МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

Механічний факультет

Кафедра: «Металорізальні верстати та інструменти»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни: «Ріжучі інструменти»

На тему: « Розрахунок металорізального інструмента»

ПК 04.28.17.000.00

Виконавець

Студент гр. МС-02а А.С Яцков

Консультант І.О.Малишко

Нормоконтролер І.В.Кисельова

ДОНЕЦЬК 2005

ЗАДАНИЕ

Обрабатываемый материал чугун НВ 190.

1. Спроектировать долбяк для обработки зубчатых колес m=3,5 мм, z₁=30, z₂=60, Ст. 7-D.

2. Спроектировать комбинированную развертку для обработки отверстий d₁=20Н7 мм, d₂=32Н7 мм, l₁=40 мм l₂=45 мм, R_a=2,5 мкм.

3. Спроектировать протяжку для обработки шлицевой втулки d-10×72×82H8×12D9, l=90 мм, R_a=2.5 мкм.

4. Патрон плавающий для комбинированной развертки

РЕФЕРАТ

Курсовой проект: 27 стр., рис.5 , табл. 2, 4 приложений, 4 источника.

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

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

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

Разработаны рабочие чертежи рассчитываемых инструментов.

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

СОДЕРЖАНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ

1 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 определяем общее число зубьев

9 Общая длина протяжки

10 Геометрия зубьев

2 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

3 РАСЧЕТ ДОЛБЯКА

1 Исходные данные

2 Определяем дополнительные данные, необходимые для расчета долбяка

3 Проектный расчет долбяка

4 Проверочный расчет долбяка

4 ПЛАВАЮЩИЙ ПАТРОН

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Целью данного 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).

Наиболее широкое применение получили протяжки для обработки шлицевых отверстий. При центрировании шлицевой втулки на валу, по внутреннему диаметру, для обеспечения более высокой точности центрирования необходимо потягивать одной протяжкой внутренний диаметр, шлицевые канавки и фаски.

Комбинированные развертки используют при обработки ступенчатых отверстий, высокой точности, небольших и средних диаметров, в крупносерийном и массовом производстве.

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

1 РАСЧЕТ ШЛИЦЕВОЙ ПРОТЯЖКИ

При выборе заготовки для последующего протягивания определяют диаметр и точность предварительно изготовленного отверстия. При центрировании шлицев по наружному диаметру, предварительно обработанное отверстие в дальнейшем не обрабатывается.

Исходные данные для расчета:

- диаметр отверстия до протягивания D₀=72 мм;

- наружный диаметр шлицев D=82H8 мм;

- внутренний диаметр шлицев d=72 мм;

- число шлицев n=10;

- ширина шлица b=12 D9 мм;

- материал детали Сталь 35 и твердость 130-145 HB;

- длина протягивания l=90 мм;

- шероховатость отверстия Ra=2.5 мкм.

- станок : горизонтально-протяжной, мод. 7Б56; тяговая силаQ=196000 H; максимальная длина хода штока L_max=1600 мм

Расчет начинаем с установления схемы расположения зубьев на протяжки, группы обрабатываемости и группы качества. Принимаем схемы расположения зубьев ФШ.

Группу обрабатываемости выберем с2 ст. 200 таб. П1. Сталь 35 с НВ≤229 относится к 1-й группе обрабатываемости

Группу качества устанавливаем 2 ст. 202 таб. П2 по параметрам шероховатости поверхностей Ra=2.5 мкм относится к 2-й группе качества.

За материал робочей части протяжки принимаем сталь Р6АМ5 2 ст. 202 таб. П3.

2. Шаг черновых зубьев

Шаг черновых зубьев определяется по формуле

t = 1.9 ,

где L – длина протягивания (l=110);

(мм).

