92,02 82,48 83,38 91,28 92,02 92,02 83,00 83,90 91,26 82,98 83,88 91,48 83,40 84,40 91,46 83,38 84,38 91,68 84,90 91,66 84,88 91,88 85,40 91,86 85,38 91,94 85,90 91,92 85,88 86,40 86,38 86,90 86,88 87,40 87,38 87,90 87,88 88,40 88,38 88,90 88,88 89,40 89,38 89,90 89,88 90,40 90,38 90,90 90,88

 

Передняя направляющая

Передняянаправляющая предназначенная для установления обрабатываемой втулки соосной спротяжкой, благодаря чему снимается равномерный припуск по всему периметруотверстия.

Задлину передней направляющей принимается расстояние от конца переходного конусук первому режущему зубцу, включая ширину первой впадины между зубцами (l4,рис. 1).

Длинапередней направляющей выбирается в зависимости от отношения длины втулки,которая протягивается L, к ее диаметруD

при L/D£1,5lпн = L;

при L/D>1,5lпн = 0,75L, но длина ее не должна быть меньше 40 мм.

Форма идиаметр передней направляющей принимается равным диаметру отверстия кпротягиванию Dпн = D0 с допуском по ¦7.

L/D=100/82=1,22£1,5

lпн= 100

Шейкаи переходный конус

Эти элементыпредназначены для соединения хвостовика протяжки с ее рабочей частью. Длинапереходной шейки должна обеспечить возможность присоединения протяжки к патронупротяжного станка.

Переходныйконус выполняется для обеспечения легкого ввода направляющей протяжки вобрабатываемую втулку. Длина переходного конуса l3 = 10–20 мм,в зависимости от диаметра

Минимальная длина шейкиопределяется в зависимости от типа станка и длины обрабатываемой детали.

 

lш = lст– lпк – lпн= 190+100 – 20 – 100=170, мм,

где Lст– минимальныйразмер от торца хвостовика протяжки к первому режущему зубцу (см. табл. 8),

l3 – длина переходногоконуса, мм,

l4 – длина переднейнаправляющей, мм.

Рассчитаннуюдлину увеличивают на 5–30 мм для более свободного оперирования схвостовиком.

Диаметрпереходной шейки принимается меньшим чем диаметр хвостовика на 0,3–1 мм сдопуском по h14. Шейка обрабатывается с чистотой поверхности Ra3,2и используется для маркирования протяжки и сваривания.

Задняянаправляющая

Задняянаправляющая предназначенная для того, чтобы исключить возможность перекосаобработанной детали в момент выхода из нее последнего зубца протяжки иповреждения обработанной поверхности.

Форма идиаметр задней направляющей Dзн принимается равнымноминальному диаметру обрабатываемого отверстия с допуском по ¦7.

Длиназадней направляющей зависит от длины обрабатываемой втулки и выбирается с табл.9.

Таблица9. – Длина задней направляющей, мм

Длина обрабатываемой втулки, L 70–100

Длина задней направляющей, lзн

50–65

Общая длина протяжки

Общаядлина протяжки рассчитывается как сумма длин всех составных частей протяжки

 

L= l1+l2+ l3+ l4+ lф+lш+lкр+lзн =90+170+20+100+133+821+60=1394, мм.

Длинапротяжки не должна превышать величины, которая допускается технологическимивозможностями ее изготовления (см. табл. 10), и параметрами станка (см. табл.8).

Таблица10. – Предельные длины протяжек, обрабатываемых в центрах, мм

Диаметр протяжки более 70 Допустимая длина протяжки 2000

Еслидлина протяжки выходит большей, чем табличные значения, то необходимо еепересчитать, уменьшая при этом шаг зубьев, или применить вместо одной протяжкикомплект из двух протяжек, поделив количество зубцов приблизительно пополам.

2. Проектирование долбяка

2.1 Исходные данные дляпроектирования долбяка

Модуль колеса m=5,5 мм

Профильный угол α=20º

Число зубев

Шестерни Z1=28

Колеса Z2=80

Степень точностинарезаемых колес 7-D

Угол наклона зубьев наделительной окружности β=0

Материал детали сталь 35

2.2 Дополнительные данные, необходимые для расчета долбяка

/>

Диаметры делительных окружностей

dd1=m∙z1; dd2=m∙z2;

dd1=5,5∙28=154 мм;

dd2=5,5∙80=440 мм.

