МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

Боярский Вячеслав Григорьевич

Жунусова Айман Шарапатовна

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению курсовой работы по дисциплине

Проектирование и производство

металлорежущего инструмента

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ДОЛБЯКОВ

для студентов специальностей

250140 - «Технология машиностроения»,

050712 – «Машиностроение»

Форма обучения: дневная, заочная

Караганда 2004

УДК 621.7.077 (075.8)

Боярский В.Г., Жунусова А.Ш. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Проектирование и производство металлорежущего инструмента»

Караганда: КарГТУ, 2004. 26 с.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программы дисциплины «Проектирование и производство металлорежущего инструмента» и включает все необходимые сведения по выполнению тем курсовых работ.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 250140 – «Технология машиностроения» и 250240 – «Металлорежущие станки».

Рецензент Смолькин А. А.– член Редакционно-издательского совета КарГТУ, кандидат технических наук, профессор.

Утверждено Редакционно-издательским советом университета

© Карагандинский государственный технический университет, 2004

Содержание

Введение 4

1. Проектирование долбяка 5

2. Пример проектирования долбяка 11

Список использованных источников 12

ПРИЛОЖЕНИЯ: А. Конструктивные размеры долбяков 13

Б. Технические требования 17

В. Задание на курсовое проектирование 21

Г. Долбяк хвостовой 23

Д. Долбяк дисковый прямозубый 24

ВВЕДЕНИЕ

Долбяки применяют для обработки зубьев ко­лес с прямыми и винтовыми (наклонными) зубьями, с внеш­ним и внутренним их расположением. Наибольшее применение долбяки имеют для обработки эвольвентных колес. В пособии рассматривается проектирование долбяков для колес внешнего зацепления с пря­мыми зубьями.

Специфические области применения долбяков следующие: нарезание зубьев в упор на так называемых блочных колесах и на колесах с буртами; нарезание колес внутреннего и внешнего зацепления; нарезание шевронных колес; нарезание точных зубчатых реек методом огибания и др. Зуборезные долбяки в общем менее производительны, нежели червячные фрезы. Однако, в ряде случаев они дают более высокую производительность, чем фрезы, например, при нарезании зубчатых секторов, колес с узким ободом большим числом зубьев.

Долбяки всех типов и всех классов точности изготавливают из быстрорежущей стали Р6М5 9373-69. Хвостовые долбяки изготавливаются сварными – режущая часть из быстрорежущей стали, а хвостовая – из стали марок 45 ГОСТ 1050-71 или 40Х ГОСТ 4543-71.

1 Проектирование долбяка

Порядок проектирования долбяка:

-выбор конструкции долбяка и определение его основ­ных размеров;

-определение смещения исходного сечения А (коэф­фициента смещения исходного контура х₀);

-определение конструктивных размеров долбяка и геометрических параметров его режущих кромок;

-разработка рабочего чертежа и технических требований.

Для нарезания колес внешнего зацепления применяют долбяки дискового (рисунок 1.1) или чашечного типа. Последние — для нарезания блочных колес, у которых за нарезаемым венцом находится второй венец или выступ, пре­пятствующий свободному проходу долбяка. Нормированные диаметры d₀ делительных окружностей долбяков (ГОСТ 9323—79) и соответствующие им основные размеры приведены в таблице 1.1.

Число зубьев долбяка опредляется по формуле:

z₀=d₀/m,

где d₀ –делительный диаметр окружности;

m – модуль.

Обычно за число зубьев принимается ближайшее четное число и по нему корректируется действительный диаметр d₀ делительной окружности. Значение d₀ назначается в зависимости от модели зубодолбежного станка (таблица 1.2).

Рисунок 1.1 - Долбяк

Для получения задних углов на боковых режущих кромках долбяк выполняется как зубчатое колесо изменяемой по длине зуба высотной коррекцией. Поэтому размеры венца долбяка диаметральные и размеры зубьев изменяются по длине зуба. В плоскости переднего торца коэффициент смещения x₀ имеет положительное значение; он уменьшается к заднему торцу долбяка. Сечение, в котором х₀ = 0, называется исходным, а расстояние А от него до плоскости переднего торца называется смещением исходного сечения:

А = х₀mctgα_в,

где α_в — задний угол на вершине зуба долбяка.

Таблица1.1 - Основные размеры дисковых долбяков, мм

d0	m	dотв	B	B1	d2
80	1÷1.5 1.75÷2.5 2.75÷4.5	31.75	12 15 17	8	50
100	1÷1.75 2÷5 5.5÷8	44.45	17 20 22	8 10 12	70
125	2÷3.5 3.75÷4.5 5÷10	44.45	22 24 28	10 10 14	80
160	6÷7 8÷10	88.9	30 32	16 20	120
200	8÷12	101.6	40	25	140

Таблица 1.2 - Основные данные зубодолбежных станков, мм

Станок	Наибольшие параметры колеса		Межосевое расстояние: долбяк-колесо	Диаметр посадочного отверстия долбяка	Делительный диаметр долбяка
	m	Наружный диаметр
5А12 514; 5М14 5140	4 6 8	208 500 500	- 0÷350 0÷355	31,75 44,45 44,45	80 80 100

В исходном сечении долбяка высоту головки h_{а0 исх} и ножки h_{f0 исх} зуба определяют по формуле:

h_а0 = h_f0 =(h_а^′ + с′)m,

где h_а^′ =0,8 или 1 – коэффициент высоты;

с′ =0,25 или 0,3 – коэффициент радиального зазора.

