Проектирование режущих инструментов

     мин-1.

    Корректируем  частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка 1Б290-4К и устанавливаем действительное значение частоты вращения:

    nд  = 160 мин-1           [12, т.1, стр. 39, табл. 3.4].

    5. Определяем действительную скорость  главного движения резания

    

м/мин.

    6. Мощность, затрачиваемая на резание

    

    Сила  резания

    

 

    t – длина резца, 

    t=65 мм.

    Для данных условий обработки коэффициенты и показатели степени           

    

= 212;

    xPz = 1;

    yPz = 0,75;

    nPz = 0 [6, стр. 273, табл. 22].

    Учитываем поправочные коэффициенты на силу резания 

    Kpz=KМр  · Kγp·Кφр ·Кλр·Кrр

    

[6, стр. 264, табл. 9];

    np = 0,75

    

; 

    Kγp=1,0  [6, с. 275, табл. 23],

     Кφр=1,0  [6, с. 275, табл. 23],

    Кλр=1,0  [6, с. 275, табл. 23],

    Кrр=1,0  [6, с. 275, табл. 23].

    Kpz=1,1·1,0·1,0·1,0·1,0=1,1

    Pz=10·212·651·0,04 0,75·33,410·1,1=12490Н.

    

 кВт.

    7. Проверяем, достаточна ли мощность  привода станка. Nшп=6,3 кВт 

    Nрез  ≤ Nшп;   6,2 < 6,3, т.е. обработка возможна.

    8. Основное время

    

    Длина рабочего хода (мм) резца:

    L = l + lвр + lп,

    Величина  врезания:

    lвр = t ·ctg φ = 7,5 ∙ ctg 45° = 7,5 мм;

    Перебег резца:

    lп  = 1-3 мм, принимаем lп = 2 мм;

    Длина обрабатываемой поверхности:

    l = 70 мм,

    L = 70+ 7,5+ 2 = 79,5мм,

    

мин  
 
 
 
 
 
 
 
 

      2.Расчет и конструирование червячной фрезы.

 

     2.1.Общие положения. 

     Фрезерование  является одним из высокопроизводительных и распространенных методов обработки  металлов резанием. Оно осуществляется при помощи инструмента, называемого фрезой. Фреза – многозубый инструмент, представляющий собой тело вращения, на образующей поверхности которого или на торце имеются режущие зубья.

     Главное движение при фрезеровании – вращательное (его имеет фреза); движение подачи (обычно прямолинейное) может иметь как заготовка, так и сама фреза.

     Фрезерованием обрабатывают внешние плоскости, пазы и фасонные поверхности, причем в  последнем случае необходимо иметь  фрезу соответствующей формы. Существуют также фрезы для обработки тел вращения, для развертки металлов (пилы), для изготовления резьбы (резьбовые фрезы), для изготовления зубчатых колес (зуборезные фрезы).

     Фрезы делаются цельными, составными, сборными с режущей частью из быстрорежущих  сталей или с пластинками твердых сплавов.

     Ввиду больших преимуществ фрез, оснащенных пластинами твердых сплавов (высокая  производительность; высокое качество обработанной поверхности, исключающее  иногда применение шлифования; возможность  обработки закаленных сталей; снижение себестоимости обработки и т.д.), они успешно применяются в металлообрабатывающей промышленности и вытеснили многие фрезы из инструментальных сталей.

     Наряду  с особенно широко распространенными  торцовыми фрезами с пластинками  твердых сплавов в промышленности применяются твердосплавные дисковые, концевые, шпоночные и фасонные фрезы. [3,с.269] 

     Червячная зуборезная фреза может быть представлена в виде совокупности закрепленных на цилиндрической поверхности гребенок либо в виде червяка, витки которого превращены в режущие зубья прорезанием поперечных канавок так, что на них образуются передние углы γ, и затылованием зубьев для получения задних углов α.

     Основой профиля стандартных червячных  фрез является конволютный червяк, витки которого в сечении, нормальном к направлению витка, имеют прямолинейный профиль исходной зубчатой рейки. Профиль исходной рейки характеризуется углом профиля α_п=20⁰, шагом зубьев Р_п=πm, расчетной высотой зуба h_р и его головки h^/, а также толщиной зуба фрезы по нормали S_n=P_n-s_n, где s_n – толщина зуба нарезаемого колеса по нормали.

      По назначению различают червячные  фрезы для нарезания цилиндрических прямозубых и косозубых колес, для  обработки червячных колес, для обработки червячных колес, шлицевых валов, звездочек и т.д. По конструкции червячные фрезы бывают цельными и сборными, могут закрепляться на оправках (насадках) или с помощью хвостовиков. [4,с.292] 

     2.2. Расчет червячной  фрезы для обработки  шлицевых валиков

     Фреза:

     z×d×D =10×102×108.

