7462

Проектирование червячной зуборезной фрезы

Контрольная

Производство и промышленные технологии

Проектирование червячной зуборезной фрезы Содержание: 1. Цель и выполняемые задачи работы 2. Исходные данные 3. Определение числа заходов фрезы nZ0 4. Назначение расчетного профильного угла исходной рейки 5. Определение шага зубьев фрезы в нормально...

Русский

2013-01-24

283 KB

306 чел.

Проектирование червячной зуборезной фрезы

Содержание:

1. Цель и выполняемые задачи работы

2. Исходные данные

3. Определение числа заходов фрезы nZ0

4. Назначение расчетного профильного угла исходной рейки

5. Определение шага зубьев фрезы в нормальном сечении

6. Определение шага захода (хода) зубьев фрезы в нормальном сечении

7. Определение толщины зуба фрезы в нормальном сечении на начальной прямой

8. Определение высоты головки зуба фрезы

9. Определение высоты ножки зуба фрезы

10. Определение полной высоты зуба фрезы....................................................................5

11. Определение радиуса закругления головки зуба фрезы............................................5

12. Определение радиуса закругления ножки зуба фрезы..............................................5

13. Назначение величины переднего угла на вершине зубьев фрезы............................5

14. Выбор величины заднего угла на вершине зубьев фрезы.........................................6

15. Назначение диаметра посадочного отверстия............................................................6

16. Определение числа стружечных канавок фрезы........................................................6

17. Определение величины основного затылования........................................................6

18. Определение величины дополнительного затылования К1.......................................7

19. Определение глубины стружечной канавки...............................................................7

20. Проверка расчетов.........................................................................................................7

21. Выбор диаметра контрольных буртиков.....................................................................7

22. Выбор угла профиля стружечной канавки..................................................................7

23. Определение длины шлифованной части зуба...........................................................8

24. Определение среднего расчетного диаметра фрезы..................................................8

25. Выбор направления витков фрезы...............................................................................8

26 . Определение угла подъема витков фрезы..................................................................8

27. Определение угла наклона стружечной канавки........................................................8

28. Определение хода винтовой стружечной канавки.....................................................9

29. Определение шага профиля по оси..............................................................................9

30. Определение шага захода по оси.................................................................................9

31. Выбор  типа  шпоночного  паза....................................................................................9

32. Назначение размеров шпоночного паза......................................................................9

33. Определение диаметра выточки посадочного отверстия........................................10

34. Назначение  ширины  контрольных  буртиков.........................................................10

35. Определение длины рабочей части фрезы................................................................10

36. Определение общей длины фрезы.............................................................................10

37. Определение длины шлифованной части посадочного отверстия.........................10

Список использованной литературы...............................................................................11

1. Цель и выполняемые задачи работы

Целью работы является ознакомление с различными формами и видами червячных зуборезных фрез, правилами установки, правилами назначения конструктивных параметров, алгоритмом проектирования фрез. Задача работы состоит в проектировании конволютной червячной зуборезной фрезы  и выполнении рабочего чертежа фрезы.

2. Исходные данные

m = 5,00 мм; α = 20°; Z1 = 24; h*a = 1,00; h*f = 1,25; ρ*f = 0,38; j = 0,17 мм;

da0 = 140 мм; степень точности = 7; класс точности =АА.

3. Определение числа заходов фрезы nZ0 

С увеличением числа заходов фрезы повышается производительность зубофрезерования, однако снижается качество нарезаемого колеса. Поэтому чистовые фрезы проектируются однозаходными. Черновые фрезы рекомендуется проектировать многозаходными. Таким образом, для чистовых фрез принимается nZ0 = 1.

4. Назначение расчетного профильного угла исходной рейки

В подавляющем большинстве случаев профильный угол исходной рейки в нормальном сечении принимается равным углу профиля исходного контура нарезаемого зубчатого колеса:

α0 = α = 2.

