Расчет цилиндрической протяжки прогрессивной конструкции

 

 
Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет цилиндрической протяжки прогрессивной конструкции (переменного резания).

 

Прогрессивную схему резания называют еще групповой, так как заданный профиль на детали воспроизводится группой зубьев. При таком разделении работы между зубьями прогрессивной протяжки снимается короткая, но более толстая стружка, что приводит к снижению сил резания. Длина прогрессивных протяжек получается меньше, а стойкость больше. Поэтому прогрессивная схема резания нашла наиболее широкое применение при большом припуске, при обработке по корке и при обработке внутренних поверхностей больших размеров. Эту схему резания целесообразно применять и при обработке деталей, обладающих низкой жесткостью.

 

1.1. Задание.

 

Необходимо спроектировать цилиндрическую протяжку прогрессивной конструкции.

Исходные данные для протягиваемой детали [1, табл. 1.8]:

Размеры протянутого отверстия D = 70 мм  и d =  35 Н8 мм;

длина обрабатываемого отверстия L =  55 мм;

обрабатываемый материал - Сталь 18ХНВА (твердость sв = 1196  МН/м2 , предел прочности при растяжении  ).

Рис. 2. Эскиз протягиваемой детали

 

Параметры станка:

Модель станка – 7520;

тип патрона: клиновой;

минимальный размер от торца хвостовика до первого режущего зуба: ;

тяговое усилие: Q = 20000 кг;

наибольший ход каретки или ползуна - 1600 мм.

 

1.2. Расчёт параметров протяжки.

 

1. Величина припуска на протягивание равна [1, табл. 3.2].

2. Диаметр предварительного отверстия равен

  мм,

где D - номинальный диаметр протянутого отверстия.

3. Назначаем материал протяжки - Р9К5 [1, табл. 3.3].

4. Геометрические размеры хвостовика протяжки принимаем по таблице [1, табл. 3.4]. Хвостовик имеет диаметр D1 и наименьшую площадь поперечного сечения Fх.

Размеры хвостовиков  под патроны c клиновым креплением.

Тип хвостовика	Размеры хвостовиков, мм								Площадь опасного сечения Fx, мм2
	D1	l1	а1	а	b	b1	c	n
Клиновой	30	80	32	20	10	15	70	10	400

 

Таблица 2.

 

5. Усилие Рσх допускаемое прочностью хвостовика, подсчитываем по наименьшей площади  поперечного  сечения хвостовика Fх, Величину [σ]   принимаем равной [σ] = 36 кг/мм2 [1, табл. 3.6]:

 

 кг.

Усилие Q, допускаемое тяговой силой станка, принимаем с коэффициентом 0,8 ÷ 0,9 от номинального тягового усилия заданного станка. Наименьшее усилие из двух (Рσх и Q) составит допустимое усилие Рдоп.

 

 кг.

Принимаем Рдоп =  Рσх  = 14400 кг.

6. Максимальную глубину h0[σ] стружечной канавки по допустимому усилию определяем по формуле ,

где [σ] - допустимое напряжение материала рабочей части протяжки (не хвостовика, см. пункт 5 расчета).

 мм.

 

7. Шаг черновых зубьев, учитывая значение h0[σ], определяем по формуле [1, табл. 3.10]

  мм,

Наибольшее количество одновременно работающих зубьев

Полученная при расчете дробная часть отбрасывается.

8. Профиль основной стружечной канавки с вогнутой спинкой принимаем по размерам табл. [1, табл. 3.10]: t=12; Q=4; R=8; ho = 5;  r = 2,5;  Fa = 19,6 мм.

9. Минимальный коэффициент заполнения стружечных канавок при протягивании стали и чугуна определяется в зависимости от подачи на зуб.

При Sz свыше 0,01 до 0,15 - Кmin = 2,5.

10. Подача на черновых секциях по условиям размещаемости стружки в канавке равна:

.

11. Фактический коэффициент заполнения стружечных канавок К определяем по окончательно принятому значению подачи на черновых секциях

.

Величина К не должна быть меньше значений Кmin, указанного в п. 9.