Диаметры основных окружностей колес

do1 = dd1· cosα; do2 = dd2 · cosα;

do1 = 154 · cos 20 = 144,713 мм;

do2 = 440 · cos 20 = 413,465 мм.

Диаметры окружностей вершин колес

dа1 = d1 + 2 · ha*· m = 154 + 2 · 1,0 · 5,5 = 165 мм;

dа2 = d2 + 2 · ha*· m = 440 + 2 · 1,0 · 5,5 = 451 мм.

Диаметры окружностей впадин колес

df1 = m(z1– 2·ha* -2·c*)=5,5 (28–2·1 -2·0,25)=140,25 мм

df2 = m(z2– 2·ha* -2·c*)=5,5 (80–2·1 -2·0,25)=426,25 мм

Межцентровое расстояние

А1,2=0,5 (dd1+ dd2);

А1,2=0,5 (154 + 440)=297 мм

Действительный уголзацепления в передаче

/>

Отсюда α1,2=20º

Высота головки зуба

ha1,2=m=5,5 мм

Высота ножки зуба

hf1,2=1,25m=1,25·5,5=6,88 мм

Толщина зуба поделительной окружности

/>мм

2.3Определение геометрических параметров долбяка

Передний угол вершиныдолбяка принимаем γв = 5° как для чернового класса точности А

Профильный угол долбяка

/>

Где aк – профильный уголобрабатываемого колеса;

aв та gв- задний и передний углыпри вершине долбяка соответственно.

/>

Задний угол назначают изусловия обеспечения достаточного бокового заднего угла в плоскости N-N.

Необходимо проверить выполненныеусловия:

/>

/>

Условие выполняется.

2.4 Определение размеров долбяка в выходномсечении.

Толщина зуба долбяка поделительной окружности по нормали.

/>, мм,

Гдеd – боковой зазор впередаче

/>

Высота зуба долбяка.

hи = 2,5m, мм;

haи = hfи =1,25m, мм.

hи =2,5*5,5=13,75 мм;

haи = hfи =1,25*5,5=6,8, мм.

Число зубьев долбяка.

/>

Где d’ди– номинальный диаметр делительной окружности, принимаем Ø100 мм [4ст. 32 таб. 2]

/>

Округляем значения доцелого числа 18 и уточняем делительный диаметр

/> мм

Теоретический диаметросновной окружности

/> мм

Диаметр вершин долбяка.

/>, мм.

/>мм

Диаметр впадин долбяка.

/>, мм.

/> мм.

Боковой задний угол вплоскости, соответствующей оси долбяка.

/>

где – dн номинальный задний уголпринимается равным (2,5–3)°.

/>

Угол давления на вершинызуба.

/>

/>

Толщина зуба при вершине.

/>, мм.

/>, мм.

2.5 Определение исходныхрасстояний долбяка

Определение позитивногоисходного расстояния долбяка.

Минимальная толщина зубадолбяка по окружности выступов определяется по формуле

Samin =к*m, мм,

где к –коэффициент, который зависит от модуля

Samin =0,22*5,5=1,21 мм

Действительная толщиназуба нового долбяка

/>, мм

где x-коэффициентсмещенияопределяется пографикам, приведенным на рис. 4.2 в зависимости от числазубьев долбяка и коэффициента к в формуле толщины зуба.

/>мм

Проверка выполненияусловия Saи³Samin

Избранное значениекоэффициента смещения необходимо проверить на отсутствие интерференции спереходными кривыми. Для этого должны быть соблюдены следующие неравенства:

Первое условие отсутствияпереходной кривой на зубцах шестірні

ρ1 – ρи1≥0,

/>

где, мм – наибольшийрадиус кривизны профиля зуба

/>мм

/>мм – наибольший радиус кривизны профиля зуба долбяка принарезании шестірні

/>мм

/>

/>

/>.

/>мм

ρ2 – ρи2≥0,

де />, мм

/>мм

/>, мм

/>мм

/>

/>

/>, мм.

