Диплом / Гричачина АА ДИПЛОМ2
.pdf
2.1.7. Выбор габаритных и присоединительных размеров дискового резца Габаритный размеры резца выбраны согласно глубине профиля tmax=15 мм.
Размер L зависит от длины изготавливаемой детали. Размеры l1 = (0,25 … 0,5 ) L; l2 = 0,25l. Размеры резца представлены в таблице 2.3.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.3 |
|
|
|
|
Габаритные размеры резца |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tmax |
Da |
b |
d (H8) |
d1 |
d2 |
D1 |
|
r |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
100 |
23 |
27 |
40 |
8 |
52 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1.8. Расчет установочных и эксплуатационных параметров Смещение оси резца относительно линии центров станка рассчитывается
по формуле 2.5.
= |
∙ , |
(2.5) |
|
|
|
= 50 ∙ sin 10 ° = 8.682 мм
Смещение передней грани (или плоскости заточки) от оси резца
рассчитывается по формуле 2.6. |
|
|
|
= |
|
∙ ( + ), |
(2.6) |
|
|
|
|
= 50 ∙ (10° + 7 °) = 14.619 мм
2.1.9.Расчет глубины профиля для каждой узловой точки Глубина профиля узловой точки от базовой линии рассчитывается по
формуле 2.7 в плоскости передней грани и в профильной плоскости (нормальной к задней поверхности) по формуле 2.8.
= |
∙cos( − )− б |
, |
(2.7) |
||
|
cos |
||||
|
|
|
|
||
sinδ = |
rб∙sinγ |
, |
|
(2.8) |
|
|
|
||||
i |
|
ri |
|
|
|
|
|
|
|
||
sin 1 = 10∙sin7°=0,049; 1 = 2°48′
25
sin 2 = 10∙24.5sin7°=0,05; 2 = 2°51′
sin 3 = 10∙12.5sin7°=0,097; 3 = 5°35′
31
sin 4 = 10∙sin7°=0,081; 4 = 4°40′
15
1 = 25∙cos(7°−2°48′)−10 = 15,045 (мм) cos7°
2 = 24.5∙cos(7°−2°51′)−10 = 14,544 (мм) cos7°
3 = 12.5∙cos(7°−5°35′)−10 = 2,515 (мм) cos7°
4 = 15∙cos(7°−4°40′)−10 = 5,025 (мм) cos7°
Тогда высчитывается по формуле 2.9:
|
|
= |
− √ |
2 + |
|
2 − 2 |
|
cos( + ), |
(2.9) |
|
|
|
|
|
|
|
1 = 50 − √502 + 15,0452 − 2 ∙ 50 ∙ 15,045 ∙ cos(17°)= 14,117 (мм)
2 = 50 − √502 + 14,5442 − 2 ∙ 50 ∙ 14,544 ∙ cos(17°)= 13,659 (мм)
350 − √502 + 2,5152 − 2 ∙ 50 ∙ 2,515 ∙ cos(17°)= 2,399 (мм)
4 = 50 − √502 + 5,0252 − 2 ∙ 50 ∙ 5,025 ∙ cos(17°)= 4,782 (мм)
Полученные данные представлены в таблице 2.4
Таблица 2.4
Глубина профиля узловых точек
Номер узловой |
ri |
hi = ri - rσ |
hpi |
hxi |
точки i |
|
|
|
|
1 |
25 |
15 |
15,045 |
14,117 |
|
|
|
|
|
2 |
24,5 |
14,5 |
14,544 |
13,659 |
|
|
|
|
|
3 |
12,5 |
2,5 |
2,515 |
2,399 |
|
|
|
|
|
4 |
15 |
5 |
5,025 |
4,782 |
|
|
|
|
|
2.1.10.Отклонения формы конических участков
Отклонения формы в точке С высчитывается по формуле 2.10:
|
|
|
( |
|
+ |
) |
|
|
||
|
|
= |
|
|
|
, |
(2.10) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
с |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с1 = |
(15 + 10) |
|
= 12.5 мм |
|
||||||
2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с2 = |
(25 + 24.5) |
|
= 24.75 мм |
|
||||||
|
|
|||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Теоретическая глубина профиля соответствующей точки рассчитывается по формулам 2.7, 2.8, 2.9.
