книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту
..pdfпо межцентровому расстоянию h = 1,2 мм. Материал заготовки — сталь 20Х твердостью 170 НВ. Эскиз обра ботки приведен на рис. 77. Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания по таблицам нор мативов; определить основное время.
Р е ш е н и е (по нормативам [8]). 1. Выбираем режу щий инструмент. Принимаем дисковый прямозубый долбяк с модулем т = 4 мм из быстрорежущей стали Р18. Угол заточки по передней поверхности зубьев чистового
долбяка 7а = 5° |
(прил. 2, с. 160). |
II. Назначаем |
режим резания. |
1. Назначаем |
круговую подачу (подачу обкатки). |
Определяем классификационную группу, к которой по нормативам относится используемый зубодолбежный ста нок (карта 12, с 38). Станок 5122 относится к III группе станков, так как мощность его электродвигателя 3 кВт (см. паспортные данные). По карте 13 (с. 38, 39) находим
круговую подачу. |
|
|
Для параметра шероховатости обработанной поверх |
||
ности Ra — 2 |
мкм (V 6), обработки по предварительно |
|
прорезанному |
зубу |
и материала заготовки стали 45 |
$табл = °>22 |
°>25 |
мм/дв. ход. |
Необходимо учесть примечания к карте 13 (с. 39). |
||
Учитываем поправочный коэффициент на подачу (по |
||
карте 14, с. 41): Км3 = 0.9. так как материал нарезаемого |
||
колеса — сталь |
20Х, |
170 НВ, S = S Ta0nK,b,3 — (0,22 ... |
0,25) 0,9 = 0,2 |
0,225 мм/дв. ход. |
|
Подачи в карте приведены для обработки в один рабо |
||
чий ход, т. е. |
принято, что i — 1. |
|
Принимаем S = 0,225 мм/дв. ход, так как число зубьев |
нарезаемого колеса больше 25. Корректируя подачу по данным станка, принимаем S = 0,2 мм/дв. ход.
= |
Радиальная подача |
(подача |
при |
врезании) |
Spaw = |
||||||
(0,1 |
... 0,3) S |
мм/дв. |
ход; |
принимаем |
SpaB = |
0,2S |
= |
||||
= |
0,2.0,2 = 0,04 |
мм/дв. |
ход. |
Корректируя |
по |
данным |
|||||
станка, |
принимаем Span = 0,036 |
мм/дв. |
ход. |
|
3, |
||||||
|
2. Назначаем |
период стойкости |
долбяка |
(прил. |
с. 161). Для чистового дискового долбяка рекомендуется
период |
стойкости Т = 240 мин. |
|
3. Определяем скорость главного движения резания, |
||
допускаемую режущими свойствами долбяка (карта |
14, |
|
с. 40, |
41). |
|
Для обработки по предварительно прорезанному зубу, |
||
параметра шероховатости поверхности Ra — 2 мкм |
при |
круговой подаче S = 0,2 мм/дв. ход отавл = 39 м/мин. Учитываем поправочный коэффициент на скорость (там же): Кмв = 0,9 (материал нарезаемого колеса — сталь 20Х,
НВ 170); остальные поправочные коэффициенты на ско рость при заданных условиях обработки не влияют;
v„= пТабл^м0 = 39*0,9 = 35 м/мин (да 0,58 м/с).
Определяем число двойных ходов долбяка в 1 мин, соответствующее найденной скорости главного движения резания:
и _ 1000рп .
R — |
2L |
’ |
длина хода долбяка L = Ь+ |
1и |
где 1г — перебег долбяка |
на две стороны. При ширине венца до 51 мм /4 = 8мм
(прил. 14, с. |
184); L = |
35 -}- 8 = 43 мм; |
, |
1000-35 |
. |
k |
= —2743— = 4^7 дв. ход/мин. |
Корректируем число двойных ходов долбяка по пас портным данным станка и устанавливаем действительное число двойных ходов: kn = 400 дв. ход/мин.