/>мм

Позитивное исходноерасстояние на передней поверхности нового долбяка от исходного пересеченияопределяется по формуле

/>, мм.

Определение негативногоисходного расстояния долбяка.

Негативное исходноерасстояние долбяка (пересечение III–III на рис. 4.1) определяет размерыдолбяка после всех. Толщина долбяка, что осталась, ограничивается: 1)прочностью зубцов долбяка; 2) срезкой кромок зубцов у колес, которые нарежутся,прямолинейным участком ножки зубца долбяка; 3) подрезает зубцы колес, которыенарежутся.

Допустимая величина срезакромки колеса ∆R зависит от условий работы передачи, степениточности, и назначается конструктором. Если срезка покромки не допускается, то ∆R=0.

Минимальный коэффициентсмещения ξmin, при котором высота среза кромки колеса будетравняется допустимой величине ∆R, определяется по формуле

/>,

/>

где

/>.

/>

Рассчитанное значение ξminпроверяют на отсутствие подрезает зуб колеса.

Подрезает исключается,если выполняется условие

/>.

/>

Если в результатепроверки будет установлено наличие подрезающего, то нужно увеличить коэффициентсмещения ξmin.

Максимальное негативное исходное расстояниепредельно сточенного долбяка ас определяется по формуле

/>, мм.

/>

2.6 Определение высоты долбяка

Максимальновозможная величина стачивания долбяка вдоль его оси.

/>,мм.

/>

Висота долбяка.

Если рассчитана величина возможного утачиваниядолбяка н меньше максимально допустимой высоты рабочей части долбяка ви-визн(определяется по таблицы 4, дод. 2), то

Ви-Визн=20–6,5=13,5

 

Bи=Н +Визн, мм,

где визн– минимальная толщинадолбяка за условием прочности, выбирается по табличку. 4, дод. 2.

Если рассчитаная величина возможного утачиваниядолбяка нпревышаетмаксимально допустимую по технологическим возможностям шлифования высотудолбякави (определяется по таблицы 4, доп. 2), то какокончательную высоту долбяка принимается величина ви,выбранную из таблицы. В этом случае возможно несколько случаев расположенияисходного пересечения долбяка.

/>

Рисунок 4.3 – Вариантырасположения исходного пересечения долбяка: а и б – симметричное расположениеисходных расстояний; в-с полным использованием позитивного исходногорасстояния; г – с полным использованием негативного расстояния

Позитивное исходноерасстояние долбяка принимается ровным рассчитанному значение ан,если Н<Ви(рис. 4.3, а), де Ви– максимально допустимая рабочая высота долбяка по технологическим возможностямего шлифования (определяется по таблице 4, дод. 2).

1.             Позитивноеисходное расстояние ан=ас = 0,5Ви(рис. 4.3,б), еслиан>0,5Ви, і ас>0,5Ви, де Ви– максимально допустимая рабочая высота долбяка по технологическим возможностямего шлифования (определяется по таблицы 4, дод. 2).

ан=ас= 0,5Ви

ан=ас= 0,5∙20=10 мм

2.             Позитивноеисходное расстояние принимается ровным рассчитанному значение ан,ас =Ви-ан, если ан<0,5Ви, і ас>0,5Ви(рис. 4.3, в).

3.             Позитивноеисходное расстояние ан=Ви-ас, если ас<0,5Ви і ан>0,5Ви, (рис. 4.3, в).

 

2.7 Определение размеровдолбяка по передней поверхности

Внешний диаметр новогодолбяка

/>, мм,

/>

где aн – станочный уголзацепления нового долбяка

/>.

/>

/>

Толщина зуба наделительной окружности по нормали

 

/>..

 

/>

Высота головки зубадолбяка по передней поверхности

/>, мм.

/>

Основные размерыстандартных долбяков за ГОСТ 9324–79 приведены в табл. 4, дополнения 2.