32
sin с1 = 10∙12,5sin7°= 0,097; 1 = 5°35′ sin с2 = 10∙12,5sin7°= 0,049; 2 = 2°49′
с1 = 12,5∙cos(7°−5°35′)−10 = 2,515 мм cos7°
с2 = 24.75∙cos(7°−2°49′)−10 = 14,795 мм cos7°
ст1 = 50 − √502 + 2,5152 − 2 ∙ 50 ∙ 2,515 ∙ cos(17°)= 2,399 (мм)
ст2 = 50 − √502 + 14,7952 − 2 ∙ 50 ∙ 14,795 ∙ cos(17°)= 13,888 (мм)
Фактическая глубина профиля соответствующей ей точки Сф рассчитывается по формуле 2.11:
|
|
|
хсф |
= |
+ |
, |
(2.11) |
||||
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
хсф1 |
= |
4,782 |
= 2,391 мм |
|
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
хсф2 |
= |
14,117 + 13,659 |
|
= 13,888 мм |
|
||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
где hxmax и hxmin - глубины профиля крайних узловых точек конического участка.
Отклонение профиля на коническом участке считается по формуле 2.12:
(2.12)
2.1.11.Расчет корригированного радиуса в профильной плоскости
резца
Глубина дугового участка в профильной плоскости резца рассчитана по
формуле 2.13:
= |
х2 |
− |
х1 |
, |
(2.13) |
|
|
|
|
= 4,782 − 2,399 = 2,382 (мм)
Корригированный радиус rx в профильной плоскости резца для дугового участка детали с радиусом r рассчитан по формуле 2.14
( 2+ 2)
= , (2.14)
2
= (2,52 + 2,3822) = 2,503 мм 2 ∙ 2,382
33
2.1.12. Проектирование участка под отрезной резец Согласно эскизу, общая ширина резца составляет L=40мм (рис. 2.3).
Рисунок 2.3 – Эскиз участка под отрезной резец
2.1.13. Эскиз относительного положения детали и резца Схема позиционирования заготовки и резца обеспечивает правильную
настройку станка, монтаж инструмента и контроль геометрии изделия. Эскиз взаимного расположения резца и детали представлен на рисунке Д.1.
2.1.14.Выбор материала для изготовления резцов
Для изготовления фасонного резца выбираем сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73,
HRCэ=63..66. Применяют для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых, легированных, конструкционных сталей, предпочтительно для изготовления резьборезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.
Чертеж дискового фасонного резца представлен в приложении Е.
34
2.2.Проектирование червячной фрезы
2.2.1. Техническое задание
Данные для проектирования червячной фрезы представлены в таблице 2.5.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.5 |
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mn,мм |
zнаиб |
β, |
Направление |
α,град |
ha* |
C* |
Степень |
∆Sn, |
Вид |
|
|
град |
зубьев |
|
|
|
точности |
мм |
обработки |
|
|
|
|
|
|
|
колеса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 |
30 |
10 |
R |
20 |
1,0 |
0,25 |
8 |
0 |
чистовая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.2. Выбор основных габаритных размеров фрезы Габариты фрезерного инструмента определяются характером обработки и
предъявляемыми требованиями к размерам и геометрии изделия. Выбранные основные габаритные размеры фрезы и тип червяка приведены в таблице 2.6.
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.6 |
|
|
|
|
Габаритные размеры фрезы |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m0 |
da0 |
d |
|
d1 |
l1 |
|
l |
z0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,75 |
63 |
27 |
|
40 |
4 |
|
50 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.3. Определение размеров исходной инструментальной рейки Модуль: 0 = = 1,75 мм Шаг зубьев: 0 = 0 = 5,498 мм Угол профиля: 0 = = 20°
Высота головки зуба: 0 = ( + ) 0= 2,2 мм Высота ножки зуба: 0 = 0 = 2,2 мм Высота зуба: 0 = 0 + 0 = 4,4 мм
Радиус закругления головки зуба: 0 = 0,250= 0,438 мм Радиус закругления ножки зуба: 0 = 0,30 = 0,525 мм Толщина зуба: 0 = 2 0 − ∆ = 2.749 мм
35
2.2.4. Определение геометрических параметров режущей части фрезы Значения переднего и заднего углов режущего инструмента
устанавливаются в зависимости от вида операции. Передний угол для чистовых фрез: = 0. Задний угол: αα =10-12°; принимаем αα =12.
Расчет велечины падения затылка фрезы выполнен для точного определения перемещения режущей кромки при обработке и обеспечения срезания стружки. Падение затылка для шлифованного участка К определяется по формуле 2.15.
