4 Расчет и конструирование протяжки Задание:
Рассчитать и сконструировать круглую протяжку переменного резания для обработки цилиндрического отверстия диаметром D в заготовке из стали У10А твердостью 202-239 НВ, длиной lи. Диаметр отверстия до протягивания D0. Параметр шероховатости протянутой поверхности Rа = 2 мкм.
D = 30Н8 мм;
D0 = 28,9 мм;
lи = 50 мм;
Модель станка 7523.
Тяговая сила станка Pc = 102 кН;
Наибольший рабочий ход ползуна lрх = 1250 мм
Решение:
4.1 Материал протяжки принимаем Р18.
4.2 Принимаем схему резания: профильное групповое протягивание.
4.3 Припуск на диаметр под протягивание:
A = D – D0 = 30 – 28,9 = 1,1 мм.
4.4 Подъем на зуб на сторону Sz.
Принимаем Sz = 0,03 мм по табл. 105 ([5], стр.275).
4.5 Коэффициент заполнения стружечной канавки k = 3.
Причем:
,
([5], стр.275)
Fk – площадь сечения канавки, мм2;
Fс – площадь сечения среза металла, снимаемого одним зубом, мм2;
.
По табл. 106 ([5], стр.276) для ближайшего большего значения
Fk = 5,8 мм2, при прямолинейной форме стружечной канавки зуба принимаем:
шаг протяжки: t = 7 мм;
глубина канавки: h = 2,3 мм;
длина задней поверхности: b = 3 мм;
радиус закругления канавки: r = 1,25 мм.
Шаг калибрующих зубьев:
tк = 0,8 ∙ t = 0,8 ∙ 7 = 5,6 мм.
4.6 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев:
γ = 15˚; α = 3˚; αк = 1˚.
Число стружкоразделительных канавок принимаем n = 12 (табл. 108, [5], стр.278).
4.7 Максимально число одновременно работающих зубьев:
, ([5],
стр. 276)
4.8 Определяем размеры режущих зубьев.
Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части:
Dз = D0 – 0,08 = 28,9 – 0,08 = 28,82 мм.
4.9 Диаметр калибрующих зубьев:
,
4.10 Число режущих зубьев:
,
Принимаем число режущих зубьев 22.
4.11 Число калибрующих зубьев принимаем zk =7.
Диаметры зубьев протяжки:
№ группы |
Номер зуба |
Диаметр, мм |
|
1 |
28,82 |
1 |
2 |
29,00 |
3 |
29,00 |
|
4 |
29,00 |
|
2 |
5 |
29,18 |
6 |
29,18 |
|
7 |
29,18 |
|
3 |
8 |
29,36 |
9 |
29,36 |
|
10 |
29,36 |
|
4 |
11 |
29,54 |
12 |
29,54 |
|
13 |
29,54 |
|
5 |
14 |
29,72 |
15 |
29,72 |
|
16 |
29,72 |
|
6 |
17 |
29,90 |
18 |
29,90 |
|
19 |
29,90 |
|
7 |
20 |
30,08 |
21 |
30,18 |
|
22 |
30,25 |
4.12 Длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба:
l0 = lв + l3 + lc + lп + lн , ([5], стр. 279)
lв = 120 мм – длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкции патрона;
l3 = 15 мм – зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка;
lc = 65 мм – толщина стенки опорной плиты протяжного станка;
lн = 50 мм – длина передней направляющей.
l0 = 120 + 15 + 65 + 30 + 50 = 280 мм.
Длину хвостовика проверяем с учетом длины протягиваемой заготовки:
l0 ≥ Lc. Lc = 220 + h`, где h` = lи = 50 мм. Отсюда: Lc = 270 мм, условие выполняется.
4.13 Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки.
По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью:
d1 = 22e8; d2 = 17c11; d4 = 22-1=21 мм; с = 0,5 мм; l1 = 140; l2 = 25 мм; l4 = 16 мм; l5 = 20 мм; r1 = 0,3 мм; r2 = 1 мм; α = 30˚; диаметр передней направляющей d5 принимаем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением e8: d5 = 28e8; длину переходного конуса конструктивно принимаем lк = 65 мм; длину передней направляющей до первого зуба: lн = lи + 25 = 75 мм.
Таким образом, полная длина хвостовика:
l0 = l1 + lк + lн = 140 + 65 + 75 = 280 мм.
4.14 Определяем общую длину протяжки:
L0 = l0 + lр + l3 + lк , ([5], стр. 281)
l0 = 280 мм;
lр – длина режущих зубьев: lp = t ∙ zp = 7 ∙ 19 = 133 мм.
lк – длина калибрующих зубьев: lк = tk ∙ zk = 5,6 ∙ 7 = 39,2 ≈ 40 мм.
l3 – длина задней направляющей, l3 = 25 мм.
L0 = 280 + 133 + 25 + 40 = 478 мм.
4.15 Максимально допустимая главная составляющая силы резания:
,
([5], стр. 282)
Ср = 700; х = 0,85; поправочные коэффициенты: Кγ = 1; Кс = 1;
Ки = 1.
,
Проверка: Рz max ≤ Рс.
4.16 Проверяем конструкцию протяжки на прочность
Рассчитаем конструкцию на разрыв во впадине первого зуба:
,
([5], стр. 282)
где площадь опасного сечения во впадине первого зуба:
,
σ – напряжение в опасном сечении:
,
Напряжение в опасном сечении не должно превышать допустимого напряжения:
[σ] = 300 МПа; σ ≤ [σ].
Рассчитаем хвостовик на смятие:
,
([5], стр. 283)
F1 – опорная площадь замка;
,
,
Напряжение при смятие не должно превышать допустимого напряжения:
[σсм] = 600 МПа; σсм ≤ [σсм].
4.17 Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126-76*.
4.18 Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034-74*.