Проектирование маршрута обработки долбяка

 

Содержание

1. Введение………………………………………………….……….…….…4
2. Заданный режущий инструмент:……………………………….…….….5

     Описание  конструкции…………………………………………….5

     Область применения и назначение…….…………….……………6

     Выбор стандартного режущего инструмента и его геометрических параметров……………….……….……………….……6

     Выбор инструмента и инструментального материала………..….7

     Служебное назначение поверхностей инструмента их шероховатости и точности исполнения………………………………….8

3. Расчеты по конструкции и технологии изготовления…………………..9

  Расчет  заднего угла в сечении по делительному цилиндру …..9

      Расчет  гитары обеспечивающей суммирование подачи фрезы  и подачи заготовки…………………………………………………………10

4. Назначение припусков (на габаритные размеры)………….…..….……11
5. Выбор, технологии изготовления заготовки………………………..…..12
6. Механическая обработка:……………………………………..…………13

     Порядок обработки. Типовая технология изготовления прямозубых долбяков…………………………………………………….13

     Маршрутный  технологический процесс обработки……….…….19

     Расчет  режимов резания и норм времени на подробные операции технологического процесса……………………………………………….…….22

     Операционная  технология на подробные операции технологического процесса (см прил.)

7. Рабочий чертеж инструмента (см прил.)
8. Список литературы……………………………………………..………...25

 

       Введение

      Зубчатые  передачи занимают важное место в машинах и агрегатах, и часто работают при больших окружных скоростях и с высокими нагрузками. Качество передач определяют такие важнейшие показатели работы машины как долговечность, уровень шума, вибраций и т.д. Поэтому достижение высокого качества инструментов, влияющих в свою очередь на качество и точность изделия, является важной задачей.

      Зубодолбление, наряду с зубофрезерованием, является одним из наиболее производительных и широко распространённых процессов  зубонарезания.

      Зуборезный  инструмент является наиболее сложным  и трудоёмким как по конструированию, так и по изготовлению. При его  проектировании приходится иметь дело не только с режущими элементами, но и также с факторами, вытекающими  из законов эвольвентного зацепления. В этом заключается одна из основных причин сложности расчёта зуборезного инструмента.

      Зуборезные  долбяки - один из первых появившихся  зуборезных инструментов, работающих методом огибания. Долбяк является наиболее универсальным из зуборезных инструментов. Если любой другой зуборезный инструмент для нарезания цилиндрических колёс и им подобных изделий имеет так или иначе ограниченную область применения, то долбяками можно нарезать цилиндрическое зубчатое колесо любого типа.

      Существуют  области применения долбяков и соответствующие им типы изделий, обработка которых зубодолблением является или единственно возможным методом обработки, или более рациональным по сравнению, например, с зубофрезерованием. К ним относятся: обработка колёс внутреннего зацепления; нарезание блочных колёс и колёс с буртами; изготовление точных шевронных колёс методом огибания без продольной канавки между двумя ветвями шеврона; нарезание точных зубчатых реек методом огибания и т. д.

      Заданный  режущий инструмент:

     В данной работе рассматривается технология изготовления  чистового дискового зуборезного долбяка для нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колес, при проектировании которой исходными данными являются модуль (4 мм) и номинальный делительный диаметр (100 мм).

     

Рисунок 1 – Чистовой дисковый зуборезный долбяк,

m = 4 мм, d0 = 100 мм

\ Описание конструкции

      Долбяк  представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого  колеса, у которого вершины и боковые  стороны зубьев снабжены передними  и задними углами.

Рисунок 2 – Зуборезные долбяки различной конфигурации

      Соответственно  долбяки предназначенные для  нарезания прямозубых колес, также  являются прямозубыми, что упрощает конфигурацию самого инструмента и как следствие его обработку. 

     Область применения и назначение

      Долбяки предназначены для нарезания  зубьев цилиндрических прямозубых, косозубых  и шевронных колес, а также  колес внутреннего зацепления. Долбяки  незаменимы при нарезании зубьев в упор, например на блочных колесах  или колесах с фланцами. Они  обеспечивают большую производительность при нарезании колес с узким буртом и большим числом зубьев, при нарезании зубчатых секторов и реек. Следует отметить их высокую технологичность, возможность достижения высокой точности при изготовлении и широкую универсальность в применении. 

     Выбор стандартного режущего инструмента и его геометрических параметров

      В данной работе рассматривается технология изготовления  чистового дискового зуборезного долбяка для нарезания прямозубых цилиндрических зубчатых колес, при проектировании которой исходными данными являются модуль (4 мм) и номинальный делительный диаметр (100 мм).