К = |
( ∙0 ∙ ) |
, |
(2.15) |
|
|||
|
0 |
|
|
К = ( ∙ 0 ∙ ) = 3,506 ≈ 3,50
Падение затылка для нешлифованного участка К1:
К1 = (1,2 … 1,5) ∙ К = 1,4 ∙ 4 = 4,9 ≈ 5
2.2.5. Расчет глубины стружечной канавки Глубина стружечной канавки рассчитывается по формуле 2.16:
= 0 + +2 1 + , (2.16)
Где r=1,0; 1,5 или 2,0 мм – радиус закругления вершины канавочной фрезы
= 6,3 + |
4 + 5 |
+ 2 = 12,8 ≈ 13 |
2 |
2.2.6. Определение диаметра расчетного цилиндра фрезы
Диаметр расчетного цилиндра фрезы рассчитывается по формуле 2.17:
0 = 0 − 2 0 − 0,3 , |
(2.17) |
0 = 63 − 2 ∙ 2,2 − 0,3 ∙ 3,5 = 57,55 мм
2.2.7. Выбор числа заходов и направление нарезки Выбор заходов и направления нарезки фрезы осуществляется с учетом
особенностей технологического процесса и свойств материала заготовки. Для чистовых фрез число заходов n0 = 1; направление нарезки фрезы – правое.
2.2.8. Определение угла подъема нарезки фрезы на расчетном цилиндре Угол подъема фрезы, образуемый зубом и поверхностью заготовки,
определяет основные характеристики процесса: сечение стружки, интенсивность
36
металлообработки и тепловой режим. Угол подъема на расчетном цилиндре вычисляется по формуле 2.18:
|
sin |
= |
0 0 |
, |
|
(2.18) |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
sin |
= |
0 0 |
= 1,75∙ |
1 |
= 0,03 |
|
|||
|
|
|
|||||||
0 |
|
0 |
57,55 |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||
|
= arcsin(0,03) = 1°74′ |
|
|||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.9. Угол наклона и направление стружечных канавок |
|||||||||
Угол наклона и направление |
|
стружечных канавок |
определяют |
||||||
эффективность отвода стружки, стабильность резания и нагрузку на режущие кромки. Так как 0 = 1°74′ < 3°, то угол наклона стружечных канавок:
0 = 1°74′
2.2.10. Определение шага винтовых стружечных канавок Определим шаг винтовых стружечных канавок с точностью до 1мм по
формуле 2.19:
|
|
Р |
|
= ∙ |
0∙ |
|
0 |
, |
(2.19) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р = ∙ |
0∙ |
|
= ∙ 57,55 ∙ ctg(1°74′) = 31 мм |
|
|||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2.11.Определение угла профиля стружечных канавок
Угол профиля стружечной канавки, характеризующий форму канавки,
рассчитывается по формуле 2.20:
= |
90° |
+ 16°, |
(2.20) |
|
|
||||
|
|
|
||
|
0 |
|
|
90°= 0 + 16° = 23,5° = 25°
2.2.12. Определение размеров профиля нарезки фрезы в нормальном сечении
Модуль в нормальном сечении: 0 = 0 = 1,75 мм;
Толщина зуба в нормальном сечении: 0 = 0 = 2,749 мм;
Шаг зубьев: 0 = 0 = 5,498 мм;
Радиус закругления головки зуба: 0 = 0 = 0,438 мм;
Радиус закругления ножки зуба: = 0 = 0,525 мм;
Угол профиля в нормальном сечении: 0 = 0 − ∆ = 20 − 1 = 19°
37
2.2.13. |
Расчет размеров профиля нарезки фрезы в осевом сечении |
|||||||
Осевой шаг нарезки фрезы вычисляется по формуле 2.21: |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
= |
|
0 |
, |
(2.21) |
||
|
|
|
||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
|
||
|
|
= |
|
5,498 |
|
|
= 5,5 мм |
|
|
cos (1°74′) |
|||||||
|
0 |
|
|
|||||
Ход витков нарезки:
0 = 0 ∙ 0 = 5,5 ∙ 1 = 5,5мм
2.2.14.Определение угла установки фрезы на станке
Угол установки фрезы на станке:
= + 0= 10°+1°74′=11°74′
2.2.15. Расчет длины нарезки и общей длины фрезы Длина нарезки:
= 0 ∙ 0 + 2 ∙ 0 = 4,4 ∙ 20° + 2 ∙ 5,5 = 23,09 мм= + 2 1 = 23,09 + 2 ∙ 4 = 31,09 мм
Сравнив значения расчетной длины со значениями из [14, табл. 13.23],
принимаем l =50 мм.
2.2.16.Выбор размеров шпоночного паза
Взависимости от диаметра посадочного отверстия фрезы выбираем размеры шпоночного паза: с1 = 22 мм; b = 7 мм; R = 1,2 мм.
