Проектирование режущих инструментов
..pdfГруппа |
|
|
|
|
|
Скорость резания, м/мин |
|
|
|
|
|||
качества |
|
|
|
|
|
Группы обрабатываемости |
|
Чугуны, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Сталь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
цветные сплавы |
||
Р01 |
...Р10 |
Р10 |
...Р20 |
Р20... |
Р30 |
Р30... |
М15 |
К10, К20 |
N20. N30 |
||||
1 |
6... |
8 |
|
5 |
...6 |
|
5 |
|
4 |
5... |
6 |
3... |
5 |
2 |
7... |
9 |
|
6... |
8 |
|
7 |
|
5 |
7... |
8 |
5... |
7 |
П р и м е ч а н и е : 1. Рекомендуемые скорости резания могут быть повышены при условии обеспечения требований качества. 2. Для шлицевых протяжек скорости умно жить на 0,8.
6. Для принятой подачи на зуб определить глубину стружечной ка навки по формулам: для сливной стружки
h0 =l}2& jKLSz ,
для стружки надлома
К =0,891T]KLSZ .
Коэффициент заполнения стружечной канавки К приведен в табл. 14.
Таблица 14. Коэффициент заполнения стружечной канавки К
Шаг зубьев t |
|
Подача Sz |
|
|
До 0,05 |
0,05...0,1 |
Св. 0,1 |
||
|
4.5...8 |
3,3 |
3.0 |
________ ______ |
10...14 |
3,0 |
2,7 |
2Д |
16...25 |
2,8 |
2.5 |
2,0 |
По полученному значению Л0из табл. 1 выбрать ближайшее большее значение указанного параметра, а также остальные размеры стружечной канавки: g, Л, г. По этой же таблице принять уточненное значение шага черновых зубьев t.
7.Определить максимальное число одновременно работающих
зубьев:
Z, |
L |
(21) |
|
f —0,4 |
|||
|
|
Врезультате, полученном из формулы (21) дробь отбросить.
8.Выбрать материал режущей части протяжки и хвостовика (см. п.8,
разд.1).
9. Определить максимально допустимую силу резания.
9.1.Сила допускаемая опасным сечением хвостовика,
где [а] - допускаемое напряжение при растяжении;
Fu - площадь опасного сечения хвостовика (см. п.4, разд.1).
9.2. Сила резания, допускаемая опасным сечением режущей части
протяжки (перед первым зубом), |
|
Fon= F on[a], |
(23) |
где Fm- площадь опасного сечения протяжки перед первым зубом, |
|
Fm=%(da - 2 h 0f ! A . |
|
9.3. Для определения величины силы резания, допускаемой тяговым усилием станка Fcm, следует выбрать модель протяжного станка согласно
табл. 8. |
|
|
Наименьшее из Fia,Fon и |
принимается в качестве максимально |
|
допустимой силы резания Ъш- Принятое значение |
сопоставить с тяго |
|
вым усилием станка Рс - Рдоп~ (0,8—0,9) Рс. |
|
10. Определить число зубьев в секции черновых зубьев:
n d q Z |
K |
K0K |
(24) |
Zc= -----0 - и^ |
м |
р— |
|
|
■*ЛОП |
|
|
где d - диаметр протягиваемого отверстия, мм;
qD- осевая сила резания (//), приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки при протягивании конструкционных углеродистых и легированных сталей в нормализованном, отожженном и горячекатаном состоянии (табл. 15);
К ы, К рУ поправочные коэффициенты, зависящие от обрабаты
ваемого материала, способа разделения стружки и состава СОЖ (табл. 16, 17, 18).
Обычно Ze = 2...5. Если в результате расчета по формуле (24) получе
но Zc< 2, то принять Z c = 2. Дробное значение Z cбольше двух, округлить до ближайшего большего целого (3,4 или 5).