12. Передний и задний углы на черновых зубьях принимаем по таблицам [1, табл. 3.11] и [1, табл. 3.12]:  γ  = 10º; α = 2º.

13. Количество зубьев в первой черновой секции , в остальных

Значение Cр берется равным средней арифметической величине значений для шлицевых и шпоночных протяжек, принимаемых по табл. [1, табл. 3.13]. Коэффициенты , Кс, Ки и показатель степени Х принимаем по табл. [1, табл. 3.13] и [1, табл. 3.14]: Cр = 842;  = 0,85; Кс = 1;  Ки = 1; Х = 0,85.

Значение Zчc округляется до целого числа и  принимаем Zчc = 3.

 

 

14. Общий припуск на протягивание равен

,

где δ - остаточная деформация отверстия. Величина δ определяется на практике путем протягивания первых 3-х образцов, а для расчета принимается равной            мм,

где ∆D - допуск на диаметр отверстия.

A0 = 35,039 – 0,00975 – 33,8 = 1,22925 мм.

15. Принимаем припуск на переходные зубья Аоп = 0,34 и число переходных секций in = 3 [1, табл. 3. 15].

16. Припуск на чистовые зубья Аочт. При протягивании отверстий 8-го квалитета точности (IT8) Аочт = 0,10 ÷ 0,12 мм, принимаем Аочт = 0,11 мм.

17. Припуск на черновые зубья

 мм.

18. Припуск на первую двузубую черновую секцию

  мм.

19. Количество черновых секций без первой

шт,

принимаем шт.

20. Количество зубьев в черновой секции

шт.

21. Длина черновой части

  мм.

22. Подача на переходных секциях. На первой переходной секции подача составляет приблизительно половину величины подачи на черновых секциях

  мм/зуб.

На следующих переходных секциях подача равномерно уменьшается до значения 0,03 ÷ 0,05 мм на последней секции.

23. Количество переходных зубьев Zn. Каждая переходная секция имеет два зуба, т.е. Znс = 2 шт., тогда

  шт.

24. Длина переходной части

  мм.

 

25. Количество чистовых зубьев

,

где  = 0,02 ÷ 0,01мм.

Zчт = 0,11 / (2 ∙0,015) = 4 шт.

26. Шаг чистовых и калибрующих зубьев

мм.

27. Размеры стружечных канавок для чистовых и калибрующих зубьев [1, табл. 3.10].

Размеры стружечных канавок, мм

Шаг t	Общие размеры		Основная канавка			Мелкая канавка
	Q	R	h0	r	Fa, мм	h0	r	Fa, мм2
8,5	3,0	5,0	3,0	1,5	7,07	2,0	1,0	3,14

 

Таблица 3.

28. Длина чистовой части

  мм.

29. Длина режущей части (без калибрующей)

  мм.

30. Диаметр калибрующих зубьев

Dк = Dmax - δ =35,039 – 0,00975 = 35,02925 мм.

31. Количество калибрующих зубьев Zк выбираем по таблице [1, табл. 3.23], принимаем  Zк = 6 шт.

32. Длина калибрующей части

  мм.

33. Задний угол калибрующих зубьев  αк = 1°±15'.

34. Прямая ленточка на вершинах калибрующих зубьев fк = 0,2 мм.

Для пластичных материалов ленточку делать не рекомендуется.

35. Ширина режущих выступов между выкружками

  мм.

Значение Bв округляем до чисел, кратных 0,5, примем Bв = 7,5 мм.

36. Количество выкружек Nч определяем по формуле

Величины Nч округляем до чисел, кратных 0,5.

 

а) на черновых зубьях

шт.

 

 

б) на зубьях первой черновой, переходных секциях и на чистовых зубьях

шт,

37. Ширину выкружек находим по формуле

Величины Вч округляем до чисел, кратных 0,5.

а) на черновых зубьях

мм.

б) на первой черновой и переходных секциях

мм.

в) на чистовых зубьях ширина выкружек на 2 мм меньше, чем на первой черновой и переходных секциях.

38. Радиусы выкружек Rв = 36 мм и диаметр шлифовального круга Rк = 30 мм принимаем по таблице [1, табл. 3.16].

