Проектирование круглого фасонного резца

z_к=4+2+4+4=14.

Число шлицевых черновых зубьев:

 

Число шлицевых зубьев z_ш.п.=4, скорректированное число переходных зубьев за счет остаточного припуска z_ш.п.= 6, число шлицевых чистовых зубьев (при z_с.ш.ч.=1) z_ш.ч=2, число калибрующих зубьев z_ш.к.=3,

z_ш=19+6+2+3=30,

z=10+14+30=54

15. Подъемы переходных  зубьев круглой и шлицевой  частей принимаем:

для круглых Sп₁=0,06 мм, Sп₂=0,03 мм

для шлицевых Sп₁= 0,06 мм, Sп₂= 0,03 мм

Подъемы чистовых зубьев круглой  и шлицевой частей принимаем для  круглых S_zч=0,02 мм (два зуба), S_zч= 0,01мм (два зуба) к подъему первого чистового зуба прибавляем 0,04 от остаточного припуска, т.е. S_zч3=0,04 мм и S_zч4= 0,01 мм, для шлицевых S_zч= 0,02 мм (два зуба).

16. Определяем длину режущей  части протяжки L_р, шаги и профиль чистовых круглых и шлицевых зубьев. Вначале находим длину фасочной части по формуле  , круглой части - по формуле , шлицевой части - по формуле

 

Для круглой и шлицевой частей находим шаг чистовых зубьев (берем средний шаг t₂).

Шагу t_о=18мм соответствует шаг чистовых зубьев, .

Остальные элементы стружечной канавки чистовых зубьев h=6 мм от t_ч зависит b= 4,5 мм, R=10 мм, r=3 мм,

l_к=18(4+2)+14(4+4-1)=206 мм,

l_ш=18(19+6+1)+14(2+3-1)=524 мм,

L_р=180+206+524=910 мм.

17. Силу протягивания на  каждой части протяжки рассчитываем  по формулам

 

 

 

18. Рассчитываем силы протягивания  на каждой части протяжки по  формулам, приняв среднюю длину  режущего лезвия на фасочных зубьях

 В_ф= =11,55 мм

P_ф= 125433 Н

P_к= 163201 Н

P_ш= 125433 Н

19. Диаметры калибрующих зубьев:

 

 

 20. Для схемы ФКШ методики принимаем диаметр впадин фасочных зубьев равным диаметру последнего переходного зуба D_вф= 91,86d11, диаметр впадин шлицевых зубьев D_вш= 92f9.

21. Число выкружек на круглых черновых и переходных зубьях и их ширина:

N_к= 14, а_к= 10.5 мм и R_к= 30 мм, R_в=36 мм

Чистовые круглые зубья  выполняются без выкружек

Число выкружек шлицевых зубьев N_ш = 12 ширину режущих лезвий на прорезных зубьях определяем по формуле:

Б_ш=b-2f

f_п= 1 мм, Б_ш= 4 мм

Для определения радиуса  выкружки R_в и радиуса шлифовального круга R_к вычислим ширину выкружек шлицевых зубьев по формуле:

 

Для а_ш= 19,6 мм и D= 98 мм, R_к= 40 мм, R_в=48 мм.

22.Диаметр передней направляющей  D_пн=91,1е8 мм, длина передней направляющей l_пн=0.75·75=56.25 мм, так как l/D>1,5

23. Длина переходного конуса  принимаем l_п=30мм

24. Расстояние от переднего  торца протяжки до первого  зуба:

L₁=l₁+l₂+l₃+l+25= 220+32+50+25=327 мм

l₁ принимают в зависимости от диаметра хвостовика = 220 мм, l₂ и l₃ в зависимости от станка l₂=32 мм, l₃= 50 мм

26. Диаметр задней направляющей  D_зн= 92f9 мм,

длину задней направляющей принимаем:

l_зн= 70 мм

Протяжку делаем без заднего  хвостовика

27. Общую длину протяжки  определяем по формуле

L=L₁+L_p+l_зн=327+910+70=1307 мм

Округляем L до 1310 мм

за счет уменьшения длины  заднего направления: l_зн= 73 мм

Табл. 1 Диаметры зубьев протяжки.

