Проетирование станочного приспособления

1.2.1.9. Высота заточки резца определяется по формуле:

 

                   H = R₁ * sinε₁

 

Где R₁ = D / 2, мм (D выбран по таблице 2)

      

R₁ = 70 / 2 = 35 мм,

 

ε₁ = α + γ, град

 

ε₁ = 12º + 12º = 24º

   

H = 35 * sin 24º = 12,235 мм

1.1.2.6 Высота установки  резца ( h_р, мм) определяется по формуле:

              

 h_p= R₁ * sinα, мм;

                    

 h_p= 35 * sin 12º = 7,276 мм

1.1.2.7. Расстояние между  передней поверхностью резца и центром детали

( h_и, мм ) определяется по формуле:

 

 h_и = r₁ * sin γ, мм;

                   

 h_и = 19 * sin 12º = 3,950 мм.

 

1.1.3. радиусы окружностей узловых точек профиля резца определяются по формуле

 

  R_n = H / sin ε_n, мм;

 

 где ε_n определяется по формуле:

 

 ε_n = arctg H / B_n, град;

 

                

 

 

 

                B_n= B₁ – C_n;

 

                B₁ = R₁ * cos ε_1,

  

                         B₁ = 35 * cos 24º = 31.974

 

                C_n = A_n – A_1,

  

                         A₁ = r₁ * cos γ,

 

                A₁ = 19 * cos 12º = 18.584,

 

                A_n = r_n * cos γ_n,

 

              γ_n = arsin h_и / r_n;

 

              γ_2-3 = arcsin 3.950 / 22.5 = 10.078º

 

               γ_4-5 = arcsin 3.950 / 25 = 9.090º

 

               γ_6-7 = arcsin 3.950 / 30 = 7.565º

 

                A_2-3 = 22.5 * cos 10.078 = 22.152

 

                A_4-5 = 25 * cos 9.090 = 24.686

 

                A_6-7 = 30* cos 7.565 = 29.738

 

                C_2-3 = 22.152 – 18.584= 3.568

 

                C_4-5 = 24.686 – 18.584= 6.102

 

                C_6-7 = 29.738– 18.584= 11.154

 

                B_2-3 = 31.974– 3.568 = 28.406

 

                B_4-5 = 31.974– 6.102 = 25.872

 

 

 

 

 

                 B_6-7 = 31.974– 11.154 = 20.86

 

                 Ε_2-3 = arctg 14.235 / 28.406= 26.616 º

 

                 Ε_4-5 = arctg 14.235 / 25.872= 28.818 º

 

                Ε_6-7 =arctg 14.235 / 20.82= 35.538 º

 

                  Ε₁ = arctg 14.235 / 31.974= 23.998 º

 

                  R_2-3 = 14.235 / sin 26.616 = 31.772 мм;

 

                  R_4-5 = 14.235 / sin 28.818 = 29.533 мм;

 

                  R_6-7 = 14.235 / sin 35.538 = 24.500 мм;

 

  Приведенные формулы и расчеты справедливы при параллельной установки оси резца относительно оси детали.     

       

1.3 Инструментальный материал фасонных резцов.

   В данном случае  выбираем  резец из быстрорежущей стали марки Р6М5. 

 

1.4 Технические условия на фасонные резцы

 

1. Шероховатость поверхностей фасонного резца (ГОСТ 2789 - 73):

а) рабочих поверхностей и режущих кромок - R_a = 0.25 мкм;

б) посадочного отверстия  и опорных поверхностей R_a = 0.5 мкм;

в) нерабочих поверхностей - R_a =1 мкм;

г) остальных поверхностей - R_a = 2 мкм;

2) Допуски форм и  расположения поверхностей фасонного  резца (ГОСТ 24643 – 81):

а) Допуск на посадочное отверстие круглого фасонного резца принимаем по 9 квалитету точности;

б) допуск радиального  биения наружного контура фасонного  резца относительно посадочного  отверстия принимаем по 10 квалитету  точности . Допуск 0.16 мм.