11. Распределить общий припуск А между черновыми, переходными и чистовыми зубьями. Общий припуск
A = d K- d „ ,
где dK- диаметр калибрующих зубьев (см. формулу 10),
А = А ЧСГЯ+ А ЯГ + А„.
Величина А ч определяется по табл. 11, А ^ - по табл. 19.
После выбора А ч и А припуск на черновые зубья определится как
A mr» = A - (A aCf+ A 4)
Подача |
|
Пс•редний угол 7 о |
Подача |
|
Псредний угол у О |
|||||||
на зуб |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
на зуб |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
S, мм |
5, мм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,01 |
78 |
48 |
37 |
30 |
26 |
0,21 |
533 |
462 |
423 |
398 |
381 |
|
0,02 |
100 |
70 |
56 |
48 . |
43 |
0,22 |
558 |
483 |
443 |
416 |
398 |
|
0,03 |
124 |
91 |
76 |
67 |
60 |
0,23 |
578 |
504 |
462 |
434 |
416 |
|
0,04 |
148 |
112 |
95 |
84 |
77 |
0,24 |
602 |
525 |
481 |
453 |
433 |
|
0,05 |
171 |
132 |
114 |
103 |
95 |
0,25 |
626 |
541 |
501 |
471 |
451 |
|
0,06 |
195 |
153 |
134 |
121 |
112 |
0,26 |
645 |
562 |
520 |
494 |
468 |
|
0,07 |
218 |
174 |
153 |
139 |
130 |
021 |
669 |
583 |
539 |
512 |
491 |
|
0,08 |
241 |
195 |
172 |
157 |
146 |
0,28 |
693 |
604 |
559 |
531 |
508 |
|
0,09 |
264 |
216 |
191 |
176 |
165 |
0,29 |
711 |
624 |
579 |
549 |
526 |
|
0,10 |
289 |
236 |
212 |
194 |
181 |
0,30 |
735 |
645 |
597 |
567 |
544 |
|
о . и |
311 |
258 |
230 |
212 |
200 |
031 |
752 |
666 |
617 |
586 |
561 |
|
0,12 |
334 |
277 |
249 |
232 |
217 |
0,32 |
776 |
687 |
628 |
604 |
579 |
|
0,13 |
358 |
298 |
269 |
250 |
237 |
0,33 |
800 |
708 |
655 |
623 |
596 |
|
0,14 |
380 |
320 |
288 |
268 |
253 |
034 |
823 |
722 |
675 |
641 |
614 |
|
0.15 |
403 |
338 |
312 |
286 |
271 |
035 |
840 |
743 |
694 |
659 |
631 |
|
0,16 |
425 |
360 |
327 |
304 |
291 |
0,36 |
863 |
763 |
713 |
678 |
649 |
|
0,17 |
446 |
381 |
346 |
325 |
308 |
0,37 |
887 |
784 |
733 |
696 |
667 |
|
0,18 |
468 |
402 |
365 |
343 |
325 |
0,38 |
910 |
805 |
752 |
714 |
684 |
|
0,19 |
492 |
419 |
385 |
362 |
342 |
0,39 |
933 |
825 |
771 |
733 |
702 |
|
0,20 |
513 |
433 |
404 |
380 |
364 |
0,40 |
957 |
846 |
791 |
751 |
| 719 |
Таблица 16. Поправочный коэффициент К м
Обрабатываемый материал
Конструкционные и легированные стали, относящиеся к группе обрабатываемости Р (подгруппы Р01, Р10, Р20) после закалки и отпуска Конструкционные и легированные стали,
относящиеся к группе обрабатываемости Р (подгруппы Р01, Р10, Р20) в отожженном, нормализованном и горячекатанном состоя нии Инструментальные, высоколегированные н
быстрорежущие стали, стальное литье (под группы Р20, Р30, Р40)
Чугуны серые, ковкие, относящиеся к груп пе обрабатываемости К (подгруппы К01, К10, К20)
Бронзы, латуни (группа N, подгруппа AGO) Алюминиевые сплавы (группа N, подгруппа
