Реферат: Изготовление конического зубчатого колеса

                        Диаметр делительной окружности             20 - 320 мм ;

                        Степень точности                                         6

                        Цена деления                                                0,001 мм;

                        Допускаемая погрешность                           0,0035 мм

1. Расчет режимов резания.

Расчет режима резания при токарной обработке.

Деталь - коническое зубчатое колесо . Материал сталь 45;

s в = 61 кг-с/ мм 2 ;

Режущий инструмент  -  токарный проходной резец из быстрорежущей  стали Т5К10, правый, стойкость резца  - 90 мин  .

Оборудование  -  токарно - винторезный станок  1М 61

Необходимо рассчитать режим резания при токарной обработке цилиндрической поверхности с диаметра  Æ 87,66 мм; до диаметра  Æ 60 мм; по 5 классу, на длине 12 мм .

1) .Определяем припуск на механическую обработку и глубину резания :

 мм

Учитывается что припуск до  2мм  срезается за один проход, принимаем i = 7, где i - число проходов, то;

мм

2. Назначаем подачу для первого точения: -  0,4 мм/об проверяем выбранную подачу с паспортной подачей станка  1М 61:

                                                Sст = 0,08 ¸ 1,9  мм/об

                                                Z = 24 ( число ступеней подач )

                                                Smax = Smin ´ jz - 1 ;

;

Рассчитаем значение подач по ступеням :

            S10 = S1 ´ j 9 =  0,08 ´ 1,15 9 = 0,28 мм/об

            S11 = S10 ´ j =  0,28 ´ 1,15 = 0,32  мм/об

            S12 = S11 ´ j = 0,32 ´ 1,15 = 0,368  мм/об

            S13 = S12 ´ j = 0,368 ´ 1,15 = 0,423 мм/об

В качестве расчетной принимаем ближайшую меньшую :

Sp = S12 = 0,368 мм/об

3) . Определяем расчётную скорость резания:

, где

Kv - поправочный кооэфициент, учитывающий реальные условия резания

; где

 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала.

 - поправочный коэффициент на материал режущей части инструмента.

Для Т5К10  = 0.65; (таб. 2)

 = поправочный коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца:

Для Т = 90 мин.  = 0.92 (таб. 3)

= поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок

(таб. 4)  = 1.0

Находим:

=

 - коэффициент зависящий от качества обрабатываемого материала и материала режущей части инструмента;

Т - принятый период стойкости резца (Т = 90 мин)

Значения  - находим по таблице 5, для стали при S > 0.3;  

то ;

4.        Определяем расчётную частоту вращения ;

, где D - диаметр детали.

;

По паспорту станка 1М61

 = 12.5 об/мин;

= 1600 об/мин

Z = 24 (число ступеней вращения)

=  ´ ;

Определяем частоту вращения по ступеням.

В качестве расчётной принимаем ближайшее меньшее значение

5. Определяем фактическую скорость резанья:

;

Основные режимы резания при точении:

t = 1.98 мин.

Sp = S12 = 0.368 мм/об

 = 116 м/мин

=  = 422 об/мин

6.        Проверяем выбранный режим по мощности, потребляемой на резание:

, где

Кр - поправочный коэффициент, где

 - поправочный коэффицент на обрабатываемый материал, по таб. 6 находим

 = 0.89 (sв = 61 кг-с/мм2)

 - поправочный коэффициент на главный угол в плане резца (таб. 7)

 = 1.0; (j = 450);

То Кр =  ´ = 0.89 ´ 1.0 = 0.89;

Значения  находим по таблице 8

 То

 кг-с;

Определяем осевую составляющую силы резания ;

кг-с, =17.14 кг-с

По паспорту станка кг-с  следовательно расчёт произведён верно.

7.        Определяем эффективную мощность на резании Nэ;

квт

8.        Определяем мощность потребляемую на резание.

КПД станка = 0.75

квт.

определяем коэффициент использования станка

,

где  - мощность главного электродвигателя станка; N=4 квт (по паспорту)

9.          Определяем технологическое (машинное) время

где L - расчётная длина обрабатываемой поверхности.