5. Определение шага зубьев фрезы в нормальном сечении

                                                                              (5.1)

6. Определение шага захода (хода) зубьев фрезы в нормальном сечении

                                                                   (6.1)

7. Определение толщины зуба фрезы в нормальном сечении на начальной прямой

                                                 (7.1)

где Sn1 - толщина на делительной окружности зуба колеса, которое должно быть получено в результате обработки. При проектировании фрез для чистовой обработки для определения величины Sn1 используется формула:

                        (7.2)

8. Определение высоты головки зуба фрезы

Головка зуба фрезы обрабатывает ножку зуба колеса. Поэтому высота головки зуба фрезы должна быть равна высоте ножки зуба колеса:

                                                          (8.1)

9. Определение высоты ножки зуба фрезы

Ножка зуба фрезы обрабатывает головку зуба колеса. Поэтому высота ножки зуба фрезы должна быть равна высоте головки зуба колеса, Кроме того, чтобы основание впадины зубьев фрезы не обрабатывало наружную поверхность зубьев колеса, между ними предусматривается зазор, величина которого определяется значением коэффициента С*0=0,25.

                     (9.1)

10. Определение полной высоты зуба фрезы

                                                                       (10.1)

11. Определение радиуса закругления головки зуба фрезы

Профиль зубьев фрезы на вершине и у основания закругляется дугами окружностей аналогично профилю исходного контура (рисунок 11.1). С увеличением радиуса закругления головки зуба увеличивается стойкость фрезы, однако при этом увеличивается длина переходной кривой во впадине зуба нарезаемого колеса. При проектировании фрез, предназначенных для обработки зубчатых колес, соответствующих требованиям ГОСТ 13755-81, радиус закругления головки определяется радиальным зазором передачи и подсчитывается по формуле:

                                                                                 (11.1)

Рисунок 11.1 – Профиль зубьев конволютной червячной фрезы в нормальном сечении.

12. Определение радиуса закругления ножки зуба фрезы

                                                                                 (12.1)

Величина ρ*f0  для фрез без модификации профиля принимается равной 0,3.

13. Назначение величины переднего угла на вершине зубьев фрезы

Из теории резания металлов известно, что величина переднего угла инструмента зависит от физико-механических свойств материала обрабатываемого колеса и материала режущей части инструмента. Червячно-модульные фрезы с оптимальными передними углами имеют стойкость в несколько раз больше, чем фрезы с нулевыми передними углами. Но фрезы с передним углом, не равным кулю, искажают профиль зуба нарезаемого колеса, поэтому требуется соответствующая корректировка профиля фрезы, которая является весьма трудоемкой. Поэтому чистовые фрезы проектируются с нулевым передним углом:

γ 0 = 0°.

14. Выбор величины заднего угла на вершине зубьев фрезы

Задний угол на вершине зубьев фрезы принимается согласно ГОСТ 9324-80. Для прецизионных фрез классов точности ААА и АА угол αа0 принимается равным       10-12°. Фактическое значение заднего угла уточняется после назначения величины затылования зубьев фрезы.

15. Назначение диаметра посадочного отверстия

Диаметр посадочного отверстия и наружный диаметр фрезы являются конструктивными параметрами и для различных типов фрез могут изменяться в значительных пределах. Как правило, диаметр посадочного отверстия d0 назначается из условий прочности и жесткости фрезерной оправки и уточняется по данным ГОСТ 9324-80. Диаметр посадочного отверстия может быть также пределен по следующей эмпирической формуле:

                                                               (15.1)

Значения коэффициентов Сd0 = 29 и xd0 = 0,345 выбраны для фрез стандартных конструкций модуля 1 мм и более.

Полученное расчетом значение d0 округляется до ближайшего значения стандартного ряда. Согласно ГОСТ 9324-80 d0 = 50 мм.

16. Определение числа стружечных канавок фрезы

Число зубьев (стружечных канавок) фрезы влияет на количество резов, формирующих профиль зуба колеса, на высоту гребешков, получающихся в процессе обработки, на толщину срезаемого слоя, на равномерность фрезерования.