Полученное значение округляем до ближайшего стандартного, выбранного из таблицы П19 [2, ст. 216]. Выписываем размеры профиля зубьев протяжки: t= 18 мм; b= 5.0 мм; h= 8.0 мм; r = 4.0 мм; F_окт = 50.24 мм²; F_пол = 80 мм². Значение углов резания α и γ принимаем по таблице П5 [2, ст. 207]. 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 хвоставиком, материал хвостовика – сталь 45Х. Сила резания, допускаемая прочностью хвостовика в опасном сечении, принимаем [1, ст. 205 таб. П4]. Диаметр хвостовика D_хв принимается равным ближайшему меньшему значению по отношению к D₀.

D_хв=70 мм; D₁=53 мм; D₂=69 мм; l₁=190 мм; l₂=40 мм; l₃=40 мм; c=1,5 мм; [σ_р]= 300 МПа; F_хв=2206,4 мм².

Рисунок 1.2 – Основные размеры хвостовика

Силу, допустимую прочностью переднего хвоставика, рассчитываем по формуле:

где _р – допустимое напрежения при растежении;

F_оп – площядь опасного сечения хвостовика.

(Н)

Сила резания допускаемая прочностью опасного сечения по впадине первого зуба определяется из выражения:

P_оп = ,

где D_оп – диаметр опасного сечения.

D_оп = D₀ – 2h;

D_оп = 72 – 2×8 = 56 (мм);

P_оп = =738902 (Н).

Расчетное тяговое усилие станка 7Б56 [1, с. 13, табл. 7] :

P_ст = ×Q,

где – КПД станка (=0.9);

Q – тяговое усилие станка (Q= 196000 Н);

P_ст = 0.9×196000 = 176400(Н);

За величину максимально допустимой силы резания P_доп принимаем наименьшее из полученных значений.

P_доп = P_ст = 176400 Н.

2. Максимальная глубина стружечной канавки по допустимому усилию

h_[σ]= ;

h_[σ]= = 36,93 (мм).

Величина h принятая по таблице меньше h_[σ]. Коэффициент заполнения стружечных канавок для стали K= 3.

1. Подача черновых секций

S_zч = ;

S_zч = (мм);

Полученное значение округляем до стандартного S_zч= 0.2 мм. Фактический коэффициент заполнения стружечной канавки K_min :

K_min = = 2,79

1. Количество зубьев в черновых секциях

В случае срезания стружки по групповой схеме резания фасонные зубья группируются в двузубые секции, аналогично шлицевым зубьям, причем первые зубья в каждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для разделения стружки по ширине, а вторые выполняются без выкружек, заниженные по диаметру на 0.02 – 0.04 мм.

Таким образом, количество зубьев в черновых секциях принимаем для фасочной части Z_чсф =2, шлицевой Z_чсш =2.

1. Сила протягивания на черновых зубьях

На фасочной части:

;

Значение коэффициентов выбираем по таблице 9,10 [1, с. 17-18]

C_p = 194; x = 0.85; K_γ = 0.85; K_и = 1; K_с = 1.

Z_max = ;

Z_max = = 5;

(Н);

На шлицевой части:

;

(Н).

2. Распределения припуска

Распределение припуска между равными частями и зубьями протяжки определяется по формулам:

Диаметр D_Е рассчитывается в такой последовательности

где =1023

где _Ф – угол фаски _Ф = 36

_Е=925

(мм)

Для граничного получения фаски во впадинах шлицевого отверстия теоретический диаметр фасочного зуба увеличивается:

(мм)

припуск на фасочные зубья :

(мм)

припуск на шлицевые зубья:

(мм)

(мм)

припуск на переходные и чистовые зубья по 2 ст.210 таб. П23 А_ш.п =0.24 мм А_ш.ч =0.08 мм определи припуск на черновые зубя протяжки

мм

найдем число групп черновых зубьев i₀

так как А_ост>2S_п1 то добавляем еще один зуб с подъемом 0.1 , тогда i_ф = 4

так как А_ост>2S_п1 то добавляем еще один зуб с подъемом 0.17 , тогда i_ш = 20

1. Определяем общее число зубьев

число шлицевых и фасочних зубьев по формуле