Прочность протяжек

Протяжки работают на растяжение, поэтому их рассчитывают па прочность при растяжении от основной составляющей силы резания Р, направленной вдоль оси протяжки. Условие прочности протяжки выполняется, если

2.13

где σ – нормальные напряжения, возникающие в опасном сечении протяжки; P_zmax – наибольшая сила резания при протягивании; F_min – наименьшая площадь поперечного сечения протяжки; [σ] – допускаемое напряжение на разрыв. Сила резания при протягивании

, 2.14

где С_р – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и формы протяжки; b – ширина срезаемого слоя, равная длине периметра или длине окружности чернового режущего зуба, имею- щего наибольший диаметр; а – толщина срезаемого слоя; у – пока- затель степени; z_max – максимальное число зубьев, одновременно находящихся в работе, z_max = (l/t^') + 1; К_γ, К_и, K_с – поправочные коэффициенты соответственно на передний угол, на изнашивание зубьев и на СОЖ.

Коэффициент С_р представляет собой единичную силу, приходящуюся на 1 мм² площади сечения срезаемого слоя. Давление резания зависит и от толщины срезаемого слоя а. Чем меньше толщина срезаемого слоя, тем больше давление резания. Зависимость давления резания от толщины срезаемого слоя при протягивании по- казана на рис. 2.5.

Значения коэффициента С_р и показателя степени у приведены в табл. 2.2.

Поправочные коэффициенты для измененных условий резания можно принимать следующие; К_γ = 1, если γ = 10⁰. Изменение переднего угла на 1⁰ приводит к изменению силы резания на 1...1,5%. Для острых протяжек К_и = 1 и для затупившихся К_и = 1,15. При обработке сталей К_с = 1, если применяется сульфофрезол или эмульсия; К_с = 0,9, если применяется растительное масло.

Таблица 2.2.

_{Значение коэффициента Ср при протягивании}

Обрабатываемый материал	σ, МПа, или НВ	Коэффициент Ср, МПа, для протяжек			???
		Шпоночных и пазовых	шлицевых	круглых
Сталь углеродистая конструкционная	До 700 700 – 800 Св. 800	1770 2020 2500	2120 2300 2840	7000 7620 8420	0,85
Сталь легированная конструкционная	До 700 700 – 800 Св. 800	2020 2500 2820	2300 2840 3150	7620 8420 10000	0,85
Чугун серый	HB ≤ 200 HB > 200	1150 1370	1250 1500	3000 3540	0,73

При обработке чугуна К_с = 0,9 для эмульсии и К_с = 1 без смазывания и охлаждения.

Наибольшая сила резания при протягивании должна быть равна или меньше тягового усилия Q протяжного станка, а точнее, чтобы не вызывать перегрузки станка Р_zmaz = (0,8...0,9)·Q. Опасным у протяжек является то поперечное сечение, которое имеет наименьшую площадь (с учетом материала инструмента). Это шейка хвостовика под патрон или же сечение во впадине перед первым режущим зубом. В первом случае

мм², 2.15

во втором

мм² 2.16

Допускаемое напряжение следует принимать [σ] = 200 МПа для хвостовика, если он сделан из сталей 45 и 40Х и сварен встык с рабочей частью протяжки; [σ] = 250 МПа для протяжек из стали ХВГ; [σ] = 350...400 МПа для протяжек из быстрорежущих сталей.

Если спроектированная протяжка не удовлетворяет условиям прочности, необходимо увеличить шаг зубьев или уменьшить толщину срезаемого слоя, т. е. уменьшить Р_zmax и провести поверочный расчет на прочность при измененных условиях.