L = l + l1 + l2, где

l - действительная длина обрабатываемой поверхности; l = 12 мм;

l1 - величина врезания

l1 = t ´ ctgj = 1.98 ´ ctg450 = 1.98 мм;

l2 - выход инструмента;

l2 = (2¸3) Sст = 2 ´ 0.37 = 0.74 мм;

i = 7 (количество проходов)

L = l + l1 + l2 = 12 + 1.98 + 0.74 = 14.72 мм;

минут.

(Приложение) Операционная карта механической обработки : 010 ТОКАРНАЯ

Расчёт и конструирование сверла.

            Расчёт и конструирование сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для обработки сквозного отверстия Æ 30, глубиной L = 33 мм. В заготовке из стали 45 с пределом прочности s = 610 Мпа;

5.1       Определяем диаметр сверла по ГОСТ 2092-77 находим необходимый диаметр сверла Æ 30 мм: сверло 2301-4157.

5.2       Определяем осевую составляющую силы резания

DХp;

;

где по таблице ;

- по расчётам режима резания;

;

5.3       Момент силы сопротивления резания

DZм, где

5.4       Определяем № конуса Морзе хвостовика;

            осевую составляющую силу резания можно разложить на две силы:

Q - действующую нормально к образующей конуса  , где q угол конусности хвостовика, и силу R действующую в радиальном направлении и уравновешивающую реакцию на противоположной точке поверхности конуса.

            Сила Q создаёт касательную составляющую T силы резания; с учётом коэффициента трения поверхности конуса о стенки втулки m имеем:

  ;

            Момент трения между хвостовиком и втулкой:

            Приравниваем момент трения к максимальному моменту сил сопротивления резанию, т.е. к моменту, создающимуся при работе затупившимся сверлом, который увеличивается до трёх раз по сравнению с моментом, принятым для нормативной работы сверла

            средний диаметр конуса хвостовика: или ;

=9.225 кг-с´м;

= 654 кг-с

m = 0.096 - коэффициент трения стали по стали;

Ðq =

- отклонение угла конуса

мм

По ГОСТ 25557-82 выбираем ближайший больший конус т.е. конус Морзе №3:

5.5 Определяем длину сверла по ГОСТу находим

L = 395 мм

l = 275 мм

5.6 Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла;

Форма заточки - ДП (двойная с подточкой перемычки),

Угол наклона винтовой канавки

- угол между режущими кромками

- задний угол

- угол наклона поперечной кромки.

Шаг винтовой канавки

мм;

Толщина - сердцевина сверла выбирается в зависимости от диаметра сверла;

мм;

Утолщение сердцевины по направлению хвоставику 0.5 - 0.8 мм на 100 мм длины рабочей части:

мм;

ширина ленточки (вспомогательная задняя поверхность лезвия , выбираем по таблице в зависимости от диаметра сверламм;

5.7 Предварительное отклонения размеров конуса хвостовика устанавливаем по ГОСТ 2848-75. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0.15 мм; Углы ;

Угол наклона винтовой канавки; Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла + 0.5 мм;

Твёрдость рабочей части сверла ;

(Приложение) Операционная карта сверлильная, Маршрутная карта.

Выбор станочного приспособление для зубофрезерования.

            Станочные приспособления - это положительные устройства к станкам, позволяющие достаточно точно устанавливать и закреплять заготовки деталей при их обработке .

При необходимости станочные приспособления обеспечивают направления режущего инструмента и периодический поворот заготовки в процессе обработки .

            Станочные приспособления обеспечивают правильное взаимное расположение заготовки, стола и инструмента, расширяют технологические возможности станков. Они повышают точность обработки, производительность и экономическую эффективность, облегчают условия труда рабочих. По группам оснащаемых станков, приспособления подразделяются на токарные, фрезерные, сверлильные (кондукторы), шлифовальные и т.д..

            По количеству устанавливаемых деталей: одноместные и многоместные.

            По степени универсальности (специализации) приспособления подразделяются на:

- универсальные безналадочные (УБП) и универсально наладочные приспособления (УНП);

- специализированные безналадочные (СБН) и наладочные приспособления (СНП);

- специализированные приспособления: универсальные сборные (УСП); сборноразборные (СРП) и необратимые специальные (НСП).

