4 Расчет и конструирование протяжки

Задание:

Рассчитать и сконструировать круглую протяжку, обрабатывающую цилиндрическое отверстие диаметром D по групповой (прогрессивной) схеме резания с длиной протягивания l_и. Протягивание производится после сверления до диаметра D₀. Параметр шероховатости протянутой поверхности R_а = 2 мкм. Станок горизонтально-протяжной 7523 с быстросменным автоматическим патроном.

Материал заготовки – 50ХН, 321 НВ;

D = 32Н7 мм;

D₀ = 31,0 мм;

l_и = 70 мм;

Тяговая сила станка P_c = 102 кН;

Наибольший рабочий ход ползуна l_рх = 1250 мм

Решение:

1 Материал протяжки принимаем Р18.

2 Припуск на диаметр под протягивание:

(1) A = D – D₀ = 32 – 31,0 = 1 мм.

D- диаметр отверстия после протягивания, мм;

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм.

3 Расстояние до первого зуба:

(2) L₁=280+l_и=280+70=350 мм ([4], стр.188)

4 Диаметр хвостовика d₁:

По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью: d₁ = 32e8;

5 Шаг режущих зубьев:

(3) ([4], стр.188)

Принятый шаг зубьев

6 Максимально число одновременно работающих зубьев:

(4) ([4], стр.188)

l_и - длина протягивания, мм;

t_р - шаг протяжки, мм.

7 Глубина стружечной канавки: h_к = 4 мм по табл. 8.6([4], стр.219);

Площадь сечения канавки F_k , мм²: F_k=12,56 мм² по табл. 8.6([4], стр.219);

Коэффициент заполнения стружечной канавки k = 3 по табл. 8.8([4], стр.220).

8 Подача, допустимая по размещению стружки:

(5) ([4], стр.192)

l_и - длина протягивания, мм;

F_k - площадь сечения канавки, мм²;

k - коэффициент заполнения стружечной канавки.

9 Наибольшее усилие, допустимое хвостовиком:

(6) , ([4], стр.192)

где -допускаемое напряжение на растяжение хвостовой части протяжки по табл. 8.9([4], стр.220);

=490,9 мм²-площадь хвостовика, определяющая его прочность по табл. 8.3([4], стр. 217).

10 Наибольшее усилие, допустимое протяжкой на прочность по первому зубу:

(7) , ([4], стр.192)

где -допускаемое напряжение на растяжение режущей части протяжки по табл. 8.9([4], стр.220);

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм;

h - Глубина стружечной канавки, мм.

11 Расчетная сила резания:

(8) ([4], стр.192)

12 Подача, допустимая по усилию резания:

(9) , ([4], стр.193)

где Р_р - расчетная сила резания, Н;

n_Г – число зубьев в группе, первоначально берем =3;

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм;

С_p =3610 Н/мм² по табл. 8.7([4], стр.220) для стали 50 ХН с твердостью >220 НВ.

13 Примерная длина режущей части для групповой схемы резания:

(10) , ([4], стр.194)

где t_р - шаг протяжки, мм;

n_Г – число зубьев в группе;

S_zmin – наименьшее значение из s_zk и s_zр: S_zmin=0,059 мм/зуб

Принятые значения: S_z=0,06 мм/зуб, n_Г=3.

14 Диаметры зубьев протяжки:

№ группы	Номер зуба	Диаметр, мм
1	1	31,0
	2	31,12
	3	31,12
	4	31,10
2	5	31,24
	6	31,24
	7	31,22
3	8	31,36
	9	31,36
	10	31,34
4	11	31,48
	12	31,48
	13	31,46
5	14	31,60
	15	31,60
	16	31,58
6	17	31,72
	18	31,72
	19	31,70
7	20	31,84
	21	31,84
	22	31,82
8	23	31,96
	24	31,96
	25	31,94
	26	31,98
	27	31,99

Число режущих зубьев z_p=27.

15 Длина режущей части:

11. l_p=t_p(z_p-1), ([4], стр.196)

где t_р - шаг протяжки, мм;

z_p - число режущих зубьев.

l_p=14(27-1)=364 мм

16 Число калибрующих зубьев принимаем z_k =7.

17 Шаг калибрующих зубьев:

(12) t_к = 2 ∙ t_р /3= 2 ∙ 14/3 =9,33 мм. ([4], стр.196)

Тогда: t_к =10 мм.

18 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев:

γ = 15˚; α = 3˚; α_к = 1˚.

Число стружкоразделительных канавок принимаем n = 16 (табл. 108, [5], стр.278).

19 Диаметр калибрующих зубьев:

(13) ,

20 Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки.

По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью:

d₁ = 32e8; d₂ = 25c11; d₄ = 32-1=31 мм; с = 1,0 мм; l₁ = 160; l₂ = 32 мм; l₄ = 20 мм; l₃ = 32 мм; r₁ = 0,4 мм; r₂ = 0,4 мм; длину переходного конуса конструктивно принимаем l₄ = 40 мм; длину передней направляющей до первого зуба: l_н = l_и + 25 = 75 мм. Длину хвостовика принимаем равной размеру l_в, т.е. l_х=140мм; l₅ = 60 мм; l₆=l₀- (l_х+ l₄+l₅)=330-140-40-60=90 мм.

13 Определяем общую длину протяжки:

(14) L₀ = l₀ + l_р + l₃ + l_к , ([5], стр. 281)

l₀ = 330 мм;

l_р – длина режущих зубьев: l_p = 364 мм.

l_к – длина калибрующих зубьев: l_к = t_k ∙ z_k = 10 ∙ 7 = 70 мм.

l₃ – длина задней направляющей, l₃ = 30 мм.

L₀ = 330+364 + 70 +30 = 794 мм.

14 Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126-76*.

15 Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034-74*.