Расчёт металлорежущего инструмента (стр. 1 из 4)
Министерство образования и науки Украины Донецкий Национальный Технический Университет
Кафедра “Металлорежущие станки
и инструмент “
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: ,,Металлорежущий инструмент”
на тему: ,,Расчёт металлорежущего инструмента”
ПК 04.28.43.000.00
Выполнил:
ст. гр. МС-02бЛевченко 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.
1 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 Rа=2,5 мкм;
- тяговое усилие станка – 400000 Н, длина хода рабочего ползуна – 2000мм;
- максимальный диаметр отверстия Dmax, Dmax=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
Do=D
где D-наименьший диаметр протягиваемого отверстия, D=82 мм;
Do=D=82 мм
Тип хвостовика и его размеры
Протяжки из быстрорежущей стали с D>40 мм изготавливают из стали 40Х сварными или. Тип хвостовика и его размеры выбирают в зависимости от вида патрона протяжного станка, предпочтение отдают быстросменным патронам [1,с.12].
Согласно [1,табл.5] выбираем размеры хвостовика.
Таблица 1.1 – Размеры и допустимые силы резания для хвостовика
| Dхв | D1 | D2 | L1 | L2 | L3 | C | Площадь опасного сечения А-А, мм2 | Силы резания, допускаемые прочностью хвостовика на разрыв Рдоп, 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, Fокт=63,5 мм2, Fпол=124 мм2.
Рисунок 1.5 – Размеры профилей зубьев протяжек
Максимально допустимая сила резания:
а) сила резания, допускаемая прочностью хвостовика Рхв в опасном сечении (по шейке хвостовика) Рхв=1207200 Н;
б) сила резания, допускаемая прочностью опасного сечения по впадине первого зуба:
Роп=(π·D 
/4)·[σв],
где – Dоп=D0-2h=82-2·9=64 мм – диаметр опасного сечения;
[σв]=400 МПа;
Роп=(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.
Рст=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 Рдоп принимаем меньшее усилие из трех, т.е. Рдоп=Рст=360 кН.