N20)
Твердость НВ |
Коэффициент К м |
<275 1,3
130...320 1.0
200...250 |
1,4 |
<200 |
0,5 |
>200 |
0.7 |
<110 |
0.4 |
^ 100 |
0.4 |
|
|
|
Способ разделения стружки |
|
|
Коэффициент К р |
|||
Радиусными выкружками |
|
|
|
1,0 |
|||||
Гтяняарггными стружкоразделительными канавками |
|
|
1Д |
||||||
Без раделения |
|
|
|
|
1,3 |
||||
|
|
|
Таблица 18. Поправочный коэффициент К т |
|
|
||||
|
1 |
|
Наименование СОЖ |
|
|
Коэффициент К саж |
|||
Сульфофрезол, турбинное масло, касторовое масло |
|
|
1,0 |
||||||
Индустриальное 20, водная эмульсия (15...30%), |
|
|
1,1 |
||||||
Без охлаждения |
керосин |
|
|
|
|
1,2 |
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Таблица 19. Число н припуск на переходные зубья |
|
|||||
Подача на |
Число |
Подъем переходных зубьев |
Число |
Припуск |
|||||
черновых |
черновых |
|
на сторону, мм |
|
пере |
на диаметр |
|||
зубьях |
на |
зубьев в |
1-я |
2-я |
3-я |
4-я |
ходных |
|
|
сторону |
|
секции Z c |
зубьев |
|
|||||
S Z , MM |
|
|
секция |
секция |
секция |
секция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
£0,05 |
|
2...3 |
0,02 |
|
|
|
2 |
0,04 |
0,06...0,10 |
2...3 |
0,04 |
0,03 |
|
|
4 |
0,14 |
||
о |
О |
г= |
2...3 |
0,05 |
0,03 |
0,06 |
|
4 |
0,16 |
0.16...0Д0 |
2...3 |
0,08 |
0,06 |
|
4 |
0,16 |
|||
0,21.-0,25 |
2...3 |
0.11 |
0,09 |
0,06 |
0,03 |
8 |
0,58 |
||
0Д5...0.30 |
2...3 |
0,14 |
0,09 |
0,06 |
0,03 |
8 |
0,64 |
||
030.-0,40 |
2...3 |
0,17 |
0,12 |
0,06 |
0,03 |
8 |
0,76 |
||
|
12. |
Определить количество секций черновых зубьев: |
|
||||||
|
|
|
|
|
п |
л * . |
|
|
|
|
|
|
|
|
2Sz ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полученную величину округлить до ближайшего меньшего целого |
||||||||
числа и определить величину остаточного припуска: |
|
|
|||||||
|
|
|
|
^ocr= ^«,» -2 Sг - п ^ . |
|
|
|||
|
может быть отнесен к черновой, переходной или чистовой части |
||||||||
протяжки. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Общее число черновых зубьев |
|
Z c . |
|
|
13.Определить общее количество зубьев протяжки:
Z = Z |
черн |
+Z |
пер |
+ Z |
+ Z . |
|
|
^ ч |
* |
5. |
Произвести проверку протяжки на прочность из условия деформа |
ции растяжения. |
|
Сила резания Pi (//) определяется по эмпирической формуле |
|
|
Рг Ср S г Ъ П Z лих Ку *с Ки, |
где Ъ- ширина шлицевой канавки, мм; п - количества канавок. |
Величины Сръ х, k j, |
, к*\ определяются из табл. 23,24. |
|
||||
Условие прочности по первой стружечной канавке, а также по хвосто |
||||||
вику проверить по формулам (см. п. 4, разд. 1). |
|
|
||||
Таблица 22. Подача на зуб S z для различных типов протяжек |
|
|||||
Тип и профиль |
|
|
|
Sz ,мм/зуб |
|
|
протяжки |
|
|
сталь |
Обрабатываемый материал |
