1. Проектирование зуборезного долбяка для нарезания зубьев цилиндрических колес.
1.1 Исходные данные.
Параметры нарезаемых зубчатых колес: m=4,25 мм, z1=35, z2=105, βд=15º, α=20º, степень точности 7-С, ГОСТ 1643-72. Материал нарезаемых колес – сталь 40Х. Обработка ведется на проход.
1.2 Определение дополнительных технологических параметров зубчатых колес.
Диаметры делительных окружностей
мм,
мм.
Шаг в нормальном
сечении
мм.
Шаг в торцовом
сечении
мм.
Модуль торцовый
мм.
Толщина зуба по
делительной окружности в нормальном
сечении
мм,
с учетом допусков
мм.
Для расчета принимаем
мм.
Диаметры окружностей вершин
мм,
мм.
Межосевое расстояние
мм.
Торцовый профильный
угол
Действительный угол зацепления в передаче
;
Диаметры основных окружностей
мм,
мм.
Наибольший радиус кривизны профиля зуба нарезаемого колеса
мм.
Радиус кривизны в точке начала активной части профиля зуба нарезаемого колеса
мм.
1.3 Проектный расчет долбяка
Число зубьев
долбяка
,
где
-
номинальный диаметр делительной
окружности, принимаемой по табл.
5.3.
Диаметр делительной
окружности долбяка
мм.
Теоретический диаметр основной окружности
мм.
Боковой задний угол в плоскости, параллельной оси долбяка
;
,
где
принимается равным (2º30’-3º).
1.4 Определение параметров долбяка в исходном сечении
Диаметр наружной окружности долбяка в исходном сечении
мм,
где
мм – диаметр окружности впадин нарезаемого
колеса.
Толщина зуба на делительной окружности в исходном сечении по нормали
мм.
Угол давления на
головке зуба
;
.
Толщина зуба на вершине в исходном сечении
=
=1,42 мм.
1.5 Определение исходных расстояний
Станочный угол зацепления переточенного долбяка, гарантирующий отсутствие среза и неполной обработки вершины зубьев колеса неэвольвентной частью профиля зуба долбяка
;
.
Станочный угол зацепления переточенного долбяка, определяющий начало подреза ножки зуба колеса
;
.
Вспомогательная величина
.
Максимальное отрицательное исходное расстояние предельно сточенного долбяка
мм.
Станочный угол зацепления нового долбяка, определяющий полную обработку рабочей части профиля зуба колеса
=0,934,
.
Положительное исходное расстояние, определяющее полную обработку рабочей части профиля зуба колеса
1,134
мм.
Расчетный задний угол по верху долбяка
,
.
Исходное расстояние, лимитируемое заострением зуба долбяка
=2,063 мм,
где
- задаваемая толщина зуба долбяка на
вершине (табл.5.4.).
. Максимально возможный размер стачивания долбяка вдоль его оси
мм.
Принимаем положительное исходное расстояние
мм.
1.6 Определение чертежных размеров долбяка по передней поверхности
Станочный угол зацепления нового долбяка
;
.
Наружный диаметр нового долбяка
мм.
Станочный угол зацепления предельно сточенного долбяка
;
,
где
- принимаемый размер стачивания.
Уточненный (чертежный) задний угол по верху
;
.
Принимаемая высота долбяка
мм,
где
-
размер, принимаемый по табл.5.4.
Толщина зуба на делительной окружности по нормали
мм.
Высота головки зуба долбяка по передней поверхности
мм,
где
- для чистовых долбяков.
Полная высота зуба долбяка
мм,
где
- высота зуба колеса
мм.
Корректированный торцовый профильный угол долбяка для уменьшения искажения профиля колеса от наличия переднего и заднего углов:
а) для «острой» (позитивной) стороны зуба
;
;
б) для «тупой» (негативной) стороны зуба
;
.
Диаметры основных окружностей долбяка при шлифовании его профиля:
а) для «острой» стороны зуба
мм;
б) для «тупой» стороны зуба
мм.
1.7 Режимы резания
Выбираем марку долбяка – сталь Р18.
При чистовом долблении по сплошному материалу рекомендуемое значение круговой подачи составляет 0,20-0,25 мм за двойной ход, величина скорости резания – 22-25 м/мин.. Обработка зубьев производится на зубодолбёжном станке модели 5122.
2. Проектирование протяжки для обработки отверстия.
2.1 Исходные данные
Материал заготовки – сталь 20.
Твердость ≤ 229 НВ.
Размеры отверстия
после протягивания: S
= 22
мм, D
= 24.5
мм.
Длина отверстия: L = 30 мм.
Шероховатость:
мкм.
Станок горизонтально-протяжной 7Б56.
Тяговое усилие
Н.
Максимальный ход
штока
мм.
Диапазон рабочих скоростей 1,6-11,5 м/мин.
Тип производства – массовый.
2.2 Припуски на протягивание
При протягивании многогранных отверстий предварительное отверстие выполняем круглым. Диаметр отверстия под протягивание: d=21.5мм, получено сверлением.