3. Расчеткомбинированного сверла

3.1 Исходные данные для расчетакомбинированного сверла

– обрабатываемый материалЧугун НВ180;

– диаметр первойступени сверла d1=20 мм;

– диаметр второйступени сверла d2=30 мм;

– длина сверленияпервой ступенью l1=40 мм;

– длина сверлениявторой ступенью l2=60 мм;

/>

По указанной в исходномзадании марке обрабатываемого материала определяем группу, к которой относитсяматериал из [2, с. 17, табл. 3]: 16.

Материал сверлабыстрорежущая сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265–79.

3.2 Ленточка сверла

Шириналенточки

/>мм

/>мм

Высоталенточки

/>мм

/>мм

/>

Рисунок 3.1 – Основныегеометрические параметры торцевой части сверла

3.3 Определениегеометрических параметров сверла

Главный уголв плане

Главный уголв плане для сверл выбирается в зависимости от свойств обрабатываемогоматериала. Значение углов выбираем по [2, стр. 19, табл. 4.]:

/>

Значение заднего угла

/>

/>

Угол наклона стружечнойканавки

/>

/>

Шаг стружечной канавки

/>мм

/>мм

Ширина пера

/>мм

/>мм

Осевая сила

/>

/>;

/>;

/> мм/об;

/> мм/об;

/>;

/>;

/>

Крутящий момент

/>

/>;

/>;

/> мм/об;

/> мм/об;

/>;

/>;

/>

Диаметр сердцевины

/>мм;

/>мм.

Длина первой ступенисверла

/>,

где />мм – длина заборногоконуса;

/>мм – длина перебегасверла;

/>мм – запас на переточкупервой ступени сверла;

/>мм – глубина фаски;

/>мм.

Длина второй ступенисверла

/>,

где />мм – длина стружечнойканавки неполной глубины, необходимая для выхода фрезы;

/>мм – запас на переточкувторой ступени сверла;

/>мм

Общая длина сверла

/>мм,

где /> — длина переходной шейки;

/> – длина хвостовика.

/>

Рисунок 8. – Копределению длины первой ступени сверла

Площадь поперечногосечения сверла

Оптимальная площадь

/>

/>

Максимально допустимаяплощадь

/>

/>

Критическая сжимающаясила

/>

Где:

J2min =0.0039d24 – наименьший из главных центральных моментовинерции сверла.

J2min = 0.0039×304= 3159;

E = 2.5×105МПа – обобщенный модуль упругости материала сверла.

η – коэффициенткритической нагрузки

для определениякоэффициента критической нагрузки определим:

/>;

Тогда по таблице 5 [2, стр. 23]η=8,4

Ркр = /> кН;

Проверкасверла на устойчивость производим по условию

/>,

где /> – коэффициент формыперемычки;

/>

Среднийдиаметр конического хвостовика

/>м

Максимальныйдиаметр конуса Морзе

/>мм.

Принимаем конус Морзе 3.

Заключение

Привыполнении курсового проекта был произведён расчёт и проектирование заданныхрежущих инструментов (шлицевой проятжки, комбинированного сверла, долбяка), разработаныих рабочие чертежи, приведенные в приложении с указанием предельный отклоненийразмеров деталей и шероховатостей на поверхности инструмента. Также вприложении приведена карта наладки на заострение долбяка по задней поверхности.

Списокиспользованной литературы

1. Методичні вказівки довиконання курсового проекту з дисципліни «Різальний інструмент». Розрахунокінструментів для обробки зубчастих коліс та шліцьових валів./ Укл.: МалишкоІ.О., Кисельова І.В. – Донецьк: ДонНТУ, 2007. – 48 с.

2. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочниктехнолога – машиностроителя. В 2-х т. – М.: Машиностроение, 1985. – Т.2 – 496стр.

3. Методические указанияк выполнению контрольных работ по курсу «Проектирование и производствометаллорежущих инструментов»/Сост.: И.А. Малышко, С.Л. Толстов. –Донецк: ДПИ, 1991. – 39 с.

4. Справочникинструментальщика/ И.А. Ординарцев и др. – Л.: Машиностроение, 1987. – 846 с.

5. Методичні вказівкидовиконання курсового проекту з дисципліни «Різальний інструмент». Розрахуноккомбінованої протяжки для обробки шліцьової втулки, / Укл.: Кисельова І.В. –Донецьк: ДонНТУ, 2007. – 22 с.