Действительная скорость главного движения резания
2Ыгд |
2-43-400 |
= 34,4 М/МИН (: |
0,57 м/с). |
° д = 1000 |
1000 |
|
|
4. Мощность, затрачиваемая на резание, при оконча тельном зубодолблении по предварительно прорезанному зубу незначительна. В карте 14 (с. 40) в графе «Мощность» для заданных условий обработки стоит прочерк. Про верку установленного режима резания по мощности при вода станка в этом случае обычно не производят (при предварительном зубодолблении, а также окончательном по сплошному металлу проверку по мощности необходимо выполнять).
111. Основное время
/ р |
ятг |
. , |
А |
|
* о — |
ь <? |
1 “ г 7 Г " ч |
• |
|
|
«д о |
|
«д'Эрад |
|
Первое слагаемое учитывает время, затрачиваемое на обкатку, а второе — на радиальное врезание долбяка. По условию примера припуск на обработку зубьев по межцентровому расстоянию ft = 1,2 мм (при зубододбле-
№вари анта |
Материал |
|
заготовки |
1Сталь 40Х, 205 НВ
2Серый чугун, 190 НВ
3Сталь 30ХГТ, 200 НВ
4Сталь 20Х, 170 НВ
5Серый чугун, 210 НВ
6Сталь 45, 215 НВ
Обработка; |
параметр |
т, |
|
ь, |
|||
шероховатости |
мкм |
|
|||||
поверхности |
Ra, |
мм |
|
мм |
|||
Чистовая (по сплош |
2 |
46 |
20 |
||||
ному |
металлу); |
2,0 |
|
|
|||
Черновая |
(под |
ше |
4 |
42 |
40 |
||
вингование) |
|
|
|
|
|||
Чистовая |
(по пред |
4,5 |
40 |
45 |
|||
варительно |
проре |
|
|
|
|||
занному |
зубу); |
2,0 |
|
|
|
||
Черновая |
|
(под |
ше |
3,5 |
35 |
35 |
|
вингование) |
|
|
|
|
|||
Чистовая (по сплош |
2,5 |
40 |
25 |
||||
ному |
металлу); |
2,0 |
|
|
|
||
Чистовая |
(по пред |
5 |
36 |
50 |
|||
варительно |
проре |
|
|
|
занному зубу); 2,0
7 |
Сталь |
12ХНЗА, |
Черновая |
(под |
ше |
5 |
38 |
35 |
|
210 НВ |
|
вингование) |
|
|
|
|
|
8 |
Серый |
чугун, |
Чистовая |
(по |
пред |
4 |
40 |
55 |
|
180 НВ |
|
варительно прорезан |
|
|
|
||
|
|
|
ному зубу); 2,0 |
|
|
|
||
9 |
Сталь |
35Х, |
Чистовая (по сплош |
3 |
32 |
30 |
||
|
185 НВ |
|
ному металлу); 2,0 |
|
|
|
||
10 |
Серый |
чугун, |
Чистовая (по сплош |
2 |
50 |
24 |
||
|
175 НВ |
|
ному металлу); |
2,0 |
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и я : |
1. В вариантах чистовой обработки по |
предварительно прорезанному зубу принять величину припу ска на зубодолбление по межцентровому расстоянию h = 1,0 ...
1,4 мм.
2. При черновом нарезании под шевингование высота зуба колеса при обработке за один рабочий ход составит h = 2,2m мм. Для этого вида обработки применяются долбяки с модифици рованным профилем зубьев. Зубья колеса нарезаются такими долбяками на полную высоту, но с несколько большей толщи ной, т. е. с оставлением припуска на шевингование лишь по боковым сторонам зуба.