№ зуба	Диаметр зубьев, мм	Допуск, мм	α	Вид зубьев
1 2 3 4 5 6	91,46 91,42 91,70 91,66 91,90 91,86	-0,016		Черновые  и переходные круглые
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16	91,40 91,60 91,80 92,00 92,20 92,40 92,60 92,80 93,00 93,20			Фасочные
17 18 19 20 21 22 23 24	91,94 91,98 92,005 92,035 92,035 92,005 92,035 92,035	-0,007		Чистовые и калибрующие круглые
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34	93,56 94,08 94,04 94,56 94,52 95,04 95,00 95,52 95,48 96,00	-0,016		Шлицевые черновые
35 36 37 38 39 40 41 42 43	95,96 96,48 96,44 96,96 96,92 97,44 97,40 97,92 97,88	-0,016		Шлицевые черновые
44 45 46 47 48 49	98,009 98,005 98,021 98,017 98,037 98,033			Переходные
50 51	98,041 98,054	-0,007		Чистовые
52 53 54	98,054 98,054 98,054			Калибрующие

 

 

 

Расчет корригированного профиля фасочных и шлицевых прямобочных зубьев.

Для расчета корригированного бокового профиля шлицевых прямобочных зубьев из таблицы диаметров зубьев назначаем номера первого (N_A=26) и последнего (N_E=42) зубьев расчетном участку, радиусы этих зубьев R_A=47,04 мм и R_E=48,96 мм. Для расчета используем также ширину паза b=6 мм, шаг черновых зубьев t_o=18 мм. Задаемся вспомогательным углом в плане: φ₁=3º.

Подъем заднего центра С на длине протяжки и половину угла корригированного бокового профиля зубьев и шлифовального круга ω_к:

 

 

 

 

 

 мм

 

 

 

 

 

Для расчета подъема заднего  центра С, размеров для контроля бокового профиля фасочных зубьев Н_А и Н_В назначаем номера первого N_А=7 и последнего N_Е=16 фасочных зубьев и радиусы этих зубьев Rа=45.7 мм и Rе=46.6 мм, значение угла фаски β_ф и корригированного ушла фаски β_к принимаем для числа шлицев z=12: β_ф=47º, β_к =45º.

Другие данные, участвующие  в расчете, следующие: b=6 мм, с=0,5 мм, d=92 мм.

Расчет производим по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шлифование бокового профиля  фасочных зубьев производим профильным кругом с ω_к=60º. Следовательно,

 

Длина расчетного участка:

 

 

 

 

Корригированный угол профиля  фасочных впадин на протяжке 2ω_к=120º.

Для черновых зубьев: фасочных ,круглых и шлицевых                        

Для чистовых зубьев: круглых 

шлицевых 

2.6) Заточка протяжки.

Технологический процесс  заточки протяжек и режимы заточи должны быть такими, чтобы выдержать  требуемые геометрические параметры  и размеры (подъем на зуб), шероховатость затачиваемой поверхности и радиус округления режущих кромок в заданных пределах.

Заточка передней поверхности внутренних протяжек может осуществляться конической поверхностью круга тарельчатой формы. Так как передняя поверхность внутренних протяжек является конической, то при положительном переднем угле необходимо, чтобы шлифовальный круг «вписывался» в размеры канавки и не «разваливал» зуб.

При заточке передней поверхности  протяжки круг вводится во впадину  до соприкосновения с се дном и  постепенно перемещается

к передней поверхности. При  такой заточке получают впадину без уступа, который может помешать завиванию стружки.

Рисунок 2.2. Схема заточки протяжки по передней поверхности.

 

Вышлифовывание стружкоразделительных канавок производится методом врезания периферией круга, образующая которого при правке получает надлежащий профиль . Ось круга должна иметь необходимое смещение относительно передней поверхности для образования задних углов на вспомогательных кромках стружкоразделительной  канавки.

Если величина смещения будет недостаточной, то при заточке могут быть получены слишком малые или даже отрицательные задние углы, которые вызывают чрезмерно большой износ уголков. Вышлифовывание канавок необходимо проводить очень осторожно, так как можно повредить кромку следующего зуба. Нельзя шлифовать канавки с большими поперечными подачами, так  как  это вызовет местный отжиг на зубе протяжки, резкое снижение твердости на уголках.

Доводка протяжек осуществляется обычно по задним поверхностям пастами  или мелкозернистыми кругами  на бакелитовой связке.

