Расчёты металлорежущих инструментов
Длина задней направляющей lзн = 22 мм.
Рисунок 4
МИ.02.112.01 ПЗ
Лист
2. Проектирование червячной шлицевой фрезы
2.1. Исходные данные
Спроектировать червячную фрезу для нарезания шлицев на шлицевом валу.
Таблица 2.1
Данные по первой цифре шифра | ||||
№ п/п | Центрирующий диаметр |
Предельные отклонения на d |
Предельные отклонения на D |
Предельные отклонения на b |
1 | d | h9 | a11 |
h10 |
Таблица 2.2
Данные по оставшейся двухзначной части шифра | |||||
№ п/п |
Число шлицев n |
d, мм |
D, мм |
b, мм |
с, мм |
12 | 8 |
46 |
50 |
9 | 0,5 |
Обозначение вала:
d-8х45h9x50a11x9h10
Рисунок 5
Число шлицев: n = 8
Наружный диаметр: D = 50a11 =
Малый диаметр: d = 46h9 =
Ширина шлица: b = 9h10 =
Центрирование – по малому диаметру d.
Фаска 0,5*45˚
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.2. Расчётные размеры шлицевого вала.
2.2.1. Расчётный наружный диаметр
, где Dmax – наибольший предельный размер наружного диаметра;
С – размер фаски.
Dр = 49,66 – 2*0,5 = 48,66 мм
2.2.2. Расчётный малый диаметр
, где dmin – наименьший предельный размер малого диаметра;
Тd – допуск на изготовление малого диаметра.
dp = 49,938 + 0,25*0,062 = 45,9535 мм
2.2.3. Расчётная ширина шлица
, где bmin – наименьший предельный размер (ширина) шлица;
Tb – допуск на размер b.
bp = 8,942 +0,25*0,058 = 8,9565 мм
2.2.4. Диаметр начальной окружности
= 48 мм
2.2.5. Радиус начальной окружности
Rн = 48/2 = 24 мм
2.2.6. Синус угла профиля шлица
sin γ = 8,9565/48= 0,186594
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.2.7. Угол профиля шлица
2.3. Радиус и координаты центра заменяющей окружности
2.3.1. Высота профиля резьбы
Расчётная высота шлицев
h = (48– 45,9535)/2 = 1,023 мм
2.3.2. Ординаты точек А1 и А2
y1 = 0,45h = 0,45*1,023 = 0,46 мм
y2 = 0,9h = 0,9*1,023 = 0,92 мм
2.3.3. Угол поворота заготовок вала φ1 и φ2 при соответствующих ординатах y1 и y2
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.3.4. Абсциссы точек А1 и А2
, где φ1 и φ2 – в радианах
2.3.5. Абсцисса центра заменяющей окружности
2.3.6. Ордината центра заменяющей окружности
2.3.7. Радиус заменяющей окружности
2.4. Расчёт остальных размеров профиля фрезы
2.4.1. Шаг витков по нормали (равен шагу шлицев вала по начальной окружности).
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
Рисунок 6
, где n – число шлицев
P = 3,14*48/8 = 18,84 мм
2.4.2.Толщина зуба фрезы по начальной прямой (равна ширине впадины между шлицами вала по начальной окружности).
2.4.3. Высота кривого участка профиля (без учёта высоты усиков)
2.4.4. Общая высота профиля
При фрезеровании шлицевого вала червячной фрезой боковая поверхность шлица сопрягается с малой цилиндрической поверхностью обрабатываемого шлицевого вала по плавной кривой (галтели). Для валов, центрирующихся в шлицевом отверстии по малому диаметру, наличие таких переходных кривых на рабочем участке боковой стороны шлица не допускается. В данном случае центрирование идет по малому диаметру, следовательно на вершинах профиля фрезы следует предусмотреть выступы – «усики».
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
Высота усика hу:
К – угол профиля шлица у его основания
К – критический угол, при котором может произойти профилирование на рабочем участке боковой стороны шлица.
h0 = 1,35+0,2+0,5+1,95= 4 мм
2.4.5. Ширина канавки по дну впадины
U = 18,84 – 9,83 – 2*0,5 = 8 мм
2.4.6. Угол фаски у основания профиля зуба выполняется 35˚ для фаски на впадине с углом 45˚ (с учётом обкатки).
2.4.7. Ширина вершины усика
by = 1*0,2=0,2мм
2.4.8. Угол усика
принимаем =450
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.4.9. Передний угол у чистовых фрез
= 00
2.4.10. Наружный диаметр фрезы
Dеи=100 мм
2.4.11. Диаметр буртиков
dB = 48 мм
2.4.12. Ширина буртиков
bB = 3,5 мм
2.4.13. Диаметр отверстия
d0 = 32H6 мм
2.4.14. Диаметр расточки
d1 = d0 + 1 = 32 + 1 = 33 мм
2.4.15. Длина фрезы
Вычисленная величина L является минимально допустимой. Конструктивно увеличим длину фрезы до (1…1,2)Dеи
Принимаем L = 1*100 = 100 мм
2.4.16. Длина расточки (округлить до четного числа)
2.4.17. Число винтовых стружечных канавок (число зубьев)
Dеи > 80, следовательно Z = 14
2.4.18. Величина затылования шлифованной части зуба
где аВ – задний угол на вершине зуба
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.4.19. Величина дополнительного затылования (не шлифованной части зуба)
KI (1,3…1,5)К = 1,5*4 = 6 мм
2.4.20. Длина шлифованной части зуба
, где
Рокр – окружной шаг зуба
2.4.21. Угол профиля стружечной канавки
= 250
2.4.22. Радиус дна стружечной канавки
Выбирается конструктивно: r = 3 мм
2.4.23. Глубина стружечной канавки (полная высота зуба)
2.4.24. Средний расчетный диаметр
Dcp=Dеи – 2(h+hy) – 0,25*К
Dcp=100 – 2(1,023+0,2) – 0,25*4 = 98,554 мм
2.4.25. Угол подъема витков профиля
2.4.26. Шаг витков по оси фрезы
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
2.4.27. Шаг винтовых стружечных канавок
принимаем Т = 4110 мм
2.4.28. Угол наклона винтовых стружечных канавок
2.4.29. Размеры шпоночного паза
d0 = 32H6
выбираем по справочнику: Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3т. М.: Машиностроение, 1985. Т.2, 559 с.