нии по сплошному металлу h — высота нарезаемого зуба). Число рабочих ходов t = 1;
3,14-4.45 . |
1,2___ |
== 7,06 -(- 0,08 = 7,14 мин. |
400-0,2 “г |
400-0,036 |
|
Задача 73. На зубодолбежном станке 5122 долбяком нарезают прямозубое колесо с числом зубьев г, модулем т (мм) и шириной венца b (табл. 119). Необходимо: выбрать режущий инструмент; назначить режим резания по .таб лицам нормативов; определить машинное время.
При решении задач кроме нормативов [8] можно пользоваться справочниками [10, 12, 16].
§ 2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБОРЕЗНОГО ИНСТРУМЕНТА
Зуборезный инструмент можно разделить на две основные группы: 1) инструмент, работающий по ме тоду копирования (деления) [модульные фрезы (дисковые
и |
пальцевые), зубодолбежные головки (к |
станкам 510) |
и |
инструмент для протягивания зубчатых |
колес]; 2) ин |
струмент, работающий по методу обкатки (огибания); червячные фрезы для обработки цилиндрических и чер вячных' колес, колес с зацеплением Новикова, зуборезные долбяки и гребенки, зубострогальные резцы для нареза ния прямозубых конических колес, резцовые головки для нарезания конических колес с круглыми зубьями, шеверы (дисковые, реечные и червячные).
При изучении этого раздела необходимо учесть, что в ГОСТ 16530—83 «Передачи зубчатые. Термины, опреде ления и обозначения», ГОСТ 16531—83 «Передачи зубча тые цилиндрические. Термины, определения и обозначе ния» и ГОСТ 18498—73 «Передачи червячные, определения и обозначения» введены новая терминология (названия) и обозначения многих элементов и параметров зубчатого колеса и червяка, которые отсутствуют в заводской технической документации и устаревших справочниках.
Значения нормальных модулей зубчатых колес, а сле довательно, и всех видов зуборезного инструмента уста навливает ГОСТ 9563—60*.
Общие термины, определения и обозначения погреш ностей и допусков для зубчатых колес передач устанавли вает ГОСТ 1643—81, а исходный контур зубчатых звольвентных передач — ГОСТ 13755—81. Этим стандартом
установлен размер угла главного профиля а = 20°, а для зуборезного инструмента угол профиля в нормаЛьйом
сечении а п = |
20°. |
фрезы |
выполняют |
Дисковые |
зуборезные (модульные) |
||
для каждого |
модуля наборами из 8, |
15 или |
26 фрез *. |
Для построения очертания профиля зуба, модульных фрез ВНИИ Инструмент предложил специальные таблицы (табл. 120, 121) значений координат х и у для любой точки Профиля фрезы, отсчитываемых от дна впадины зуба, координат Хц центров закруглений по впадине зубаи ра диусов закруглений R, а затем точек координат В, С, D, Е профилей зуба. Координаты точек Н6 и S5 являются по следними точками профиля шаблона для затыловочного резца. Профиль типа I (рис. 78) предназначен для фрез № 1—5. Этот профиль состоит из дуги окружности АВ, отрезка прямой ВС и эвольвенты CDE.
Профиль типа II предназначен для фрез № 6—8. Этот профиль состоит из отрезка прямой линии СМ, дуги окруж ности А В и эвольвенты BDE. Приведенные в таблице значения координат х и у даны для модуля т = 100 мм. Для других значений модуля табличные значения надо
разделить на 100 и умножить |
на модуль нарезаемого |
ТипI |
ГилЖ |
Рис, 78. Построение профиля дисковых модульных фрез
* Для нарезания зубчатых колес с модулем до 8 мм применяют набор из восьми фрез, с модулем свыше 8 мм — набор из 15 фрез, для более точных работ — набор из 26 фрез. Каждая фреза в наборе слу жит для нарезания колес с определенным числом зубьев.