39. Длину хвостовика l1 = 80 мм принимаем по таблице [1, табл. 3.4].

40. Диаметр шейки равен

D2 = D1 - 1 = 30 – 1 = 29 мм (допуск по h12).

41. Диаметр Dч и длина lч передней направляющей. Диаметр передней направляющей части принимаем равным наименьшему диаметру предварительного  отверстия Dч = D0, lч =L (допуск по е8).

Dч = D0 = 33,8 мм; lч =L = 55 мм.

42. Длина переходного конуса принимаем равной  lз = 15 мм.

43. Диаметр Dзн и длина lзн задней направляющей части

Dзн = Dmin = 33,8 мм (допуск по е8),

где Dmin - минимальный диаметр протянутого отверстия;

lзн = (0,5÷0,7) L = 0,6 ∙55 = 33 мм.

44. Длину протяжки до первого зуба l’1 определяем по таблице [1, табл. 3.9].

45. Общая длина протяжки

Lп= l + lр+ lк+ lзн = 300 + 237,6 + 51 + 33 = 621,6 мм.

 

2. Расчет чистовой червячно – модульной фрезы общего назначения.

 

Червячные зуборезные фрезы применяются для нарезания цилиндрических прямозубых колес наружного зацепления с эвольвентным профилем.

Червячные фрезы выполняются однозаходными, только черновые, с целью повышения производительности, выполняются многозаходными.

Чистовые фрезы изготовляют с шлифованным профилем, черновые - с нешлифованным.

Фрезы червячные чистовые однозаходные для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем нормированы ГОСТ 9324-60 и изготовляются трех типов и четырех классов:

Тип I - фрезы  цельные  прецизионные  класса  точности  АА [1, рис. 4.1];

Тип II - фрезы  цельные  общего  назначения  класс  А, В, С [1, рис. 4.1];

Тип III - сборные фрезы общего назначения классов точности А, В и С [1, рис. 4.2].

Рекомендуемое назначение фрез:

фрезы класса АА применяются для колес 7-й степени точности;

фрезы класса А - для колес 8-й степени точности;

фрезы класса В - для колес 9-й степени точности;

фрезы класса С - для колес 10-й степени точности.

В случае применения для колес комбинированных степеней точности класс точности фрезы рекомендуется устанавливать:

а) для прямозубых и узких косозубых колес - по нормам плавности работы колес;

б) для широких косозубых и шевронных колес - по нормам контакта.

ГОСТ 9324-60 предусматривает фрезы цельные модулей 1-14 и сборные модулей 10-20 мм.

 

2.1. Задание.

 

Необходимо спроектировать червячную фрезу общего назначения для обработки прямозубой шестерни с числом зубьев z1, которая должна зацепляться с колесом, имеющим число зубьев z2. Нормальный исходный контур по ГОСТ 13755-68.

Исходные данные для нарезаемого колеса [1, табл. 1.12, вар. 6]:

- модуль зубчатой передачи m = 1,75;

- число зубьев нарезаемого колеса  z1 = 25, сопрягаемого колеса z2 = 30;

- смещение исходного контура  на нарезаемом колесе x1=+0,15, на сопрягаемом x2=+0,1. Степень точности колеса по ГОСТ 1643-72:  7-8-8-Ва.

 

2.2. Расчёт параметров колеса.

 

Для дальнейших расчётов определим ряд параметров нарезаемого колеса, в расчётах параметры исходного контура для расчётов примем по ГОСТ 13755-68:

- угол профиля исходного контура   ;

- коэффициент высоты головки  зуба  ;

- коэффициент радиального зазора     ;

- коэффициент  граничной высоты      .

1. Определяем диаметр делительной окружности нарезаемого колеса :

.

2. Определяем диаметр окружности впадин нарезаемого колеса :

.

3. Толщина зуба по делительной окружности с учётом допуска на толщину зуба нарезаемого колеса :

где - допуск на толщину зуба.

 

2.3. Расчёт параметров фрезы.

 

1. Наружный диаметр фрезы назначаем в соответствии с точностью нарезаемых зубчатых колес [1, табл. 4.1, рис. 4.3], принимаем = 63 мм.