11 Проектирование режущего инструмента «протяжка шлицевая»

11.1 Исходные данные к расчету шлицевой протяжки

Исходные данные к расчету комбинированной шлицевой протяжки представлены на рисунке 21 и в таблице 15.

Рисунок 21 – Исходные данные для проектирования протяжки

Таблица 15 – Исходные данные для проектирования шлицевой протяжки

n	D, мм	d, мм	b, мм	r, мм	fх45 , мм
6				0,2

Шлицевое соединение D–6x28x32H7x7F8;

Длина протягивания ;

Материал втулки сталь 40Х;

11.2 Обоснование выбора комбинированной протяжки

Протягивание втулки (рисунок 21) можно производить как обычными, так и комбинированными протяжками.

Обработка шлицевой втулки комбинированной протяжкой дает следующие преимущества:

а) повышается точность обработки (одной протяжкой обрабатываются три вида поверхностей втулки);

б) повышается производительность обработки за счет объединения операций;

в) снижается себестоимость обработки за счет уменьшения расходов на инструмент, зарплату станочников и др.

Принятое решение: выбираем комбинированную протяжку.

Протяжки по схеме срезания припуска делятся на протяжки с одинарной схемой и протяжки с групповой схемой.

Преимущества групповой схемы срезания припуска:

а) для облегчения схода стружки по передней поверхности, ее размещения во впадине и удаления служат выкружки;

б) меньшая суммарная ширина среза позволяет назначать толщину срезаемого слоя 0,15...0,20 мм;

в) увеличение толщины срезаемого слоя понижает интенсивность роста удельной силы резания;

г) при работе "по черному" режущая кромка режет под коркой и меньше затупляется;

д) улучшены условия резания в уголках за счет вспомогательного заднего угла на вспомогательных кромках и уменьшение угла заострения;

е) стружка не имеет ребра жесткости и лучше сворачивается;

ж) сокращается длина протяжки и повышается ее стойкость в 2 раза.

11.3 Выбор последовательности секций

Для проектируемой протяжки выбрана следующая последовательность секций – Ф–Ш–К (см. рисунок 22). Для данного варианта общая длина протяжки получается на 2–3 шага меньше, чем при использовании последовательностей К–Ш–Ф и Ф–К–Ш, а также данный вариант расположения секций протяжки способствует улучшению качества протягиваемого отверстия.

Рисунок 22 – Последовательность секций протяжки

11.4 Расчёт параметров протяжки

11.4.1 Расчёт параметров хвостовика

Необходимый диаметр отверстия под протягивание:

где А = 1,1 мм – припуск на протягивание отверстия без последующей обработки;

Диаметр хвостовика должен быть на 1…2 мм меньше :

Остальные размеры хвостовика определяются в соответствии с таблицей 6 [7, с. 7] (по ГОСТ 4404 – 70) и они приведены в таблице 16 и на рисунке 23.

Таблица 16 – Размеры хвостовика

, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм	, мм
25	19	15	25	25	0,3	1	1	75	283,5

Рисунок 23 – Размеры хвостовика протяжки

На проектируемой протяжке должен быть задний хвостовик, применение которого позволит не только протягивать отверстия, но и прошивать их, следовательно, данную протяжку можно будет использовать на горизонтально-прошивочных станках, ввиду отсутствия на производстве горизонтально-протяжных.

11.4.2 Определение шага режущих зубьев

Шаг зубьев протяжки определяется по формуле:

где, – среднее значение коэффициента для групповой схемы резания;

Принят стандартный шаг зубьев протяжки t = 15 мм. В соответствии с данным шагом определена геометрия зубьев протяжки [7, с. 8, таб. 7], она представлена на рисунке 24 и в таблице 17.

Рисунок 24 – Геометрия зубьев протяжки

Таблица 17 – геометрия зубьев протяжки

t, мм	h, мм	r, мм	q, мм	R, мм	Fa, мм2
15	6	3	6	10	28,3

11.4.3 Определение допустимой силы протягивания

В протяжке следует рассмотреть два опасных сечения: сечение в замковой части по диаметру D_ox (рисунок 23) и сечение по дну канавки перед первым зубом (рисунок 24).

