Примем условные обозначения: «1» - индекс нарезаемого колеса; «2» - со­прягаемого с ним колеса; «0» - зуборезного инструмента»

Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию ФГБОУ ВПО

Quot;Алтайский государственный технический

университет им. и.и.Ползунова"

Кафедра Технология автоматизированных производств

 

Работа защищена____________

^(дата)

С оценкой__________________

 

________________

^{(подпись руководителя)}

^{(подпись руководителя)}

 

Проектирование долбяка

Расчетное задание

(по дисциплине: "Проектирование режущего инструмента")

РЗ 151001 021 000 ПЗ

 

Выполнил студент гр. ТМ-92 Сыпачев И.С. ____________

^(ФИО)

Руководитель Федоров Ю.В. ____________

^(ФИО)

Нормоконтроль Федоров Ю.В. _____________

^(ФИО)

 

Барнаул 2013

Содержание

Введение 3

1 Исходные данные 4

1.1 Дополнительные исходные данные 4

2 Цель и задачи проектирования 5

3 Теоретическая часть 6

3.1 Выбор инструментального материала 6

3.2 Параметры исходной инструментальной рейки 8

4 Расчет конструктивно-геометрических параметров долбяка 9

Литература 15

Введение

Основные понятия о процессе зубонарезания

Для нарезания зубьев цилиндрических колес применяются зуборезные ин­струменты. Это наиболее сложные и дорогостоящие из всех видов лезвийных ин­струментов, так как содержат большое число высокоточных режущих фасонных кромок, изготавливаются из высококачественных инструментальных материалов и характеризуются высокой трудоемкостью и сложностью контроля многочис­ленных параметров.

Нарезание зубьев цилиндрических колес может производится либо мето­дом копирования, либо методом обкаточного огибания (обкатки).

При методе копирования профиль режущих кромок полностью соответст­вует профилю впадин между зубьями колеса. По такому методу работают диско­вые и пальцевые фасонные фрезы, а также зубодолбежные многорезцовые голов­ки, обеспечивающие высокие точность и производительность, так как удаляют металл одновременно из всех впадин. Но в то же время это наиболее дорогостоя­щий, сложный в изготовлении и применяется только в массовом производстве.

Достоинством метода копирования является простая кинематика станка. Однако точность изготовления зубьев колес дисковыми и пальцевыми фрезами относительно низка из-за неизбежных погрешностей изготовления фасонных зубьев инструментов и установки их относительно заготовки.

При методе обкаточного огибания (обкатки) центроиды инструмента и нарезаемого колеса обкатываются друг по другу без скольжения, а профиль наре­заемых зубьев колеса формируется как огибающая различных положений режу­щих кромок при зубонарезании. Форма режущих зубьев у этих инструментов не совпадает с профилем впадин между зубьями нарезаемых колес и определяется в результате достаточно сложных расчетов. По этому принципу работают зуборез­ные гребенки, червячные фрезы, долбяки, зубострогальные резцы, головки для нарезания конических колес и др. Достоинство этих инструментов - универсаль­ность. Ими можно нарезать колеса данного модуля с различным числом зубьев. При этом точность нарезаемых колес выше точности колес, обработанных по ме­тоду копирования. Недостатки: сложные кинематика зуборезных станков и кон­струкция самих инструментов.

Проектирование зуборезных инструментов заключается в определении формы и размеров режущих зубьев и базируется на законах зацепления зубчатых передач.

В связи с тем, что подавляющее большинство зубчатых колес, применя­емых в машиностроении, имеют цилиндрическую форму и зубья эвольвентного профиля, то далее рассматриваются вопросы проектирования долбяков и червяч­ных фрез для нарезания именно таких колес.

1 Исходные данные

Основные исходные данные: модуль по нормали т=2,5 мм; профиль­ный угол исходного контура α, угол наклона зубьев на делительном цилиндре β₁ = 0°; число зубьев.колес: нарезаемого Z₁=31, сопряженного Z₂=63, коэффициенты смещения исходного контура: нарезаемого колеса х₁=0,25 сопряженного колеса х₂=0,25; наименьшее отклонение толщины зуба наре­заемого колеса А_ce=190 мкм (таблица 1); допуск на толщину зуба Т_с=130 мкм (таблица 3);допуск на радиальное биение зубчатого венца Fr=45 мкм (таблица 2); допустимое срезание боковых сторон у вершин зуба ∆R1=∆R2=0 коэффициент высоты головки зуба, h_a^* = 1,0; коэффици­ент радиального зазора с^* = 0,25.