      Согласно (3) выбираем:

            Долбяк чистовой дисковый:  ГОСТ 9323-79, Тип 1 (рисунок 3),

Рисунок 3 - Долбяк

 имеющий  следующие геометрические параметры (таблица 1):

      Таблица 1 - геометрические параметры долбяка

 

Выбор инструментального материала.

     ГОСТом 9323-79 регламентировано: долбяки чистовые изготавливают из инструментальных быстрорежущих сталей Р18, Р6М5, Р12. Инструментальные быстрорежущие стали (ГОСТ 9373-60) приобретают после термообработки высокую твердость, прочность и износостойкость, сохраняя режущие свойства при нагреве во время работы до 600-650 . Преимущества быстрорежущей стали проявляются главным образом при обработке прочных ( =100 кГ/мм²) и твердых сталей (HB 200-250) и резании с повышенной скоростью. Также основополагающим фактором при выборе материала является балл карбидной неоднородности. Быстрорежущие стали относятся к ледебуритному классу. Избыточные карбиды быстрорежущих сталей входят в состав эвтектики, образующейся по границам зерен аустенита или δ-феррита. Литая сталь из-за присутствия эвтектики имеет высокую хрупкость и низкую прочность. Существенное улучшение структуры и прочностных свойств достигается после горячей пластической деформации с обжатием выше 90%.

     Для быстрорежущей стали Р6М5 балл карбидной  неоднородности до термообработки он равен 6 – 7, после термообработки 1 – 2.

      В современном машиностроении применение быстрорежущих сталей Р18, Р12 экономически нецелесообразно.

Исходя из вышеизложенного в качестве инструментального  материала назначаем быстрорежущую сталь Р6М5.

     Служебное назначение поверхностей инструмента их шероховатости и точности исполнения.

      Основные  конструкторские базы – поверхности, по которым деталь устанавливается в конструкцию. Вспомогательные конструкторские базы – поверхности ,по которым происходит сопряжение данной детали с другими элементами.

      Основными конструкторскими базами долбяка, к  которым предъявляются наибольшие требования по точности и чистоте  поверхности, являются поверхности 1 и 2. 1 – посадочное отверстие долбяка, 2 – опорная поверхность долбяка. Отверстие 1 выполняется с точностью четвертого квалитета (44,45H ) . Неплоскостность 2 не должна превышать 0,005мм. Шероховатость по Ra – 0,16 мкм.

     Рисунок 4 - Конструкторские базы долбяка

     Вспомогательные базы – выточка, плоскость выточки 4 (обеспечивающие возможность сопряжения с черновым долбяком) и собственно зубья 4 (как совокупность поверхностей) участвующие непосредственно в резании. К ним предъявляются следующие требования:

     - шероховатость поверхностей образующих зубья Ra = 3,2 мкм

     - шероховатость поверхности 4 Ra = 6,3 мкм

     - непараллельность  плоскости 4 относительно плоскости 2 – 0,01 мкм

     - допуск торцевого биения плоскости  5 относительно плоскости 2 – 0,008 мкм.

  Расчеты по конструкции и  технологии изготовления

  Расчет заднего угла в сечении по делительному цилиндру

     Чтобы получить на колесе, нарезанном долбяком, профильный угол , долбяк надо изготовить с профильным углом . Если , , , то Задний угол на вершине зубьев по ГОСТ 9323-79 принимается равным . Он определяет интенсивность изменения величины исходного контура рейки по высоте долбяка, а также величину заднего угла на боковых сторонах. Задний угол в сечении по делительному цилиндру является расчетным при проектировании долбяков. Если рассечь зуб долбяка по делительному цилиндру (рисунок 7), то линии пересечения этого цилиндра с боковыми поверхностями зубьев будут винтовыми, так как боковые поверхности – винтовые эвольвентные. Угол наклона этих винтовых линий и является задним углом в сечении по делительному цилиндру. Для определения этого угла полученное сечение развернем на плоскость. Тогда винтовые линии станут прямыми, наклонными под углом .

Рисунок 5 – Боковые задние углы зуба долбяка

    Из  треугольника имеем:

,

где - исходное расстояние,

- толщина зуба в исходном сечении по делительной окружности, равная ,

- толщина зуба по делительной окружности в сечении по передней поверхности, равная . Из треугольника : ;

Подставим значения , и в выражение для :

Подставив в это выражение значение , , то получим .

      Расчет  гитары обеспечивающей суммирование подачи фрезы  и подачи заготовки

     Одной из наиболее ответственных операций изготовления долбяков является фрезерование зубьев. Качественное выполнение, которой позволяет оставлять минимальный припуск и создает условия для высокопроизводительного, без прижогов шлифования профиля.