Фасочные зубья – только черновые. Числа круглых и шлицевыхзубьев являются суммами черновых, переходных, чистовых и калибрующих зубьев

,

Числа всех зубьев на фасочной части и черновых зубьев на круглой части определяют также, как и на круглых протяжках

на шлицевой части по формуле

Число черновых зубьев корректируют в зависимости от размещения остаточного припуска. Число переходных зубьев берут в зависимости от припуска принятого из таблицы 2.19 [2]. Число чистовых и калибрующих зубьев берут из таблицы 2.20 [2].

.

Число круглых черновых зубьев

Число круглых переходных зубьев из таблицы 2.19 [2], число круглых чистовых зубьев, число калибрующих зубьевиз таблицы 2.20 [2]

.

Число шлицевых зубьев

.

Число шлицевых переходных зубьев из таблицы 2.19 [2] , скорректированное число переходных зубьев за счет остаточного припуска, число шлицевых чистовых зубьев(при), число калибрующих зубьев:

;.

15. Подъемы переходных зубьев круглой и шлицевой частей находят из таблицы 2.19 [2] в зависимости от принятого припуска. Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей принимают из таблицы 2.20 [2].

Для круглой части мм,мм, для шлицевыхмм,мм.

Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей принимаем по таблице 2.20 [2]: для круглых мм (два зуба) имм (два зуба) к подъему первого чистового зуба прибавляем 0.005 мм от остаточного припуска, т.е.мм имм; для шлицевыхмм (два зуба).

16. Находят длину режущей части протяжки(мм), шаг и профиль чистовых зубьев.

Для протяжек схемы ФКШ

где

Длину круглой и шлицевой частейопределяют как сумму произведений соответствующих величин шагов и числе зубьев:

Шаг чистовых и калибрующих зубьев берут из таблицы 2.21 [2], и принимают равным среднему шагу. Профиль зубьев, т.е.ивыбирают из таблицы 2.16 [2] по шагу.

мм

Шагу мм соответствует шаг чистовых зубьевмм. Остальные элементы стружечной канавки чистовых зубьев берем из таблицы 2.16.мм;мм;мм;мм.

мм;

мм;

мм.

17. Силу резания при протягивании на каждой части протяжки рассчитывают по формулам:

на фасочной части

на круглой части для схемы ФКШ

на круглой части для схемы КФШ

на шлицевой части

где - произведение поправочных коэффициентов из таблицы 2.18 [2]

Н;

Н;

Н.

18. Диаметры калибрующих (круглыхи шлицевых) зубьев принимают равными максимальному соответственно внутреннему и наружному диаметру шлицевого отверстия.

Допуски на них, а также на другие зубья назначают по ГОСТ 7943-78. Иногда в зависимости от конфигурации деталей диаметр калибрующих зубьев изменяют после испытания новых протяжек.

мм;мм

19. Находят диаметр впадин фасочных зубьеви шлицевых зубьев.

На протяжках со схемой ФКШ принимают равнойс полем допуска по.

Для протяжек со схемой КФШ принимают равной.

Диаметр впадин на шлицевой части всех принятых схем принимают равным с полем допуска поив зависимости от технических требований на расположение шлицевых пазов относительно оси отверстия. При малых допусках соосности отдельных элементов шлицевого отверстия можно применять поле допуска по. В этих случаях обязательно следует притуплять места переходов поверхности впадины к стружечной канавке, иначе на внутренней поверхности шлицевого отверстия могут появиться задиры.

Диаметр впадин фасочных зубьев - мм, диаметр впадин шлицевых зубьевмм.

20. Осуществляют расчет числа выкружек, ширины режущих секторов, ширины выкружек, радиуса круга, радиуса выкружекна прорезных зубьях всех частей протяжки всех схем.

Прорезные черновые и переходные зубья шлицевой части выполняют с выкружками, так как всегда . Выкружки на фасочных зубьях наносятся только тогда, когда число зубьев в секции. Число выкружек на шлицевых протяжках равно числу впадин:

При этом на каждом зубе образуется по две криволинейные фаски. Зачищающие зубья фасок не имеют.

Ширину режущих секторов по технологическим соображениям на прорезных фасочных и шлицевых зубьях назначают одинаковой и определяют по формуле:

где - ширина фаски на шлицевом зубе, берут из таблицы 2.30 [2]

Чистовые шлицевые зубья протяжек для шлицевого отверстия с первой или второй группой качества по наружному диаметру имеют групповое построение (). Прорезные чистовые шлицевые зубья выполняют как черновые и переходные с фасками с обеих сторон.