На большинстве заводов  круглые протяжки доводятся на токарном станке со специальным приспособлением, которое обеспечивает вращение доводочного диска (2500—3000 об/мин) и его быстрое возвратно-поступательное перемещение (осцилляцию) вдоль образующей задней поверхности (300 дв. ход/мин). Амплитуда колебаний притира должна регулироваться. Например, водном из приспособлении это осуществлено при помощи сменных эксцентриков, обеспечивающих величину хода в 0,5;  1; 3,4 и 5 мм.

Диаметр притира выбирают таким, чтобы при колебательных  движениях шпинделя притир не задевал  соседних зубьев. Иногда принимают диаметр притира меньшим, чем шаг между зубьями у доводимой протяжки.

Доводочная головка приспособления имеет подпружиненный шпиндель) для  осуществления доводки с силой, обычно равной 1 ÷ 2 кгс.

Рисунок 2.3. Схема заточки  протяжки по задней поверхности.

 

Головка состоит из корпуса 1, пружины 2, гильзы 3, ограничительного кольца 4 и притира 5.

Угол наклона β доводочного шпинделя равен заднему углу а на протяжке. Если угол (β будет больше угла α, то при доводке придется снимать излишне большой припуск, что увеличивает износ притира и время доводки. Поэтому установку доводочного шпинделя следует выполнять тщательно, чтобы обеспечить при доводке снятие; равномерного слоя.

Доводка зубьев протяжек производится последовательно: вначале доводят все зубья, имеющие одинаковый задний угол, а затем зубья, имеющие по тем или иным причинам иной задний угол. Припуск после шлифования на доводку оставляют в пределах 0,01— 0,02 мм и снимают в две операции: предварительную и окончательную.

Предварительная доводка  осуществляется металлическими притирами, обычно из серого чугуна с помощью пасты зернистостью М20 из окиси хрома и карбида бора или синтетических алмазов. Паста наносится тонким слоем и растирается на задних поверхностях зубьев протяжки. Скорость вращения протяжки принимается равной 14—16 м/мин для круглых протяжек и 3—10 м/мин для шлицевых протяжек.

При окончательной доводке  снимается припуск 0,002—0,003 мм и обеспечивается шероховатость поверхности в пределах 10—11-го классов чистоты поверхности. 

Для заточи по передней поверхности применяют круги из электрокорунда белого  24А, на керамической связке, форма круга тарельчатая 2Т.

Определяем максимально  допустимый диаметр круга по формуле:

 

где: Д_п – диаметр протяжки, Д_п =98 мм;

b – угол установки шпинделя круга; b = 60⁰;

g – передний угол, g = 20⁰.

 

По табл. 6 [8], принимаем, Д_кр=160 мм; Н=16 мм; h = 4мм; d = 40 мм.

 

Режим шлифования при заточке принимаем по табл. 143, [3].:

– подача: S = 0,03¸0,05 мм на один оборот протяжки;

– скорость вращения протяжки: V_п = 10…15 м/мин;

– скорость вращения круга: V_кр = 25…30 м/с.

Характеристика круга  для заточки:

2Т 160 × 16 × 32 × 4 24А 25Н СМ110 К5 30 м/с А1 кл

Для заточки выбираем станок  3601.

 

3) Проектирование дискового шевера.

3.1) Анализ исходных данных.

Спроектировать шевер для чистовой обработки зубчатого колеса: степень точности колеса – 8.

Материал зубчатого колеса: Сталь 45

Таблица 3.1. Химический состав в % Стали 45

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.42 - 0.5	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до   0.25	до   0.04	до   0.035	до   0.25	до   0.25	до   0.08

 

Марганец (Г) увеличивает увеличивает твердость, износоустойчивость, стойкость против ударных нагрузок. Хром (Х) повышает твердость, коррозионностойкость. Кремний (С) повышает  плотность  слитка и предел текучести.

 

3.2) Назначение  инструмента.

Шеверы применяются для окончательной обработки боковых поверхностей зубьев прямозубых и косозубых колес наружного и внутреннего зацепления после предварительного их нарезания червячной фрезой или долбяком, а также для чистовой обработки точных червячных колес. Шеверы проектируются для обработки колес с определенным числом зубьев или для обработки колес с различным числом зубьев. Шеверы применяются для чистовой обработки цилиндрических колес т= 0,2...8 мм с прямыми и винтовыми зубьями наружного и внутреннего зацепления. Шевингование повышает точность колес, как правило, примерно на одну степень, при этом исправляется профиль зубьев, шаг, биение зубчатого венца, шероховатость поверхности снижается до R_а=0,63...0,32 мкм. Хуже исправляется накопленная погрешность шага.