Допустимая сила протягивания, в соответствие с диаметром D_ox:

где, – коэффициент запаса прочности;

– допускаемое напряжение растяжения для стали Р6М5

Допустимая сила протягивания, в сечении по дну канавки у первого зуба:

Допустимое усилие при протягивании принято равным

Число одновременно режущих зубьев:

Округляем до меньшего целого числа и проверяем число зубьев на центрирование:

Центрирование обеспечено.

11.4.4 Определение удельной силы на 1 мм режущей кромки и подачи на зуб для шлицевой протяжки

Суммарный периметр режущих кромок для шлицевой и круглой частей

где, – номинальная ширина шлица;

– число шлицев;

– число зубьев в группе;

d = 28 – номинальный диаметр протянутого отверстия;

Удельная сила резания на 1 мм режущей кромки протяжки:

Подача на зуб по условию размещения стружки в стружечной канавке определится как:

где, – активная площадь стружечной канавки;

– дина протягивания;

– коэффициент размещения стружки при протягивании стали;

В соответствие со значениями удельных сил резания на 1 мм режущей кромки, определяются подачи на зуб для шлицевой и круглой секций. Обрабатываемый материал – легированная сталь с HB = 198…229.

В соответствие с таблицей 8 [7, с. 10] определены подачи на зуб ля всех секций:

Подача на зуб для фасоночной секции ;

Подача на зуб для шлицевой секции ;

Подача на зуб для круглой секции ;

11.4.5 Расчёт числа зубьев в секциях протяжки

Расчётный внутренний диаметр:

где, – допуск на диаметр;

– допустимая величина разбивки, определяется в зависимости от по таблице 9 [7, с. 12];

Диаметр фаски:

где, – допуск на фаски;

Наибольший диаметр фасочной секции протяжки:

где, i – число 3 или 4;

Расчётный наружный диаметр:

где, – допуск на диаметр;

– допустимая величина разбивки, определяется в зависимости от по таблице 9 [7, с. 12];

D – номинальный наружный диаметр отверстия;

Число зубьев в фасочной секции:

Число зубьев в шлицевой секции Ш₁:

Число режущих зубьев в шлицевой секции Ш₂:

Число шлицевых переходных зубьев принимается:

Число шлицевых калибрующих зубьев принимается:

Число зубьев круглой секции:

Число круглых переходных зубьев:

Число круглых калибрующих зубьев:

11.4.6 Определение длины рабочей части протяжки

При определении длины рабочей части протяжки шаг для режущих и калибрующих кромок назначается одинаковым. Длина рабочей части протяжки равна:

где, i = 2 – число секций с калибрующими зубьями;

– число режущих зубьев;

– число калибрующих зубьев;

t = 15 мм – шаг между зубьями;

Расчётная длина протяжки (КП-09.01.09 002) равна: L = 1270 мм, она не должна превышать допускаемую длину для протяжек, при наибольшем протягиваемом отверстии от 24 до 30 мм [7, с. 25, табл. 13].

Условие выполняется.

На основании вышеперечисленных расчётов спроектирована шлицевая комбинированная протяжка. Децимальный номер чертежа КП–09.01.09 002. Чертёж шлицевой протяжки приведён на рисунке 25.

11.4.7 Расчёт диаметров режущих зубьев

Расчёт диаметров режущих зубьев приведены в таблице 18:

Таблица 18 – Диаметры режущих зубьев

№	Диаметр зуба	№	Диаметр зуба
Фасочная секция от до
1		2
3		4
5		6
7		8
9		10
11		12
13		14
15
Шлицевая секция Ш1 от до
16		17
Шлицевая секция Ш2 от до
18		19
20		21
22		23
24		25
26		27
28		29
30		31
Шлицевые переходные зубья
32		33
34		35
36		37
Шлицевые калибрующие зубья
38		39
40		41
42
Круглая секция К от до
43		44
45		46
47		48
Круглые переходные зубья
49		50
51
Круглые калибрующие зубья
52		53
54		55
56

В соответствие с длиной протяжки L = 1270 мм и максимальным усилием , выбран горизонтально-протяжной станок 7Б56, который может обеспечить номинальную тяговую силу 150 кН и имеет наибольшую длину хода салазок L_наиб = 1600 мм

Рисунок 25 – Чертёж шлицевой протяжки