В) Допуск перпендикулярности опорного торца круглого фасонного резца относительно посадочного отверстия принимаем по 10 квалитету точности 0.1 мм.

                   

 

 

 

   1.5 Маркировка фасонного резца.

 

     Маркировка  наносится на торец в виде  записи:

1. код обрабатываемой заготовки;
2. марка материала режущей части резца;
3. высота установки резца;
4. высота заточки резца;
5. товарного знака завода – изготовителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Проектирование комбинированной шлицевой протяжки

Протягивание шлицевых отверстий возможно двумя методами [3, 9]:

– раздельным, при котором предварительно обрабатывается внутренний диаметр чистовым инструментом (не исключая и круглой протяжки), а затем одновременно прорезаются все шлицы шлицевой протяжкой;

– комбинированным, при  котором внутренний диаметр и  шлицы обрабатываются одной протяжкой, снабженной круглыми и шлицевыми зубьями, за один проход.

Инструмент используемый при комбинированном  методе называется комбинированной шлицевой протяжкой, которая обеспечивает более высокую производительность труда, более качественные шлицевые отверстия .

Настоящие методические указания посвящены  расчету комбинированных шлицевых протяжек, наиболее сложных по конструкции, и предназначенным для обработки шлицевого отверстия с прямобочным профилем шлицев (ГОСТ 1139-80).

Исходными данными для проектирования  являются параметры шлицевой втулки (рисунок 2.1):

1) внутренний и внешний диаметры шлицевого отверстия d = 48,

D = 52

2) квалитет, верхнее (ES, мм) и нижнее предельные (EI, мм) отклонения размеров:

 

 

Рисунок 2.1 – Шлицевая втулка

– для внешнего диаметра (D) шлицевого отверстия D = 52₀ ^+0.03;

– для внутреннего диаметра (d) шлицевого отверстия d = 48₀ ^+0.16;

– для ширины (b) шлица  b = 9_+0.01 ^+0.03;

3) тип протяжки: 3 (п.1.1.1);

4) число шлицев (n = 10);

 

 

 

5) ширина шлица (b = 6 мм);

6) длина протягиваемого отверстия (L= 30 мм);

При протягивании протяжками 2, 4 и 5 типов образуется фаска 

(рисунок 2.1.2а).

 При протягивании  протяжками  1 и 3 типов фаска отсутствует

(рисунок 2.1.2б).

 

                                         

                                                       а                        б

                                            Рисунок 2.1.2 – Шлицевый паз

 

 

7) величина фаски (f, мм) определяется в зависимости от наружного диаметра: при D = 30…50 мм,  f = 0,4 мм,

          8) угол фаски равен b  = 45°.

2.1 Определение типа протяжки

Режущая часть комбинированных  шлицевых протяжек состоит из трех основных частей: шлицевой (для обработки шлицев), круглой (для обработки круглого отверстия) и фасочной (для обработки фасок у основания шлицев).

В соответствии с классификацией НИИАВТОПРОМ различают пять типов шлицевых комбинированных протяжек, в зависимости от вида режущей части протяжки [1, 2, 4]:

а) 1 тип – круглая и шлицевая части;

б) 2 тип – круглая, шлицевая и фасочная части;

в) 3 тип – шлицевая и круглая части;

г) 4 тип – фасочная, шлицевая и круглая части;

д) 5 тип – фасочная, круглая и шлицевая части.

Протяжки первого типа, приведенные на рисунке 2.1.3, состоят из двух частей: круглой и шлицевой. Каждая из частей имеет черновые, чистовые и калибрующие зубья. Черновые и чистовые зубья каждой из частей имеют подъем на каждый зуб и стружкоделительные канавки, расположенные в шахматном порядке. Калибрующие зубья не имеют подъема на зуб. Протяжки первого типа не имеют фасочных зубьев. Форма задней направляющей – шлицевая.