Чистовые зубья протяжек, предназначенные для протягивания шлицевых отверстий с третьей группой качества, выполняют с подъемом на каждый зуб (), фасок они не имеют. Калибрующие зубья также не имеют фасок.

Ширина выкружек на фасочных и шлицевых зубьях при принятой ширине режущих секторов является величиной переменной; для вычисления радиуса круга это не имеет значения, и поэтому ширину (мм) определяют приближенно по формуле:

Радиус круга и радиус выкружекопределяют по таблице 2.23 [2]

Чистовые и калибрующие круглые зубья выполняют без выкружек.

;мм;Rв=27мм;Rк=22,5мм;;мм;мм;мм. Длямм имм;Rв=27мм иRк=22,5мм.

21. Диаметр и длину передней направляющей определяют так же, как и для круглых протяжек (п. 20 [2]).

Диаметр передней направляющей мм, длина передней направляющеймм, так как.

22. Длину переходного конусавыбирают из таблицы 2.25 [2].

мм.

23. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяют по формуле (рис. 2.4).

Размер l₁принимают в зависимости от диаметраDхвостовика:l₁=160мм.

Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба

мм.

24. Находят диаметр и длину задней направляющей.

Диаметр задней направляющей принимают равным диаметру впадины шлицев протяжки. Поле допуска нато же, что и на.

Тяжелые или длинные протяжки, а также все протяжки, работающие в автоматическом цикле, изготовляют с задними хвостовиками, которые могут быть тех же размеров, что и передние, или меньших, так как они служат только для поддержки протяжки.

Рекомендации по длине задних хвостовиков приведены в таблице 2.27 [2].

Общая длина протяжки равна сумме длин передней части , режущей части, задней направляющей, и заднего хвостовика.

.

мм,мм,мм.

Общая длина протяжки мм.

3. Проектирование спиральных сверл

3.1. Общие сведения о сверлах

Сверла представляют собой режущие инструменты, предназна­ченные для образования отверстий в сплошном материале. В про­цессе сверления осуществляются два движения: вращательное – вокруг оси инструмента и поступательное — вдоль оси инструмен­та. Сверла используются также для рассверливания предварительно просверленных отверстий.

Наибольшее распространение получили в промышленности спи­ральные сверла. Они используются при сверлении отверстий диа­метром от 0,25 до 80мм в различных материалах. В тех случаях,когда требуется повышенная жесткость инструмента, например при сверлении твердых поковок, применяются также перовые сверла. Они являются самыми простыми по конструкции. Их недос­татки: плохое направление в обрабатываемом отверстии и тяжелые условия работы. Для сверления центровых отверстий применяют специальные центровочные сверла. Центровочные простые сверла напоминают по конструкции обычные спиральные сверла, но общая длина их рабочей части меньше. Они применяются при обработке высокопрочных материалов, когда сверла центровочные комбиниро­ванные часто ломаются.

При обработке глубоких отверстий применяются сверла для сплошного и кольцевого сверления. Наиболее простым сверлом для глубокого сверления является пушечное. Это сверло представляет собой как бы полуцилиндр и имеет одну главную режущую кромку, составляющую с осью сверла прямой угол. Для направле­ния по отверстию сверло имеет цилиндрическую поверхность. С целью уменьшения трения при работе сверло имеет небольшую обратную конусность (диаметр рабочей части сверла уменьшается при перемещении к хвостовику на 0,03—0,05 мм на 100 мм длины). Сверло работает в напряженных условиях и малопроизводительно. Ружейное сверло более совершенно, чем пушечное. Такие сверла применяют для обработки глубоких отверстий с повышенными требованиями к точности диаметра и прямолинейности оси. Оноимеет лучшее направление и обладает большей стойкостью. Благодаря подводу под давлением непосредственно к режущей кромке через внутреннее отверстие охлаждающей жидкости улучшаетсяотвод стружки. Сверло имеет одну режущую кромку угловой формы. Передняя поверхность сверла выбирается плос­кой формы. Задняя поверхность наружного участка режущей кромки затачивается по винтовой поверхности, ось которой совпа­дает с осью сверла. Задняя поверхность внутреннего участка кромки затачивается по плоскости.

При обработке конических отверстий небольшой конусности (порядка 1:50) применяют конические сверла. По конструкции такие сверла подобны обычным спиральным. В отличие от цилиндри­ческого спирального сверла они имеют короткий цилиндрический участок, за которым следует конусный участок. Ленточки конус­ного участка имеют расположенные в шахматном порядке канавки с шагом примерно 12мм. На ленточках по всей длине конического участка выполняется задний угол а = 8 –10°. При обработке отверстий в чугунных деталях и неточных отверстий в стальных деталях конические сверла могут полностью заменить конические развертки.