Для уменьшения шероховатости обработанной поверхности число зубьев необходимо принимать по возможности большим, учитывая при этом возможность затылования задних поверхностей зубьев фрезы. Чаще всего число зубьев ориентировочно определяется из условия равномерности фрезерования по формуле:

(по ГОСТ 9324-80)                           (16.1)

где:                                                     (16.2)

                                 (16.3)

где:                                                                   (16.4)

17. Определение величины основного затылования

Величина основного затылования определяется по формуле:

                                      (17.1)

Рассчитанное значение величины К округляется в большую сторону до значения стандартного ряда. После приведения значения К к стандартному ряду, производится уточнение фактической величины заднего угла на вершине фрезы и определение фактической величины бокового заднего угла по следующим формулам:

             (17.2)

                (17.3)

Задний угол на боковых сторонах αб0 должен быть не менее 3°. В случае, если величина фактического заднего угла на боковых режущих кромках оказывается менее 3°, необходимо увеличить величину основного затылования К до следующего значения стандартного ряда и повторить вычисления. Процесс повторяется до тех пор, пока не выполнится условие αб0 ≥ 3°.

Принимаем К = 10,5 мм.

18. Определение величины дополнительного затылования К1 

Величина дополнительного затылования назначается в 1,2-1,5 раза больше величины основного затылования и приводится к значению стандартного ряда.

К1 = 1,2 * 10,5 = 12,6 = 13 мм (по ГОСТ 9324-80).                                           (18.1)

19. Определение глубины стружечной канавки

Глубина стружечной канавки  (высота зуба)  червячных фрез при наличии двойного затылования определяется по формуле

                                           (19.1)

Радиус закругления дна стружечной канавки для фрез модуля 2-10 мм может быть выбран по ГОСТ 9324-80. Принимаем rfk0 = 2,0 мм.

20. Проверка расчетов

Проведенный расчет полностью определяет диаметральные размеры фрезы. После проведения расчета диаметральных параметров проводится проверка следующего условия:

;                                                                                                                  (20.1)

где р* - коэффициент толщины стенки корпуса фрезы, который определяется по формуле:

(выполняется )          (20.2)

Кроме того, должно выполняться условие:

(условие выполняется)             (20.3)

Для того, чтобы цельные фрезы могли быть снабжены контрольными буртиками, в ряду стандартных значений dб0 должно присутствовать хотя бы одно значение, удовлетворяющее условию:

 (выполняется).          (20.4)

21. Выбор диаметра контрольных буртиков

Принимаем максимально возможный диаметр, удовлетворяющий условию

.

22. Выбор угла профиля стружечной канавки

Угол профиля стружечной канавки назначается в зависимости от числа зубьев фрезы согласно ГОСТ 9324-80:

, при z0 = 16.

23. Определение длины шлифованной части зуба

Длина шлифованной части зуба определяется для чистовых фрез (фрез с двойным затылованием). Расчетная формула для определения длины шлифованной части зуба:

                                                         (23.1)

где рt0 - шаг зубьев фрезы в торцовом сечении на окружности диаметра da0:

                                                                     (23.2)

kш - коэффициент для расчета длины шлифованной части. Согласно           ГОСТ 9324-80, рекомендуется принимать kш=0,33...0,5 для фрез модуля свыше 4 мм.

24. Определение среднего расчетного диаметра фрезы

Важным элементом фрезы является расчетный диаметр, который соответствует диаметру делительного цилиндра основного червяка. Для уменьшения отклонения фактических размеров угла подъема витков и угла наклона продольных канавок от расчетных, средний диаметр при проектировании фрезы принимается в сечении, отстоящем от передней поверхности зуба фрезы на 0,1-0,25 окружного шага. Тогда средний расчетный диаметр может быть определен по формуле:

                           (24.1)

Для фрез с двойным затылованием σ назначается в пределах 0,1-0,15 (σ = 0,15).

25. Выбор направления витков фрезы

Для нарезания цилиндрических прямозубых колес принимается правое направление витков.