       Для установки и закрепления установок, обрабатываемых на зубофрезерных, зубодолбёжных, зубошевенговых и зубошлифовальных станках, применяются разнообразные оправки, обеспечивающие высокую степень базирования. Для точного центрирования применяют оправку с упругой оболочкой - с гидропластом, жесткие для посадки заготовок с небольшим зазором. Заготовку закрепляют ручным зажимом или используют приспособление с пневматическим, гидравлическим приводом.

       На точность зубообработки непосредственно влияет точность центрований приспособлений, ось которых должны совпадать с осью вращения стола.

       В качестве приспособления для зубофрезирования выбираем оправку зубчатую центровую по ГОСТ 18438-73; обозначение 7150-0421

Расчёт усиления зажима

       Для винтового зажима

;

где F = 200 Н на усилие на ключе;

l - длина плеча ключа; l = 150 мм;

- средний диаметр резьбы; =10.98 мм;

a - угол подвига резьбы; ;

- угол трения резьбовой пары; ;

- половина угла профиля резьбы

кг-с;

(Приложение) Чертёж оправка зубчатоя центровая.

Расчёт режима резания при сверлении

Деталь - заготовка конического зубчатого колеса. Материал - сталь 45: sв = 61 кг-с/мм2;

Станок вертикально сверлильный модели 2Н135; Сверло - спиральное из быстрорежущей стали Р18; Æ 30         

1.       Определяем глубину резания при сверлении:

 15 мм

2.        Подача при сверлении :       S = 0.02 ´  = 0.02 ´ 30 = 0.6 мм/об;

Корректируем подачу по паспорту станка 2Н135;

Sпас = 0.1 ¸ 1.6 мм/об; Z =9;

S = 0.6, т.е. 0.1 < S < 1.6

            Выбираем подачу по ступеням:

Smax = jz-1 ´ Smin;

S2 = 0.1 ´ 1.42 = 0.142 мм/об

S3 = 0.142 ´ 1.42 = 0.202 мм/об

S4 = 0.202 ´ 1.42 = 0.286 мм/об

S5 = 0.286 ´ 1.42 = 0.406 мм/об

S6 = 0.406 ´ 1.42 = 0.577 мм/об

S7 = 0.577 ´ 1.42 = 0.820 мм/об

            В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую

Sp = S6 = 0.577 мм/об

3 . Определяем расчётную скорость резанья при сверлении

   где      

Кv = KLv ´ KMv ´ KHv - поправочный коэффициент.      

KLv - коэффициент, учитывающий глубину отверстия в зависимости от диаметра сверла. По таблице 9 находим KLv = 1.0;

KMv - коэффициент учитывающий влияние материала.

Для стали ; где a = 0.9 (таб. 10)

sв = 61; ;

KMv - коэффициент учитывающий материал сверла.

Для сверла из быстрорежущей стали KMv = 1.0;

то Кv = KLv ´ KMv ´ KMv = 1.0 ´ 1.14 ´ 1.0 = 1.14;

            По табл. 11 находим для S > 0.2;

Cv = 9.8; bv = 0.4; Xv = 0; Yv = 0.7; m = 0.2;

м/мин;

4.        Определяем расчётную частоту вращения шпинделя

По паспорту станка

nmin = 31.5 об/мин;

nmax = 1400 об/мин;

Z = 12; число ступеней вращения

nmax = nmin ´ jz-1

Частота вращения по ступеням:

n2 = n1 ´ j = 31.5 ´ 1.41 = 44.42 об/мин;

n3 = n2 ´ j = 44.4 ´ 1.41 = 62.62 об/мин;

n4 = n3 ´ j = 62.6 ´ 1.41 = 88.3 об/мин;

n5 = n4 ´ j = 88.3 ´ 1.41 = 124.5 об/мин;

n6 = n5 ´ j = 124.5 ´ 1.41 = 175.6 об/мин;

n7 = n6 ´ j = 175.6 ´ 1.41 = 247.5 об/мин;

n8 = n7 ´ j = 247.5 ´ 1.41 = 349.0 об/мин;

            В качестве рассчётной принимаем ближайшую меньшую частоту вращения

np = n7 = 247.5 об/мин

5.        Определяем фактическую скорость резания.