.

 

 

1– шлицевые зубья; 2 – круглые зубья.

Рисунок 2.1.3 – Комбинированная шлицевая протяжка 1 типа

 

Протяжки первого типа обеспечивают высокое качество поверхности

шлицевых отверстий при длине протягиваемого отверстия (L) более 30 мм. Если деталь короткая, возможен ее перекос в момент перехода протяжки с последних шлицевых на первые круглые зубья.

2.2 Определение припуска под протягивание и размера 

предварительно обрабатываемого отверстия 

2.2.1 Определение величины припуска на диаметр для круглой части

 

                          ,   

 

  

                         

 где d – внутренний диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия, мм;

          L – длина протягивания, мм.

 А_кр = 0.005*48 + 0.1* = 0.787

 

2.2.2 Определение величины припуска на диаметр для шлицевой части

 

Величины  припуска на диаметр для  шлицевой части определяются по формуле

 

                                      ,

 

 

          

 

                                  А_шл = 52.03-48.16 = 3.87                  

где D_max – максимальный наружный диаметр обрабатываемого шлицевого отверстия, мм; D = Ø52^0.03 мм.

 

                                        , 

 

                            D_max = 52 + 0.03 = 52.03 мм           

 

      d_max – максимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия, мм;

      ES – верхнее отклонение на диаметр, мм; d = Ø 48^0.16 мм

 

                                          ; 

 

d_max = 48 + 0.16 = 48.16 мм.  

      

2.2.3 Определение наименьшего диаметра предварительно обрабатываемого отверстия

Наименьший диаметр  предварительно обрабатываемого отверстия (рисунок 3) определяется по формуле

                                            . 

                              D₀ =48.16 – 0.787 = 47.373 мм         

2.3 Определение подачи на зуб для черновых и чистовых режущих зубьев

 

Выбор подачи на зуб имеет  решающее значение для процесса протягивания. Чем толще стружка, снимаемая отдельными зубьями протяжки, тем короче будет протяжка, меньше ее стоимость и выше производительность труда. Но вместе с тем, чрезмерно толстая стружка может вызвать разрыв протяжки или остановку протяжного станка из-за больших усилий резания.

При работе с большей  подачей объем канавок между  зубьями может оказаться недостаточным, чтобы вместить весь металл, превращаемый в стружку и качество обработанной поверхности будет низким.

Поэтому величину подачи на зуб S_{z черн.} для черновых зубьев принимают по таблицам нормативов режимов резания, составленным на основании исследований и производственного опыта (приложение А, таблица А.3).

 

S_{z черн} = 0,04 мм/зуб.

 

 

 

 

Величину подачи на зуб S_{z чист.} для чистовых зубьев выбираем, S_{z чист} = 0,01 мм/зуб.

2.4 Определение профиля зубьев стружечных канавок в радиальном  сечении

 

Для данной детали подходит двухрадиусная нормальная форма канавки приведена на рисунке 2.1.4а,

 

                                   

 

          Рисунок 2.1.4 – Профиль стружечных канавок

2.4.1 Определение величины шага черновых зубьев

 

Шаг черновых зубьев t_чер, мм, определяется по формуле

 

                                             ,            

 

где c – коэффициент, зависящий от величины подачи на зуб, обрабатываемого материала и характера производства, и величина которого изменяется в пределах:

– для одинарной схемы резания  c =1,25 – 1,5; 

Величина шага рассчитывается для  нижней и верхней границ диапазона

t_чер = 1.25* = 6.846мм;

t_чер = 1.5* = 8.215мм.

 

Значение принятого  чернового шага из данного диапазона округляется до стандартного значения (приложение А, таблица А.5). t_чер= 7 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.1.5 – Комбинированная шлицевая протяжка

 

Проверка принятого шага черновых зубьев:

1) величина принятого шага должна  быть больше допустимого шага, рассчитанного по формуле