Примем условные обозначения: «1» - индекс нарезаемого колеса; «2» - со­прягаемого с ним колеса; «0» - зуборезного инструмента».

1.1 Дополнительные исходные данные:

Геометрические и технологические параметры прямозубых зубчатых колес (по ГОСТ 16532-80)

1.1.1 Угол профиля град., а=20 °;

1.1.2 Коэффициент суммы смещений Х_Σ=Х₁ +Х₂=0,25+0,25=0,5;

1.1.3 Инволюта угла профиля inv а = tga - а=tg20-20= 0,014904;

1.1.4 Инволюта угла зацепления invα_w12= + inva = 0,0188; α_w12=21,55°;

1.1.5 Межосевое расстояние α_w12= = =118,71;

1.1.6 Делительное межосевое расстояние а₁₂= = =117,5;

1.1.7 Делительный диаметр колес: нарезаемого d₁= = =77,5;

и сопряженного с ним d₂= = =157,5;

1.1.8 Коэффициент воспринимаемого смещения Y= = =0,484;

1.1.9 Коэффициент уравнительного смещения ∆Y = X _Σ - Y = 0,5- 0,484 =0,016;

1.1.10 Диаметр вершин зубьев колес: нарезаемого d_al=d₁+2(h_a^*+X₁-∆Y)m =77,5+2(1+0,25-0,016)2,5=83,67;

и сопрягаемого с ним d_a2=d₂+2(h_a^*+X₂-∆Y)m=157,5+2(1+0,25-0,016)2,5 =163,67;

1.1.11 Диаметр впадин колес: нарезаемого d_fl=d₁-2(h_a^*+c^*-x₁)m=77,5-2(1+0,25-0,25)2,5=72,5;

и сопряженного с ним d_f2=d₂-2(h_a^*+c^*-x₂)m=157,5-2(1+0,25-0,25)2,5 =152,5;

1.1.12 Толщина зуба по нормали на делительной окружности

нарезаемого колеса S_g1 (ном) = ( + 2 Х₁ tga)m = ( + 2 *0,25*tg20)2,5 =4,38;

1.1.13 Средняя толщина зуба (с учетом наименьшего отклонения толщины зуба Асе и допуска на толщину зуба Тс)

По таблице 1[1] для степени точности колес 8-А и диаметром делительной окружности нарезаемого колеса до 80 мм( d₁=77,5 мм ) Асе=160мкм;

По таблице 2[1] для степени точности колес 8-А и модуля колеса от 1 до 3,5 мм ( m=2,5 мм ) и диаметром делительной окружности нарезаемого колеса до 125мм( d₁=77,5 мм ) F_r= 45мкм;

По таблице 3[1] для степени точности колес 8-А и допуском на радиальное биение зубчатого венца F_r= 45мкм, T_с=130;

S_n1=S_g1 (ном) -Асе/1000 + Тс/2000=4,38 -160/1000 + 130/2000=4,285;

1.1.14 Высота зуба нарезаемого колеса h₁= = =5,585;

1.1.15 Диаметр основной окружности колес: нарезаемого d_b1 = d₁ cosa₁

⁼ 77,5 cos20=72,826 и сопряженного с ним d_b2 = d₂ cosa₂= 157,5 cos20= 148.002;

2 Цель и задачи проектирования

 

Цель работы: Освоить методики проектирования зуборезных инструментов в ручном и автоматизированном режимах.

 

Задание: Спроектировать долбяк для нарезания цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем.

3 Теоретическая часть

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

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.

Профиль зубьев нарезаемого колеса образуется как огибающая различных положений режущих кромок долбяка относительно заготовки.

Из-за прерывистости процесса резания и невозможности развивать высокие скорости резания вследствие больших сил инерции долбяк по производительности уступает червячным фрезам.

В машиностроении применяются дисковые, чашечные и хвостовые долбяки. Чашечные долбяки отличаются от дисковых тем, что имеют специальное углубление, в котором размещаются элементы крепления во избежание контакта с обрабатываемой шестерней. Хвостовые дол­бяки имеют малый диаметр и применяются при нарезании колес внут­реннего зацепления и мелкомодульных колес (m < 1 мм). Для нареза­ния косозубых и шевронных колес применяют косозубые долбяки.

Стандартные долбяки (ГОСТ 9323-79) изготавливаются трех клас­сов точности АА, А и В для нарезания колес соответственно 6, 7 и 8-й степеней точности.

К числу недостатков долбяков следует отнести: сложность кинематики зубодолбежных станков, ограничения применяемости по числу зубьев нарезаемых колес из-за вносимых погрешностей в их профиль.

Рис. Схема работы долбяка.