2.2.17.Допустимые отклонения на основные размеры фрезы и
шероховатость обработанных поверхностей Допустимые отклонения на основные размеры фрезы и шероховатость
обработанных поверхностей для класса точности А и модуля 1,75 [14, табл.13.28]
и указаны в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Допустимые отклонения на основные размеры и шероховатость поверхностей
|
фрезы |
|
|
|
|
Параметр |
Обозначение |
Допуск |
Диаметр посадочного |
fd |
Н5 |
отверстия |
|
|
Радиальное биение |
fy |
5 мкм |
буртиков |
|
|
Торцевое биение буртиков |
ft |
3 мкм |
38
Окончание таблицы 2.7
Радиальное биение по |
|
frda |
20 мкм |
вершинам зубьев |
|
|
|
Профиль передней |
|
fv |
20 мкм |
поверхности |
|
|
|
Разность соседних |
|
fu0 |
20 мкм |
окружных шагов |
|
|
|
Накопленная погрешность |
|
Fp0 |
40 мкм |
окружного шага |
|
|
|
стружечных канавок |
|
|
|
Направление стружечных |
|
fx |
80 мкм |
канавок |
|
|
|
Профиль зубьев |
|
ff0 |
8 мкм |
Толщина зубьев |
|
Ts0 |
-25 мкм |
Осевой шаг |
|
fPx0 |
- |
Накопленное отклонение |
|
fpx30 |
- |
шага на длине любых трех |
|
|
|
шагов |
|
|
|
Винтовая линия фрезы от |
|
fh10 |
6 мкм |
зуба к зубу |
|
|
|
Винтовая линия фрезы на |
|
fh0 |
10 мкм |
одном обороте |
|
|
|
Винтовая линия фрезы на |
|
fh30 |
14 мкм |
трех оборотах |
|
|
|
Погрешность зацепления от |
|
fpb10 |
6 мкм |
зуба к зубу |
|
|
|
Погрешность зацепления на |
|
fpb0 |
12 мкм |
длине активной части |
|
|
|
Шероховатость обработанных поверхностей для класса точности А, мкм |
|||
Посадочное отверстие |
|
0.4 |
|
Передняя поверхность |
|
0.8 |
|
Задняя боковая поверхность зуба |
|
0.8 |
|
Задняя поверхность по вершине зуба |
|
0.8 |
|
Цилиндрическая поверхность буртика |
|
0.8 |
|
Торец буртика |
|
0.8 |
|
2.2.18.Выбор материала для изготовления фрезы
Для изготовления фасонного резца выбираем сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73,
HRCэ=63..66. Применяют для всех видов режущего инструмента при обработке углеродистых, легированных, конструкционных сталей, предпочтительно для изготовления резьборезного инструмента, а также инструмента, работающего с ударными нагрузками.
Чертеж фрезы представлен в приложении Ж.
39
2.3.Проектирование комплекта метчиков
2.3.1. Техническое задание Метчик представляет собой режущий инструмент для формирования
внутренней резьбы, который классифицируется на два основных типа: ручной
(применяемый при ручной обработке и поставляемый комплектом) и машинный
(предназначенный для использования на станочном оборудовании).
Техническое задание представлено в таблице 2.8.
|
|
Таблица 2.8 |
|
|
Техническое задание |
|
|
|
|
|
|
Нарезаема резьба |
Число метчиков в комп. |
Обр. материал |
|
М3 - 4Н |
2 |
Латунь |
|
2.3.2. Определение диаметров резьбы метчика Номинальный внутренний D1 и средний D2 диаметры резьбы определяются
по формулам 2.22 и 2.23 соответственно.
|
|
|
|
|
|
|
1 = − 1,08253 ∙ , |
(2.22) |
||||
|
|
1 = 3 − 1,08253 ∙ 0,5 = 2,459 мм |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
= − 0,64952 ∙ , |
(2.23) |
||||
|
|
2 = 3 − 0,64952 ∙ 0,5 = 2,675 мм |
|
|||||||||
|
Номинальный наружный dN, внутренний d1N и средний d2N диаметры |
|||||||||||
резьбы метчика принимаем: dN =3 мм; d1N = 2,459 мм; d2N= 2,675 мм. |
||||||||||||
|
|
2.3.3. Выбор предельных отклонений диаметров резьбы гайки |
||||||||||
|
Согласно ГОСТ 16093-81 для метрических резьб посадок скольжения Н |
|||||||||||
|
= |
= = 0. |
|
Верхние отклонения: = 0,1 |
мм = 0,14 мм. |
|||||||
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 |
Верхнее отклонение на наружный диаметр гайки не регламентируется. |
||||||||||||
|
|
2.3.4. Расчет предельных размеров резьбы в гайке |
||||||||||
|
|
|
= |
|
+ |
= 2,459 + 0,14 = 2,599 |
||||||
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
+ |
|
= 2,675 + 0,1 = 2,775 |
|||||
|
|
2 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
= |
+ |
|
|
= 2,459 + 0 = 2,459 |
|||
|
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
= |
+ |
|
|
= 2,675 + 0 = 2,675 |
|||
|
|
2 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
= + = 3 + 0 = 3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
40