Міністерство освіти і науки України

Донецький національний технічний університет

Механічний факультет

Кафедра: "Металорізальні верстати та інструмент"

Курсовий проект

З дисципліни: "Ріжучий інструмент"

На тему: "Проектування ріжучого інструменту"

ПК 04.28.97.000.00

Виконавець

студент гр. МС-02б

Ожегов Д.Б.

Консультант-асистент

Кисельова І.В.

Нормоконтролер

Малишко І.О.

Донецьк 2005

Задание

Обрабатываемый материал сталь 40ХН.

1. Спроектировать долбяк для обработки зубчатых колес m=5 мм, z₁=40, z₂=80, Степень 7-D.

2. Спроектировать комбинированную развертку для обработки отверстий

d₁=25Н7 мм, d₂=30Н8мм, l₁=32мм, l₂=45мм, R_a=1,25мкм.

3. Спроектировать протяжку для обработки шлицевой втулки

D-10×72×78H7×12H9, l=120мм, R_a=2,5 мкм.

Реферат

Курсовой проект: стр. , рис. , табл. , приложений 4, источников 4.

Объект исследования: протяжка шлицевая, развертка комбинированная, долбяк для обработки зубчатых колес.

Цель работы: спроектировать режущие и вспомогательные инструменты.

В курсовом проекте приведены расчеты всех параметров и размеров указанных инструментов, выбраны материалы для изготовления инструмента.

Разработаны рабочие чертежи рассчитываемых инструментов.

ДОЛБЯК, ДОПУСК, ЗАГОТОВКА, ЗУБ, КАНАВКА, МОДУЛЬ, ПРОТЯЖКА, РАЗВЕРТКА, ХВОСТОВИК.

Содержание

Раздел 1. Расчет комбинированной развертки

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 развертки

1. Исходные данные для расчета комбинированной развертки:

- номинальный диаметр меньшего отверстия D₁=25Н7 мм;

- номинальный диаметр большего отверстия D₂=30H8 мм;

- длина развёртывания первой ступени l₁=32 мм;

- длина развёртывания второй ступени l₂=45 мм;

В зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия развертку выполним цельной

1. Диаметр развертки

,

где D_imin – минимальный диаметр соответствующей ступени отверстия;

В_i – верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

р – допуск на разбивание отверстия, р=0,01 мм

Рисунок 2.1 Схема расположения полей допусков отверстий.

Геометрические параметры развертки

Передний угол для чистовой развертки примем =0, а задний угол α=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 φ на заборной части зависит от свойств обработанного материала, поэтому φ=15 (для чугуна). Длина калибрующей части развертки определяется зависимости

где мм – величина калибрующей части стачивания при одной переточке; - число переточек;

мм

мм

длина заборной части ступени

,

где - минимальный диаметр заборной части;

t – глубина резания принимаем 0,1 мм

m₂ =2 мм

мм

мм

мм

мм

Длина рабочей части ступени

где 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 8

1. Распределения зубьев развертки

Для устранения огранки отверстия, распределения зубьев развертки должно быть неравномерным, разность между соседними угловыми шагами определяется зависимостью:

Принимаем 6

Определим значения угловых шагов

Рисунок 2.2 Распределения зубьев развертки.

;

;

;

.

1. Глубина стружечной канавки

Глубина 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;

ν – угол профиля фрезы принимаем 90^º ;

с – ширина спинки зуба, приведена в таблицы

Таблица 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 Ø25:

мм;

мм;

мм;

мм.

Тогда глубина стружечной канавки для Ø30:

мм;

мм;

мм

мм.

1. Хвостовик развертки

Хвостовик 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 протяжки

При 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.11

1. Шаг черновых зубьев

Шаг черновых зубьев определяется по формуле

t = 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; F_окт =68,58 мм²; F_пол =98 мм². Значение углов резания α и γ принимаем по таблице [3,табл.8 стор.16]:

Передние углы для всех зубьев γ = 20º, значение задних углов для черновых и переходных зубьев α = 3º, чистовых α = 2º, калибрующих α = 1º.

Рисунок 1.1 Размер профиля зубьев протяжки

1. Максимально допустимая сила резания

Конструкцию 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 D_хв принимается равным ближайшему меньшему значению по отношению к D₀.

D_хв=50 мм; D₁=38 мм; D₂=49 мм; l₁=90 мм; l₂=20 мм; l₃=32 мм; c=8 мм;