bш = 10 H7 = 10 + 0,018 мм;
tш = 3,3 мм
Остальные размеры фрезы (фаски, радиусы) выбираются конструктивно.
МИ.02.112.02 ПЗ
Лист
3. Проектирование фасонного резца
3.1. Исходные данные
спроектировать круглый фасонный резец для обработки детали:
Материал детали:
латунь
3.2. Расчетная схема для определения размеров профиля.
3.2.1. Расчетные размеры детали
Допуск на длину всех участков + 0,1мм, расчет можно упростить:
l1 = 0 мм
l1/ = 2 мм
l2 = 8 мм
l3 = 10 мм
l4 = 12 мм
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
l5 = 15 мм
l6 = 17 мм
l6/ = lд – фаска =20 – 1 = 19 мм
3.2.2. Дополнительные режущие кромки
слева: S3=1мм; S4=4мм; S5=2мм
справа: S1=0мм (на правом торце нет фаски); S2=4мм
Общая длина резца:
Lp = Lд + S1 + S2 + S3 + S4 + S5 = 20+0+4+1+4+2 = 31 мм
Проставим размеры от базовой стороны до профиля резца больше расчетных на S1 + S2 = 4 мм.
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
3.2.3. Основные размеры резца
Выбираем по таблицам для круглых резцов:
Максимальная глубина профиля резца:
Тmax = (r6 – r0) = 25,96 – 15,95 10 мм
a = Lp/3 = 31/3 = 10,3 10 мм
D = 75 h7
d = 22 h6
d1 = 23
b = D – Tmax – 4 = 75 – 10 – 4 = 61
r = 2
D1 = 42 +0,1
d2 = 5 H9
3.2.4. Передний угол
В наиболее выступающей точке режущей кромки выбираем:
Материал – латунь: 0 = 50
Проверка:
Тmax = (d6 – d0)/2 = (52 – 32)/2 = 10 мм
rmax = r6 = 26 мм.
Условие соблюдено
3.2.5. Задний угол
В наиболее выступающей точке режущей кромки выбираем:
Проверим величину бокового заднего угла в т.6, где угол - наименьший
= 300 Т6 4 мм – определяем из чертежа
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
,
что удовлетворяет условию aN > 30
3.2.6. Угол скоса передней поверхности
Величина превышения оси резца над осью детали:
3.2.7. Коррекционный расчет профиля резца (профилирование)
Общие исходные данные:
а0 = 80; 0 = 200; r0 = 15,95 мм; R0 = D/2 = 75/2 = 37,5 мм
Для расчета применим формулы:
А0 = r0 sin 0
H0 = R0 sin 0
W0 = R0 cos 0
Результаты расчетов сводим в таблицу:
таблица 3.1
№№ точек |
1, 1I |
2 | 3 | 4 | 5 |
6, 6I |
ri, мм |
16,95 | 19,9 | 17,9 | 23,9 | 21,9 | 25,96 |
Ti, мм |
0,98 | 3,91 | 1,95 | 7,81 | 5,86 | 9,76 |
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
Для точки с максимальным радиусом r, необходимо проверить угол заострения. В данном случае это будут точки 6, 6I.
3.2.8. Результаты графического профилирования
Графическое профилирование позволяет определить значения Т с меньшей точностью, чем аналитическое. Смотри чертеж МИ.02.112.04
таблица 3.2
№№ точек |
1, 1I |
2 | 3 | 4 | 5 |
6, 6I |
Ti, мм |
1 | 4 | 2 | 8 | 6 | 10 |
Ti, мм |
0,02 | 0,09 | 0,05 | 0,19 | 0,14 | 0,24 |
3.2.9. Отклонения размеров
Предельные отклонения размеров профиля резца:
продольные: + 0,04 мм
глубин профиля: + 0,012 мм
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
Расчетная схема размеров профиля резца
МИ.02.112.03 ПЗ
Лист
Литература
Щеголев А.В. Конструирование протяжек. – Л., Машгиз, 1952, 324 с. ил.
Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч., ч.1 /Под ред. В.Д. Мягкова. 5-е изд. – Л., Машиностроение, 1979, 544с. ил.
Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч., ч.2 /Под ред. В.Д. Мягкова. 5-е изд. – Л., Машиностроение, 1979, 545 - 1032с. ил.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. В 3-х т., т.1, 5-е изд. – М., Машиностроение, 1979, 728 с., ил.
Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. В 3-х т., т.2, 5-е изд. – М., Машиностроение, 1979, 559 с., ил.
ГОСТы ЕСКД
Романов В.Ф. Расчеты зуборезных инструментов. – М., Машиностроение, 1969, 251 с. ил.
Дарманчев С.К. Фасонные резцы. 2-е изд. – М., Машиностроение, 1968, 168 с., ил.