3.2. Расчет и конструирование спирального сверла для обработки сквозного отверстия

Рассчитать и сконструировать спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия под протягивание глубиной l=15 мм в заготовке из стали 20 с пределом прочностиσ_В = 520 МПа=52кГ/мм²

1. Определяем диаметр сверла

d = 16,5мм ГОСТ 885-77

2. Определяем режим резания:

а) подачу находим по (табл.27, с.433 [3])

S = 0,56…0,60 мм/об, принимаемS₀ = 0.57 мм/об

б) Определяем скорость главного движения резания:

Коэффициенты выбираем по (табл.28[3])

Стойкость сверла Т=70 мин (табл.29, [3]).

Где:

К_v — общий поправочный коэффициент на скорость резания;

К_мv — коэффициент на качество обрабатываемого материала (табл. 9-13, [3]);

К_uv — коэффициент на инструментальный материал (табл. 15, [3]);

К_Lv — коэффициент, учитывающий глубину просверливаемого отверстия (табл. 30, [3]).

По табл. 10 [3]:

3.Осевая составляющая силы резания:

Коэффициенты С_v, q_p, y_p берем из табл. 31, [3].

4.Момент сил сопротивления резанию (крутящий момент)

По табл. 31 [3]:

5.Определяем номер конуса Морзе хвостовика.

Определяем средний диаметр хвостовика

где - момент сопротивления сил резанию;

- осевая составляющая силы резания;

- коэффициент трения стали по стали;

- половина угла конуса. Уголдля большинства конусов равен.

- отклонение угла конуса.

мм

По СТ СЭВ 147-75 выбираем ближайший больший конус, т.е. конус Морзе №4 со следующими основными конструктивными размерами (табл.6.4 [2])

6. Определяем длину сверла по ГОСТ 10903 – 77

мм – общая длина сверла

l₀ = 125 мм – длина рабочей части

d₁ =D₁- 1.0 = 9,045-1=8,045 мм.

Центровое отверстие выполняется по форме в ГОСТ 14034-74.

7. Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла (карта 43, с.201, [3])

Находим форму заточки ДП (двойная с подточкой перемычки)

Угол наклона винтовой канавки ω=30˚

Углы между режущими кромками 2φ=120˚

2φ=70˚

Задний угол α=12˚

Угол наклона поперечной кромки ψ=55˚

Размеры подточенной части перемычки:

А=3.5 мм;l=7 мм.

Шаг винтовой канавки :

мм

8. Диаметрd_с сердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра сверла:

принимаем диаметр сердцевины у переднего конца сверла равной 0,14D

d_с= 0.14*16,5=4.9 мм.

Тогда утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4-1,8мм на 100мм длины.

Принимаем это утолщение равным 1,5мм

9. Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100мм длины рабочей части по направлению к хвостовику 0,08мм

10. Ширина ленточкиf₀ = 1.8 (табл. 6.6 [2]);

высота затылка к=0.9.

11. Ширина пераВ = 0.58D = 0.58 * 16,5 = 9,57 мм.

12. Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяют графическим или аналитическим способом.

Воспользуемся упрощенным аналитическим методом.

Большой радиус профиля

При диаметре фрезы =28.8, Сф=1, следовательно

мм

Меньший радиус профиля Rk=CkD, где

Следовательно, мм

Ширина профиля мм

13. По найденным размерам строим профиль канавочной фрезы.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла

Предельные отклонения диаметра сверла

Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла

Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15мм.

Предельные отклонения размеров подточки режущей части части сверла +0,5мм

Режим резания при сверлении

Обработку производим на вертикально-сверлильном станке 2Н150

1. Глубина резания

мм

2. По табл. 27 стр.433 [3] выбираем подачу

S₀ = 0,39…0,47 мм/об, принимаемS₀ = 0.4 мм/об

Проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Для этого определяем осевую составляющую силы резания:

Необходимо выполнить условие Р₀ ≤ Р_max

Р_max –максимальное значение осевой составляющей силы резания, допускаемой механизмом подачи станка

По паспортным данным станка 2Н150: Р_max= 23500Н

Т.к. 14970 < 23500, то назначенная подача S₀ = 0.53 мм/об вполне допустима.

3. Назначаем период стойкости сверла по табл.29, стр.435 [3].

Т=70 мин

Допустимый износ сверла (табл.9, стр.153 [3])

h₃ = 0,8…1,0 мм.

4. Скорость главного движения резания допускаемая режущими свойствами сверла (стр. 435 [3])

υ=8.9м/мин

5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания:

6. Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:

Мощность затрачиваемая на резание:

6. Основное время