            Основные режимы резанья при сверлении:

S = 0.6 мм/об;

V = 23.31 м/мин;

n = 247.5 об/мин;

6.        Определяем осевую силу резания:

Р0 = Ср ´ DZp ´ Syp ´ KMp

по таблице 6 КMp = 0.89: по табл. 12 находим:

Ср = 51; Zp = 1.4; Yp = 0.8, то

Р0 = 51 ´ 301.4 ´ 0.60.8 ´ 0.89 = 51 ´ 116.9 ´ 0.665 ´ 0.89 = 352.8 кг-с;

Рдоп = 1500 кг-с; то

Р0 < Р0 доп;

7.        Определяем крутящий момент

где ;

то табл. 12 находим для стали СМ = 40; ВМ = 2.0; Yм = 0.8;

Мкр = 40 ´ 302.0 ´ 0.60.8 ´ 0.89 = 8.54 кг-с ´ м;

по паспорту станка Мкр п = 40 кг-с ´ м;

8.        Определяем мощность на шпинделе станка.

h = 0.8 (КПД станка по паспорту)

9.        Коэффициент использования станка по мощности

где - мощность главного электродвигателя станка по паспорту.

10.       Определяем основное техническое время

где L - расчётная длинна обрабатываемой поверхности.

;

l -действительная длина (чертёжный размер) l = 33 мм;

l1 - величина врезания;

l2 - выход инструмента;

l1 + l2 = 0.4 ´D = 0.4 ´ 30 = 12 мм

(Приложение) Операционаая карта механической обработки (сверлильная)

Расчёт режима резания при протягивании

1.          По таблице 15 выбираем подачу на зуб;

            = 0.1 мм

2.          Определяем расчётную скорость резания:

;

где Т = стойкость протяжки; назначаем Т =300 мин,

по таблице 16 находим

;

По паспорту станка

1 < < 9, то расчёт верен.

3.          Определяем силу резания :

по таблице 17 находим

=177; = 0.85;

= 0.1 мм; b = 10; n = 1

- коэффициенты, характеризующие влияние соответственно износа, смазочно охлаждающей жидкости заднего и переднего углов.

=1.0; =1; =1.0

= 1.13 (охлаждение эмульсолам)

;

По паспорту станка =10000 кг-с, то расчёт верен.

4.          Определяем эффективную мощность.

;

5.          Потребляемая мощность

;

где h = 0.9 - КПД станка по паспорту.

6.          Коэффициент использования по мощности главного электродвигателя.

В связи с низким коэффициентом использования электродвигателя в качестве протяжного станка можно выбрать менее мощный, например 7Б505 с мощностью 7 квт.

7.          Определяем основное технологическое время Т;

; где

= l +- длина рабочего хода инструмента;

l - действительное определение (чертёжная) длина протягиваемой детали. l = 33;

- длина режущей части протяжки

мм;

- длина калибрующей части

мм;  l = 10 мм - длина перебегов протяжки.

мин;

(Приложение) Операционная карта механической обработки при протягивании.

20.   Маршрут обработки конического зубчатого колеса прямозубого

Размеры, мм

Список исследуемой литературы.

1.          Добрыднев И.С. курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения” М. Машиностроение 1985 г.

2.          Ансеров М.А. “Приспособление для машинорежущих станков” М. “Машиностроение” 1975 г.

3.          Моисеев В.В. “Методика расчётов режимов резания при механической обработке металлов” Ю-Сах. ЮСГПИ 1990 г.

4.          Моисеев В.В. “Проектирования приспособлений для металлорежущих станков” Методическое пособие. Ю-Сах ЮСГПИ 1994 г.

5.          Панова А.А. “Обработка деталей резанием” Справочник технолога. М. “Машиностроение” 1998 г.

6.          Анурьев В.И. “Справочник конструктора - машиностроителя в 3-х томах”, М. “Машиностроение” 1980 г.

7.          Красикова А.Г. “Справочник технолога машиностроителя” в 2-х томах М. “Машиностроение” 1986 г.