3.5 Усилие протягивания и расчет протяжки на прочность

Усилие Р протягивания подсчитывается по формуле

,

где – величина, зависящая от обрабатываемого материале и формы протяжки;

– подъем на зуб;

х – показатель степени.

Значения и х приведены в табл.19;

В – длина режущего лезвия;

– наибольшее число одновременно работающих зубьев,

;

– поправочные коэффициенты, характеризующие влияние переднего угла, состава смазочно-охлаждающей жид­кости и степени износа зубьев протяжки на усилие протягивания. Значения этих коэффициентов помещены в табл. 20, а значения величин в табл. 21,

В данном случае имеем

,

тогда

кг

Расчет протяжки на прочность осуществляется по формуле

,

где F_мин – наименьшая площадь поперечного сечения протяжки, мм².

Обычно = 20...25 кг/мм² (нижняя граница для малолегированных сталей, верхняя – для быстрорежущих сталей). Марки инструментальных сталей, рекомендуемых для протяжек, указаны в табл. 32. Для этого примера = 25 кг/мм².

У шпоночных протяжек наименьшее значение F_мин ожидается в наиболее опасном месте хвостовика и в поперечном сечении тела протяжки по впадине первого зуба.

В рассматриваемом примере наименьшая площадь поперечного сечения хвостовика

,

а площадь сечения тела протяжки у первого зуба

.

Для протяжек с утолщенным телом

.

Для проектируемой протяжки наименьшая площадь поперечного сечения по хвостовику

мм².

Таким образом, наибольшее напряжение в протяжке

кг/мм².

Для изготовления протяжки принимаем сталь ХВГ (табл. 32), для которой = 20...25 кг/мм². Таким образом, условие удовлетворяется.

При недостаточной прочности протяжки следует уменьшить число Z_iмакс одновременно работающих зубьев, для чего необходимо увеличить шаг t_p (при соответствующем изменении профиля канавки) или увеличить размеры протяжки.

3.6 Определение длины протяжки

Общая длина протяжки определится как сумма длин гладких, режущей и калибрующей частей:

.

Число, характеризующее длину протяжки, округляется до чисел, кратных 5 мм. Полученная длина не должна превосходить предельных значений, устанавливаемых следующими условиями:

а) общая длина протяжки не должна быть больше длин хода стола станка L_c, т.е.

L_n ≤ L_c;

б) общая длина протяжки должна быть меньше предельной величины L_u, допускаемой производственными возможностями инструментального цеха (размерами станков, печей для термической обработки и прочим), т.е.

L_n≤ L_и.

Нормальные предельные длины протяжек приведены в табл. 22.

Длина режущей части протяжки определится по зависимости

мм.

Длина калибрующей части протяжки

мм

Сумма длин гладких частей протяжки (рис. 7)

где - длина хвостовика, зависящая от способа применения и размеров протяжки (табл.6 и 7);

- длина входа патрона в отверстие станка, которую принимают до 15 мм. При обработке шпоночных пазов на крупных протяжных станках она может входить в зависимость со знаком плюс;

- толщина опорной стойки станка;

- длина выступающей части опорного кольца;

- длина выступающей части фланца направляющей оправки; размер выбирается конструктивно.

Ориентировочно для станков с тяговым усилием т мм;

- длина посадочной части оправки;

- длина, необходимая для беспрепятственного насаживания изделия в том случае, когда работа ведется без отключения протяжки от станка после каждого рабо­чего хода (что довольно часто осуществляется при протягивании шпоночных канавок). Очевидно, что при работе с переносом протяжки участок может отсутствовать. Величины и обычно принима­ются больше длины протягиваемого отверстия на 5…15 мм. Данные по выбору величин помещены в табл. 28.

Для примера:

Таким образом,

и общая дина протяжки

Полученная длина протяжки больше хода стола станка (табл.2) и превышает допустимые значения длин, рекомендуемых табл.22. В подобных случаях обработку шпоночной канавки производят за два прохода с применение подкладки, уменьшая число режущих зубьев вдвое. Подкладка размещается между по­дошвой протяжки и дном паза в направляющей оправке (рис. 8).

Толщина подкладки

где - высота протяжка в зоне последнего зуба, кото­рый имеет номер .

В данном примере и

Тогда .

Длина режущей части

и общая длина протяжки