121. Коэффициенты для определения координат точек В, С, D и Е (рис. 78) профиля дисковой модульной фрезы для модуля 100 мм (размеры в мм)
О)
а Координаты точек неэвольвентных элементов профиля Координаты точек эвольвенты rj
|
Я со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
а а> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
2§ |
Точка |
|
Точка |
С |
Центр |
окружности |
Точка D |
Точка |
Е |
|
а |
В |
||||||||||
*6* |
" о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а> |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
S, |
|
|
*ц |
Уи |
Иг |
S, |
Ил |
s 4 |
|
X |
or Я |
и , |
н ? |
|
|||||||
1 |
12—13 |
58,78 |
64,12 |
85,88 |
66,52 |
|
64,39 |
203,51 |
151,02 |
210 |
158,61 |
2 |
14—16 |
57,44 |
62,28 |
78,28 |
64,51 |
|
62,92 |
206,49 |
146,38 |
160,59 |
|
л |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
17—20 |
55,83 |
60,93 |
67,26 |
61,93 |
и |
61,16 |
209,42 |
141,41 |
|
150,87 |
|
|
||||||||||
4 |
21—25 |
51,51 |
58,53 |
57,16 |
59,25 |
|
59,01 |
211,86 |
136,62 |
220 |
151,23 |
5 |
26—34 |
47,55 |
56,42 |
49,75 |
56,80 |
|
57,25 |
213,69 |
132,76 |
144,42 |
|
|
|
||||||||||
6 |
35—54 |
41,80 |
53,65 |
— |
— |
1,67 |
53,21 |
215,54 |
128,42 |
|
137,38 |
7 |
55—134 |
33,75 |
49,89 |
— |
— |
5,78 |
45,70 |
217,31, |
123,68 |
230 |
130,40 |
8 |
135- |
25,50 |
45,45 |
|
|
10,34 |
36,93 |
218,97 |
118,59 |
123,33 |
|
|
|
|
|||||||||
|
рейка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
колеса. По рассчитанным координатам выполняют шаблон
и контршаблон для проверки профиля изготовляемой фрезы.
Для нарезания колес с малыми отклонениями разме ров от теоретического профиля зуба, а также колес с мо дификацией профиля зуба применяют индивидуальные фрезы, профиль которых требует специального расчета.
Пальцевые зуборезные (модульные) фрезы рассчиты вают так же, как и дисковые модульные фрезы. Основные размеры пальцевых зуборезных фрез выбирают по спра вочникам [12, 18].
Червячные фрезы для обработки цилиндрических зуб чатых колес с эвольвентным профилем изготовляю^ по ГОСТ 9324—80* трех типов и пяти классов точности:
А А , А, |
В, С и D. |
Тип |
1 — цельные прецизионные фрезы модулей 1— |
10 мм |
класса точности А А. |
Тип 2 — цельные фрезы с модулем 1— 10 мм классов точности А , В, С и D; модулей 11—14 мм классов точности
А А, |
А, В, С и D; модулей 16—20 мм классов точности |
АА |
и А. |
Тип 3 — сборные фрезы с модулем 8—25 мм классов точности А, В, С и D.
Червячные фрезы для обработки цилиндрических зуб чатых колес передач Новикова с двумя линиями зацепле ния с исходным контуром по ГОСТ 15023—76 изготовляют по отраслевым нормалям двух классов точности (Л и В) с модулем. 1,6—16 мм.
Конструирование и расчет червячной фрезы для обра ботки цилиндрических колес с эвольвентным профилем проводят по ГОСТ 9324—80* в приведенной ниже после: довательности.
1. Основные размеры фрезы: наружный диаметр фрезы do0; посадочный диаметр отверстия &\ общая длина фре зы L; длина буртиков I и число зубьев (число стружечных
канавок) г.
2. Размеры профиля зубьев в нормальном и осевом сечениях: шаг профиля зуба Pn0, Рхо', толщина зуба sn0; высота зуба Л0 и другие размеры профиля (рис. 79, а).