     Валик:

     d=102 мм,

     b=16 мм,

     D=115 мм,

     f=0,5 мм,

     r=0,5 мм,

     Материал: ст50

     HВ  =300-330, 

     термообработка  – нормализация,

     вид обработки – чистовая.

         Определение расчетных диаметров валика.

      Расчетный наружный диаметр:

     Dp=Dmax-2fmin=108,012-2·0,5=107,012 мм.

     Расчетный внутренний диаметр:

     dp=dmin+0,25E1=99,9+0,25·0=99,9 мм,

     где E1 – величина допуска на внутренний диаметр.

     Расчетная ширина шлица:

     bp=bmin+0,25E=15,965+0,25·0,150=15,973 мм,

     где E – величина допуска на ширину шлица.

     Диаметр начальной окружности валика:

     DH= мм.

     Угол  шлица γн определяется с точностью  до 1".

     

     γн= 4º. 

     Определение размеров профиля зуба.

     Определяем  шаг витков фрезы по нормали:

     tп= = мм,

     где z – число шлицев валика.

     Толщина зуба фрезы по начальной прямой:

     Sn=tn-SbH=DH мм.

     Высота  шлифованной части профиля фрезы:

      , 

     где hH - высота профиля от начальной прямой:

     hH=RH(sinαK-sinγH) sinαK,

     RH= мм.

      sinγH= .

     γH=10º.

     cosαK=

     αK=20º.

     hH=29,5(sin20º-sin10º) sin20º=1,4 мм.

     hз= мм

      мм.

     Размеры уступа под  35º:

     длина f2=2f=2·0,5=1 мм,

     высота h2=f2·tg35º=0,7.

     5. Размеры канавки для облегчения  шлифования:

     ширина l=tn-(Sn+2f2)=33,3-(17,402+2·1)=13 мм

     глубина h4=1,5-3,0 мм, принимаем h4=2 мм,

     радиус r=1-2 мм, принимаем  r=2 мм.

     6. Общая высота профиля зуба:  h0=h+h2+h4=2,899+0,7+2=5,599 мм. 

     Определение элементов режущей части.

     1. Величины De, D1, d1, b, t1, z1, rK, c1 выбираем  по [13, стр. 110, табл. 5.3] в зависимости от шага tп для червячных шлицевых фрез средней серии:

     а1 = 0,6мм,

     De= 125 мм,

      D1= 60 мм,

      

     d1= 40 мм,

      b= 10мм,

       t1= 43,5 мм,

      z1= 12,

      rK=2 мм,

      c1=5 мм.

     2. Выбираем передний угол в зависимости  от условий работы: для чистовых  фрез – γ=0.

     3. Задний угол на вершине зубьев  αк=9-12º, принимаем αк=10º.

     4. Величина первого затылования:

     К= =5,18,

     Z1 - число зубьев фрезы.

     5.  Величина дополнительного затылования:

     К1=(1,2-1,5)К=5,52-6,9, принимаем К1=6.

     6. размер шлифованной части затылка  определяется углом:

     Ψ=(0,4-0,5)η, где

     η= 30 º,

     Ψ=12-15, принимаем Ψ=12º.

     7. Диаметр D´ определяется:

     D´=De+2(K1-K) =130 мм.

     8. Глубина канавки:

     H=h0+K1-(K1-K) +rK=5,599+6-(6-5,18) +2=13,671 мм.

     9. Длина фрезы:

     L=2 ,

     C1=5, 

     L=2 =103,3 мм.

     10. Длина отверстия:

     l=(0,2-0,3)L=26,64-39,96.

     принимаем l= 30,99 мм.

     11. Положение расчетного сечения  определяется углом:

      Ψ´= .

     12. Средний расчетный диаметр:

     Dt.расч=De—2hз-2hn- мм.

     13. Угол винтовой линии:

     sinωрасч=

     ωрасч= 5º.

     14. Шаг винтовой линии: Hcn=π Dt.расч ctgωрасч=3,14·119·ctg5º =3316 мм.

     15. Осевой шаг витков:

     t0= мм.

     16. Направление червячной нарезки  – правое, а направление винтовой  канавки – левое.

     17. В качестве материала для изготовления фрезы принимаем – Р6М5. 

     Графический метод построения профиля фрезы.

     1. Вычерчиваем в выбранном масштабе  начальную окружность шлицевого  валика, начальную прямую фрезы  и вспомогательную окружность. Через  полюс зацепления проводим линию бокового профиля шлица (АР) по касательной к вспомогательной окружности (рис. 2).

     2. Строим линию зацепления: 

     а) на линии АР наносим примерно на равном расстоянии точки 1, 2, 3,4

     б) через эти точки проводим нормали  к АР до пересечения с начальной окружностью в точках 1´, 2´, 3´, 4´.

     в) проводим траектории (окружности) движения точек 1, 2, 3, 4 при вращении валика и на них делаем засечки из полюса Р длиной, равной длинам нормалей 11´, 22´, 33´, 44´, получим точки линии зацепления 1´´, 2´´, 3´´, 4´´.