Конструирование металлорежущего оборудования

Содержание

1. Расчёт шлицевой протяжки

2. Расчёт дисковой модульной резы

2.1 Исходные данные для проектирования

2.2 Определение профиля эвольвентного участка

2.3 Выбор геометрических параметров зубьев фрезы

2.4 Определение конструктивных элементов фрезы

3. Расчёт метчика

3.1 Общий расчет

3.2 Расчет резьбовых параметров метчиков

3.3 Расчет угла заборного конуса

Перечень ссылок

 

1 Расчет шлицевой протяжки

Исходные данные: материал заготовки – СЧ 15; D_o= 50 Н11; L = 65 мм; c = 0,5; r = 0,5 мм;

D – 8 х 50H11 х 56H8 х 6В9.

Расчёт:

1.         Расстояние до первого зуба:

l₁ = 280 + L = 280 + 65 = 345 мм

2.         Припуск на протягивание:

А = 0,005D + (0,1÷ 0,2) = 0.005*50 + 0.15= 1.5 мм

3.         Диаметр отверстия до протягивания: D₀₁ = D_п = 50 мм

4.         Диаметр хвостовика: d₁ = 45 мм

5.         Площадь хвостовика [1., табл. 8.3, с. 217]: F_x = 907.9 мм²

6.         Шаг режущих зубьев: t_p = m= (1,25÷1,5)= 10÷12 мм

7.         Принятый шаг зубьев [1., табл. 8.6, с. 219]: t_p = 10 мм

8.         Наибольшее число одновременно работающих зубьев:

Zmax =

9.         Глубина стружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:h_K = 4 мм.

10.      Площадь стружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:F_K = 12,56 мм.

11.      Коэффициент заполнения стружечной канавки [1., табл. 8.8, с. 220]: К = 2.5

12.      Подача, допустимая по размещению стружки в канавке:

13. Допустимая сила резания по хвостовику [1., табл. 8.9, с. 220]:

P_x = F_x·σ_x= 907.9·300 = 272370 Н

14. Допустимое усилие по прочности первого зуба:

P₁ = F₁·σ₁ = π·(D₀₁-2h_K)²· σ₁ / 4 =(3,14·(50–2·4)²·400 / 4 = 164025 Н,

где σ₁ = 400 МПа [1., табл. 8.9, с. 220].

15. Расчетная сила резания: Р_р = 164025 Н

16. Наибольшая ширина срезаемого слоя:

В_р = (b_ш + 2f + 0,5)·n_z = (6 + 2·0,5 +0,5)·8 = 60 мм

17. Подача, допустимая по расчетному усилию:

где С_р. = 2040 Н/мм² – при НВ > 190 [1., табл. 8.7, с. 220].

Так как S_zp> S_zk принимаем одинарную схему резания.

18. Наибольшая ширина слоя при нарезании: В_{р ш} = b_{ш ·} n_z = 8 · 6 = 48 мм

19. Подача, допустимая по расчетному усилию:

20. Шаг режущих зубьев для групповой схемы резания:

t_p = m= (1,45÷1,9)= 11,69÷15,32 мм

21.      Принятый шаг: t_p =12 мм [1., табл. 8.6, с. 220].

24. Глубина стружечной канавки [1., табл. 8.6, с. 219]:h_K = 4 мм.

25.      Максимальное число одновременно работающих зубьев:

Zmax =

26.      Допустимая подача по размещению стружки:

27. Допустимое усилие по прочности первого зуба:

P₁ = F₁·σ₁ = π·(d‑2h_K)²· σ / 4 =(3,14·(50–2·5)²·400 / 4 = 553896 Н

28. Расчетная сила резания: Р_р = Р_x= 164025 Н

29.      Допустимая подача по усилию резания:

30.      Расчетная подача для групповой схемы резания:

S_ZP = 0,096 мм/зуб

31.      Припуск, снимаемый фасочными зубьями:

D = d_{В min} + 2f +0,3 – D₀₁ = 50 + 2·0,5 + 0,3 – 50 = 1,3 мм

32.      Число фасочных зубьев при одинарной схеме резания:

Z_ф =

33.      Длина режущей части фасочных зубьев:

 

l_РФ = t_P·(z_Ф-1) = 12·(11 – 1) = 120 мм

34. Число фасочных зубьев для групповой схемы резания:

Z_ФГ =

35.      Длина режущей части фасочных зубьев:

 

l_РФГ = t_P·(z_ФГ -1) = 10·(22 – 1) = 210 мм

Так как длина режущей части фасочных зубьев при групповой схеме резания больше длины, чем при одинарной схеме, то окончательно выбираем одинарную схему резания.