3. Расчетные размеры фрезы: угол подъема витка <Уто! угол наклона стружечных канавок Ят0; ход винтовой стружечной канавки Pz\ затылование К. Если зуб червяч ной фрезы для цилиндрических колес должен иметь спе циальный профиль, отличающийся от стандартного (а Ф
Рис. 79. Схемы для определения элементов профиля (а) и затылования зубьев (б) червячной фрезы
Ф 20°), то применяют различные методы профилирования, приведенные в специальной литературе.
4. Шпоночный паз выполняют по ГОСТ 9472—83. Для облегчения шлифования отверстий и лучшей посадки фрезы на оправку в нем делают выточку глубиной до 1 мм
идлиной I ж 0,3L.
5.Геометрические элементы лезвия рабочей части
фрезы: |
передний |
угол |
у — 0; задний угол |
на вершине |
|
зубьев а — 9 |
12°. |
|
|
|
|
6. Элементы стружечных канавок фрезы (рис. 79, б): |
|||||
глубина |
канавки |
Н = |
h + К + г для |
фрез с нешлифо- |
|
ванным |
профилем и |
Н = h -\----^ —- + |
г |
для фрез со |
шлифованным профилем; здесь h — высота зуба;
К. = я^а0 tg а — затылование.
Здесь г — радиус дна стружечной канавки; Ki — допол нительное затылование; /Сх = (1,2 ... 1,5) К', а — задний угол.
7. Технические требования к фрезам принимают по ГОСТ 9324—80*.
Зуборезные червячные фрезы для обработки червячных колес различают в зависимости от способа фрезерования: а) работающие с радиальным врезанием и подачей; б) ра ботающие с тангенциальным врезанием и тангенциальным движением подачи. Последние снабжают заборным кону сом под углом ф3 на длине, равной 2,5—3 шагам. Фрезы выполняют как насадными, так и с коническим хвосто виком [1, 11, 12, 18].
Порядок расчета, червячных фрез для обработки чер вячных колес приведен ниже.
1. Делительный диаметр фрезы dm принимают больше среднего диаметра червяка dcp на величину запаса на
повторную |
заточку |
(0,1 ... 0,05) т; d = dcp + (0,1 |
||
0,05) т. |
подъема |
винтовых канавок |
||
2. Угол |
||||
|
|
tg to = |
(при <о fa т), |
|
|
|
|
ат |
|
где К — число заходов |
червяка. |
|||
3. |
Ход |
винтовых |
канавок Рг = ndm ctg <о. |
|
4. |
Высота головки зуба фрезы hi равна высоте ножки |
|||
зуба |
червячного колеса |
Л2. |
5.Высота ножки зуба фрезы Л2 равна высоте ножки червяка Л2.
6.Полная высота профиля h = hi -f Л2.
7. |
Осевой шаг от зуба |
к зубу Р ос = пт. |
|
||
8. |
Осевой шаг |
витка |
(при многозаходном |
червяке) |
|
Р = пт К = Р0сК. |
диаметр |
фрезы daQ = dm + |
2ht . |
||
9. |
Наружный |
||||
10. |
Число зубьев фрезы |
|
|
||
|
« _ |
|
|
2я |
|
|
г ~ |
|
( . |
4 ,4 т \ * |
|
аГСС05( ' - 1 й - )
После предварительного расчета следует вычертить зуб фрезы и убедиться, правильно ли принято число
зубьев. |
Угол заборного конуса |
выбирают в пределах |
||
ф8 |
11. |
|||
= 11 |
13°. |
вершине а в определяется |
||
из |
12. |
Задний угол фрезы по |
||
соотношения |
|
где а б = 3° — задний угол на боковых сторонах профиля зуба червячной фрезы; а = 20° — угол зацепления.
13. Угол наклона верхних участков профиля к оси фрезы
где |
К — затылование; г — число зубьев фрезы; S„ — |
шаг |
канавки фрезы. |