26 . Определение угла подъема витков фрезы

Угол подъема витков фрезы на среднем расчетном диаметре определяется по формуле:

                                                        (26.1)

27. Определение угла наклона стружечной канавки

Для получения на обеих сторонах зубьев одинаковых передних углов стружечные канавки делаются винтовыми. Передняя поверхность канавок располагается нормально к виткам по среднему расчетному цилиндру, то есть на расчетном цилиндре угол наклона канавки равен углу подъема витков. Поэтому направление стружечных канавок обратно направлению витков фрезы: для правых витков выполняются левые канавки и наоборот. При угле подъема витков не более 6° допускается изготовление фрез с прямыми осевыми стружечными канавками. В этом случае передняя поверхность и, соответственно, режущие кромки фрезы располагаются в плоскости, проходящей через ось фрезы. Кроме того, осевые стружечные канавки используются в конструкциях сборных червячных зуборезных фрез. Таким образом, в зависимости от типа стружечных канавок принимаются следующие значения угла наклона винтовой линии канавки на среднем расчетном диаметре:

λm0= γm0=2°18’16’’.

28. Определение хода винтовой стружечной канавки

Ход винтовой стружечной канавки  (шаг винтовой линии канавки) определяется формулой:

                                                     (28.1)

29. Определение шага профиля по оси

Значение шага профиля по оси зависит от угла подъема витков фрезы и определяется по формуле:

                                                        (29.1)

30. Определение шага захода по оси

Величина шага захода по оси определяется по формуле:

                                                           (30.1)

31. Выбор  типа  шпоночного  паза

Червячно-модульные фрезы могут выполняться с продольным или торцовым шпоночным пазом.  Продольный шпоночный паз дает возможность  сравнительно  просто  контролировать биение фрезы и передвигать фрезу вдоль оправки, однако он ослабляет тело фрезы. Торцовый шпоночный паз не ослабляет тело фрезы, но усложняет контроль биения фрезы. В настоящее время червячно-модульные фрезы изготавливаются в основном с продольным шпоночным  пазом.  В  соответствии  с  требованиями ГОСТ 9324-80 прецизионные фрезы класса точности АА должны изготавливаться только с продольным шпоночным пазом.

Таким образом, фреза выполняется с продольным шпоночным пазом.

32. Назначение размеров шпоночного паза

Размеры шпоночного паза (рисунок 32.1) назначаются в зависимости от его типа и диаметра посадочного отверстия в соответствии с требованиями              ГОСТ 9472-83. Размеры продольного шпоночного паза согласно ГОСТ 9472-83 приведены в таблице 32.1.                                                                

                                                                                                  Таблица 32.1

dH6

b

C1H12

Rmax

Tz/2

50

12

53,5

1,6

0,09

 

Рисунок 32.1 – Шпоночный паз.

33. Определение диаметра выточки посадочного отверстия

Для уменьшения посадочной поверхности отверстие снабжается выточкой. Ориентировочно диаметр выточки определяется по формуле:

                                                                     (33.1)

Расчетное значение диаметра выточки посадочного отверстия округляется в большую сторону до целого значения.

34. Назначение  ширины  контрольных  буртиков

Ширина контрольных буртиков принимается равной 4, 5 или 6 мм. Как правило, большие значения соответствуют большим значениям модуля фрезы.

Принимаем Lб0 = 5 мм.

35. Определение длины рабочей части фрезы

В основу расчета длины рабочей части фрезы положено следующее соображение: длина рабочей части фрезы должна быть не меньше длины проекции линии зацепления на начальную прямую рейки. Для увеличения срока службы желательно периодически передвигать фрезу на оправке и вводить в работу незатупившиеся зубья. В связи с этим при расчете длины рабочей части фрезы предусматривают некоторый запас длины на возможные перемещения фрезы на оправке (запас на осевые перестановки). Кроме того, часть крайних зубьев у торцов фрезы получается уменьшенной толщины из-за винтового характера витков фрезы. Чтобы исключить их из работы, увеличивают длину фрезы еще на один шаг. Таким образом, длина рабочей части фрезы определяется по формуле:

(35.1)

где:                                                                              (35.2)

где: См = 17, xp = - 0,542.

36. Определение общей длины фрезы

Общая длина фрезы складывается из длины рабочей части фрезы и ширины двух контрольных буртиков:

                                                           (36.1)

Рассчитанная длина фрезы округляется до ближайшего большего значения стандартного ряда по ГОСТ 9324-80.

37. Определение длины шлифованной части посадочного отверстия

Длина шлифованной части посадочного отверстия с каждого торца определяется по формуле:

Lv0 = (0,2...0,3)L0 = 0,3 L0 = 54 (мм)                                                                    (37.1)

Рассчитанная величина Lv0 округляется до ближайшего целого значения.