Диаметры окружностей выступов и впадин:

d_а0исх=d₀+2h_а0исх;

d_{f0 исх}=d₀-2 h_{f0 исх}.

Толщина зуба по дуге делительной окружности в исходном сечении:

S_0исх=P-S₁=πm-S₁.

У стандартных долбяков толщина зуба S_{0 исх} определяется по уравнению:

S₀= .

Размеры венца долбяка в произвольном сечении, отстоящем от исходного на величину А_у, так же и в плоскости переднего торца, где А_у=А:

; ;

; (1)

. (2)

Толщина зуба по дуге делительной окружности в произвольном торцовом сечении:

(3)

Величина смещения исходного сечения А выбирается из условия обеспечения необходимой толщины зуба на окружности выступов нового долбяка и получения про­филя зубьев нарезанного колеса, обеспечивающего пра­вильное зацепление его с парным колесом, Ориентиро­вочно минимальная толщина зуба на окружности вы­ступов:

(4)

Определение величины А по установленной величине S_a0 проводят путем сравнения ее с толщиной зуба на ок­ружности выступов в исходном сечении:

Рисунок 1.2 - Зависимость x₀(А) от S_a0

Рисунок 1.3 - Зуб долбяка

(5)

где invα₀=tg α₀- α₀;

invα_0исх=tg α_0исх- α_0исх;

cos α_0исх=r_в0/r_a0исх.

Радиус основного цилиндра должен быть :

r_в0=r₀cos α₀,

где α₀ может быть принят равным углу α₁ профиля нарезаемого колеса. В дальнейшем α₀ корректируется по формуле:

. (6)

Геометрические параметры зуба на окружности выступов в радиальном сечении установлены ГОСТ9323-79: α_в =6 и γ_в =5⁰ (для колес с α₁=20⁰)

Для определения величины А пользуются тремя спосо­бами.

1. Задаваясь двумя значениями А’ и А”, определяют соответствующие им радиусы окружностей выступов:

r_а0^′ =r_а0исх+А^′tg α_в (7)

и толщины зуба по окружности выступов S_а0^′ и S_а0^′′. По полученным значениям S_а0^′ и S_а0^′′ требуемой величине S_а0, проводя интерполяцию, находят искомую величину A. Интерполяция может быть проведена графически или аналитически. Здесь зависимость S_а0 от А может быть принята прямолинейной.

2. Используют графические зависимости, разработанные для определенных конструктивных параметров долбяков. На рисунке 1.2 приведена такая зависимость для долбяков, предназначенных для нарезания колеса α₁=20⁰, с высотой головки:

h_a0=1,25m

и толщиной зуба:

S₁=πm/2.

По найденной величине S_a0/m и числу зубьев долбяка z₀ устанавливают х₀ и А.

3. Используют аналитическую зависимость:

(8)

где S_а0исх и S_а0 – толщины зуба долбяка в исходном сечении и в плоскости переднего торца;

- диаметр окружности выступов в исходном сечении.

Могут быть приведены и другие методы расчета А долбяков. Для стандартных долбяков коррекция зубьев долбяка принята в зависимости от числа его зубьев:

x₀=0.01(z₀-10). (9)

Установив величину А, определяют размеры долбяка в плоскости переднего торца по формулам (1), (2) и (3), полагая в них А_у=А.

Задние α_п и передние γ_п углы в сечении, нормальном к проекции режущей кромки на торцовую плоскость долбяка, (рисунок 1.3):

tgα_п=tgα_вsinα₀;

tgγ_п=tgγ_вsinα_0y,

где α_0y – угол профиля эвольвенты в рассматриваемой точке на расстоянии r_0y от центра основной окружности эвольвенты, определяется как:

cos α_0y=r_в0/r_a0y

(угол α_п ≥ 2⁰). Задний угол боковой поверхности зуба в сечении плоскостью, касательной к делительному цилиндру долбяка:

tgα_б=tgα_вsinα₀.

Элементы исследования конструкции долбяка:

исследование получаемой величины А, определяемой различными методами;

исследование влияния изменение конструктивных параметров долбяка z₀, d₀ и др. на размеры зуба нарезаемого колеса (переходные кривые, условия резания и др.);

исследование изменения передних углов в нормальном сечении по высоте зуба долбяка;

исследование влияния заднего угла на окружности выступов долбяка на его геометрические параметры, угол профиля долбяка, изменение размеров зуба при переточках (при изменении А);

исследование формы и толщины слоев, срезаемых зубом долбяка при его относительном обкатном движении;

то же с учетом врезания долбяка в заготовку при изменении межосевого расстояния (глубины врезания).

Общие конструктивные размеры, толщина долбяка, диаметр посадочного отверстия и пр. принимаются в соответствии с ГОСТ 9323-79. Рабочий чертеж долбяка оформляется в двух проекциях с увеличенным изображением зуба.

Допуски и предельные отклонения долбяков приведены в таблицах Б.1 и Б.2, шероховатость рабочих поверхностей в таблице Б.3