2.3 Расчет черновых и переходных зубьев
2.3.1. По табл. А1 приложения устанавливаем группу обрабатываемости – I группа обрабатываемости.
2.3.2. По табл. А2 приложения устанавливаем группу качества. По шероховатости обработанной поверхности – II группа качества.
2.3.3. По табл. А3 принимаем материал рабочей части – быстрорежущая сталь Р6АМ5.
2.3.4. Конструктивно
протяжку оформляем как составную, т. е.
приваренным хвостовиком из стали 40Х,
размеры переднего хвостовика выбираются
по табл. А4 приложения, тип 2, исполнение
1. Диаметр хвостовика выбираем ближайшим
меньшим к диаметру отверстия до
протягивания. Диаметр переднего
хвостовика d
= 20 мм с площадью сечения F
= 176.7 мм
,
временное сопротивление на разрыв стали
40Х принимаем
МПа. Допустимая величина главной
составляющей силы протягивания при
принятых размерах хвостовика P
=
[σ]
F
= 300 * 176.7 = 53010 Н.
2.3.5. Размеры
переднего и заднего углов выбираем по
табл. А5. Передние углы: черновые и
переходные зубья γ = 20º; чистовые и
калибрующие зубья γ
= 20º. Задние углы: черновые и переходные
зубья
;
чистовые
;
калибрующие
.
2.3.6. Скорость резания устанавливаем по табл. А6: V = 7 м/мин, технологические возможности станка обеспечивают такую скорость протягивания.
2.3.7. Подъем на
черновых зубьях
мм/зуб определяем из условия равной
стойкости черновой и чистовой частей
по табл. А8 для I
группы обрабатываемости. Для принятой
скорости резания и максимальной подаче
чистовых зубьев
мм/зуб устанавливаем наработку чистовой
части – T
= 73 м. Для принятой скорости резания и
стойкости черновых зубьев – T
= 102м. Находим подъем черновых зубьев -
S
=0.16
мм/зуб на сторону. Для I
группы обрабатываемости и II
группы качества при принятой скорости
резания по табл. А17 ограничиваем подъем
черновых зубьев до S
=0.15
мм/зуб. Поправочные коэффициенты на
наработку по табл. А18:
,
,
,
,
,
.
Технологическая среда: СОЖ - сульфофрезол
по ГОСТ 122-54.
Наработка: T = 76*1*1*1*1*1*1 = 76 м.
2.3.8. Для сливной
стружки при коэффициенте заполнения
стружечной канавки
ее глубина определяется по формуле:
h
= 1.28
= 1.28
= 4.7 мм,
где
- суммарная длина протягиваемых участков,
l
= L
= 30 мм.
По табл. А19
выбираем глубину стружечной канавки h
= 5мм. Необходимо сделать проверку на
жесткость, т.к.
мм:
h
= (0.2-0.23)D
= 0.21*21.5 = 4.515 мм; h
< h,
тогда для размещения стружки подача
должна быть уменьшена S
= 0.785
= 0.785
= 0.17.
Принимаем S = 0,15 и Т = 102 м.
2.3.9. Шаг черновых зубьев принимаем по табл. А19 как самый наименьший для h = 4.0 мм: t = 10 мм.
Профиль стружечной
канавки: b
= 3.5 мм, r
= 2.0 мм, R
= 6 мм. Профиль и шаг переходных зубьев
принимаем таким же, как и у черновых.
Число одновременно режущих зубьев: Z
= l
/t
+ 1 = 30/10 + 1 = 4. Дробная часть не учитывается.
2.3.10. Максимально допустимую главную составляющую силы резания выбираем как минимальную из трех: из тяговой силы станка; из силы, допускаемой прочностью хвостовика, впадины первого зуба.
Н;
P = [σ] F = 53010 Н;
P
= F
[σ]
,
где
F
= 0.785 (D
- 2h)
= 153.86 мм
;
P
= 61544
Выбираем P = 53010 Н.
2.3.11. Выбираем число черновых зубьев в группе
,
где g
= 286 Н/мм – осевая сила резания;
4.
z
=
= 2.16. Принимаем
.
У протяжек с секциями из трех или более зубьев диаметры всех зубьев в секции равны.
2.3.12. Расчетное значение главной составляющей силы протягивания:
= 38137 Н.
2.3.13. Размер полного припуска:
A
= D
- D
= 24.63 – 22 = 2.63мм.
Припуск на
черновые зубья: A
= A
– (A
+ A
)
= 2.63 – (0.1 + 0.16) = 2.37 мм, где A
= 0.1 мм, A
=
0.16 мм (табл. А22, А23).
2.3.14. Число групп
черновых зубьев:
2.37/ (2*0,15) = 7,9.
Принимаем
7 . Остаточная часть припуска:
А
= А
– 2 * S
*
i = 2.37 – 2*0.15*7 = 0.27 мм,
т.
к.
0.5 A
> S
,
то
i
= 8 .
2.3.15. Число черновых
зубьев:
8*3 = 24,
где
-
окончательно принятое число групп
черновых зубьев после разделения
остаточной части припуска.
2.3.16. Определяем
число переходных зубьев по табл. А23
.