Проведенный расчет полностью определяет геометрию цельной червячной зуборезной фрезы. Полученные данные достаточны для выполнения рабочего чертежа инструмента.

Список использованной литературы:

1) Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов / Г.Н. Сахаров, О.Б. Арбузов, Ю.Л. Боровой и др. – М. : Машиностроение, 1989. – 328 с.

2) Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов: Учебное пособие для вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» / Под общ. Ред. Г.Н.Кирсанова – М.: Машиностроение, 1986. – 288 с.

3) Червяные зуборезные фрезы: Учебное пособие. Нарожных А.Т., Скребнев Г.Г., Токарев В.В. и др. / ВолгГТУ, Волгоград, 1998. – 136 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82883. Пристрій захисту від перевищення напруги мережі 120.95 KB
  Організація виробництва полягає у координації руху матеріальних і трудових ресурсів для виконання технологічних операцій з закріпленням їх за конкретними робочими місцями, завдяки чому досягається ритмічна робота виробничої дільниці і високі техніко-економічні показники.
82884. Районная электрическая сеть 6.79 MB
  При проектировании главным образом определяют: конфигурацию электрической сети и принципиальную схему электрических соединений линий станций и подстанций; параметры линий электропередачи и силовых трансформаторов; средства регулирования напряжения компенсации...
82885. Совершенствование текущей политики управления финансами предприятия (Вариант 8) 97.16 KB
  Целью данной курсовой работы является совершенствование текущей политики управления финансами предприятия. Для достижения цели в работе поставлены и решаются следующие задачи: оценить состояние текущей финансовой политики предприятия; провести анализ текущей производственной программы предприятия и разработать предложения...
82886. Расчет теплового пункта с зависимой и независимой схемами присоединения систем отопления 1.25 MB
  Тепловой пункт — это важный узел в теплосистеме, обеспечивающий передачу тепловой энергии из центральной сети к потребителю. Тепловые пункты обслуживают многоквартирные дома (индивидуальный тепловой пункт) или целые микрорайоны, поселки и группы объектов (центральный тепловой пункт).
82887. Разработка технологического процесса на восстаноление башмака трактора Т-130. Количество деталей в партии – 250 штук 379.33 KB
  С каждым годом растут объёмы строительства автомобильных дорог и твёрдых покрытий. Наряду со строительством новых современных дорог предстоит выполнить огромный объем работ по реконструкции и ремонту существующей дорожной сети.
82888. Морская навигационная техника и её использование в судовождении 1.1 MB
  Оборудование гирокомпаса должно включать картушку компаса или аналоговый репитер для управления судном и дополнительное оборудование для визуального пеленгования. Оно должно быть градуировано в равных интервалах через один градус или десятую часть градуса. Цифровые обозначения
82889. Роль финансового менеджмента в организации финансов на предприятии 1.18 MB
  Цель работы исследовать организационную структуру финансового менеджмента предприятия. Любой бизнес начинается с постановки и ответа на следующие три ключевые вопроса: каковы должны быть величина и оптимальный состав активов предприятия, позволяющие достичь поставленные перед предприятием...
82890. Совершенствование рекламной деятельности предприятия (на примере ОАО «Слуцкий сыродельный комбинат») 5.82 MB
  Цель курсовой работы: изучить рекламную деятельность предприятия ОАО «Слуцкий сыродельный комбинат» и предложить направления ее совершенствования. Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: определить сущность рекламной деятельности; дать характеристику предприятия ОАО «Слуцкий сыродельный комбинат»...
82891. Техника управления затратами предприятия на производство продукции 86.15 KB
  Острая конкурентная борьба заставляет предприятия проявлять пристальный интерес к управлению затратами искать пути по усовершенствованию их учета и мониторинга. Оптимизация процесса управления затратами позволяет предприятию снижать общий уровень затрат. Поэтому основным условием увеличения прибыли предприятия является снижение издержек производства и сбыта продукции в частности снижение себестоимости выпускаемой продукции поэтому организация и управление затратами являются приоритетной задачей для предприятия. Практически на каждом...