36.      Диаметры фасочных зубьев (S_zp = 0,167 мм/зуб):

DФ1 = 50 мм	DФ4 = 50,756 мм
DФ2 = 50,252 мм	DФ5 = 51,008 мм
DФ3 = 50,504 мм	DФ6 = 51,16 мм

37. Число фасочных зубьев: Z_ф = 11

38. Длина фасочной части: l_РФ = 200 мм

39. Диаметры шлицевых зубьев (S_zp = 0,066 мм/зуб):D_Ш1 = d + 2·f = 50 + 2·0,1 = 51 мм

DШ1 = 51 мм	DШ12 = 52,58 мм	DШ23 = 54,04 мм	DШ34= 55,36 мм
DШ2 = 50,26 мм	DШ13 = 52,72 мм	DШ24 = 54,17 мм	DШ35 = 55,50 мм
DШ3 = 50,40 мм	DШ14 = 52,85 мм	DШ25 = 54,30 мм	DШ36= 55,62 мм
DШ4 = 50,53 мм	DШ15 = 52,98 мм	DШ26 = 54,43 мм	DШ37= 55,75 мм
DШ5 = 51,66 мм	DШ16 = 53,11 мм	DШ27 = 54,56 мм	DШ38= 55,88 мм
DШ6 = 51,79 мм	DШ17 = 53,24 мм	DШ28 = 54,70 мм	DШ39= 56,02 мм
DШ7 = 51,92 мм	DШ18 = 53,38 мм	DШ29 = 54,83 мм
DШ8 = 52,05 мм	DШ19 = 53,50 мм	DШ30 = 54,96 мм
DШ9 = 52,19 мм	DШ20 = 53,64 мм	DШ31 = 55,09 мм
DШ10 = 52,32 мм	DШ21 = 53,77 мм	DШ32 = 55,22 мм
DШ11 = 52,45 мм	DШ22 = 53,90 мм	DШ33 = 55,36 мм

40. Число шлицевых зубьев: Z_РШ = 39

41.      Длина режущей шлицевой части: l_РШ = t_P·z_РШ = 12·39 = 390 мм

42.      Шаг калибрующих зубьев: t_К = 0,7·10 = 7 мм

43.      Число калибрующих зубьев для шлицевой части: Z_КШ = 6 [1., табл. 8.11, с. 221]

44.      Длина калибрующей шлицевой части: l_КШ= t_К·z_КШ = 7·6 = 42 мм

47.      Длина заднего направления: l_З = L = 65 мм

48.      Общая длина протяжки: L_ПР = Sl = 65+100+345+390+42=922 мм

49.      Допустимая длина протяжки: L_{ПР max} = 40 · D_O < 2000 = 40 · 50 = 2000 мм

Рекомендую использовать комплект из двух протяжек, так как не выполнено условие

40 · D_O < 2000.

50.      Необходимая длина рабочего хода для работы:

l_РХ = Sl_Р + Sl_К + L = 200+210+65+112=577 мм

Расчёт размеров фасочных зубьев:

51.      Определим угол b₁:

b₁ = 45° – arcsin() = 45° – arcsin() = 35°47´

52.      Вспомогательная величина N:

N = = = 25,184 мм

53.      Величина М:

М = N·sinb₁ + cosb₁ = 25.184·sin33°47´ + cos35°47´ = 11.447 мм

54.      Угол b:

b =  + 2b₁ =  + 2 · 35°47´ = 116°24´

55.      Ширина площадки:

P =  – b_Ш – 2Dh – 2f – 0,5 =  – 8 – 2·0,8 – 2·0,5 – 0,5 = 8.525 мм

56.      Расстояние между стружкоразделительными канавками:

b = 1,7 = 1,7 = 12,02 мм

57.      Число стружкоразделительных канавок:

n_c =  = 13,06 » 13

2. Расчет червячной модульной фрезы

Спроектировать дисковую зуборезную фрезу для нарезания прямозубого цилиндрического колеса с эвольвентным профилем, для чего необходимо:

– определить профиль рабочего и переходного участков зуба фрезы;

– выбрать геометрические параметры зубьев;

– рассчитать конструктивные элементы фрезы;