|
|
Шлицевые с |
|
|
чугун |
бронза, латунь |
||
|
|
|
|
|
|
|
ПРЯМобоЧНЫМИ пттшцями |
0,05...0,08 |
0,06...0,10 |
0.04...0.10 |
|||
Шпоночные |
|
0,08...0,15 |
0,08...0,20 |
0,05...0,08 |
||
Прямоугольные и плоские |
0,04...0,12 |
0,06...0,20 |
0,05...0,08 |
|||
Квадратные, шестигранные |
0.02...0.15 |
0,05...0,15 |
0,03...0,15 |
|||
|
Таблица 23. Поправочные коэффициенты Ср* х |
|
||||
Обрабатываемый |
|
НВ |
|
___________ С а |
|
X |
МПа |
Шпоночных, пазовых, |
Шлицевых |
||||
материал |
|
|
плоских канавок |
канавок |
|
|
Сталь |
<686,7 |
|
2020 |
2300 |
0,85 |
|
<784,8 |
|
2500 |
2840 |
|
||
|
>784,8 |
|
2820 |
3150 |
|
|
Чугун |
|
<*200 |
|
1150 |
1250 |
0,73 |
|
|
>200 |
1370 |
1500 |
|
|
Бронза |
|
|
1370 |
1500 |
|
Таблица 24. Поправочные коэффициенты ку, кс, к^
Мате |
|
*т |
|
|
|
|
|
риал |
|
|
|
|
5° |
10° |
15° |
Сталь |
1.13 |
1,0 |
0,93 |
Чугун |
1.1 |
1,0 |
0,95 |
|
ки при сте |
|
|
*С |
|
|
|
пени |
затуп |
|
|
|
|
К) о |
ления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
Острая |
Затуплен ная |
Сульфофрезол |
10%-ная эмульсия |
Растит. масло |
Без охла ждения |
0,85 |
1.0 |
1,15 |
1,0 |
1.0 |
0.9 |
1,34 |
|
1.0 |
1.15 |
|
0.9 |
- |
1,0 |
6.Определить количество зубьев, длину режущей части, форму, раз меры и количество стружкоразделительных канавок, размеры гладких час тей протяжки (см. п. 6, 7, 8, разд. 1).
7.Определить общую длину протяжки как сумму длин режущей и гладкой частей. Предельные длины протяжек (табл.25).
Таблица 25. Предельные длины протяжек
Диаметры |
12...15 |
|
протяжек, мм |
||
Общая длина |
700 |
|
Дшх.ММ |
||
Наименьшее |
|
|
сечение |
пло |
До 5 |
ских и |
шпо |
|
ночных |
про |
|
тяжек, мм
СП |
CN |
|
о |
800 |
|
ISI |
00 |
20 |
...25 |
25 |
...30 |
30...50 |
Св. 50 |
|
800 |
|
1200 |
1300 |
1500 |
8... |
12 |
12 |
...18 |
18..22 |
Св. 22 |
Общая длина, |
500 |
750 |
100 |
1200 |
1300 |
1500 |
мм |
|
|
0 |
|
|
|
Если расчетная длина протяжки окажется более Lm», то ее следует разделить на две или три части и предусмотреть обработку комплектом протяжек.
8.Выбрать модель протяжного станка (см. п. 10, разд. 1).
9.Рассчитать ширину шлицевых выступов протяжки (рис. 8)
|
В = Ь + Н - Р тах, |
|
где |
- максимальная разбивка шлицевых канавок. Для протяжек дли |
|
ной до 800 мм Ртах = 0,05. ..0,01 мм; свыше 800 мм |
= 0,010...0,015 мм. |
В целях уменьшения трения на боковых поверхностях шлицевых вы ступов делают боковое поднутрение, образуемое вспомогательным углом в плане величина которого принимается равной 1° ...1,5° (при протягива
нии очень вязких сталей 2°...2,5°). Поднутрение начинается не от самой вершины выступа, а на расстоянии / с = 0,7...1,0 мм. Поднутрением снаб
жаются те зубья, высота шлицевых выступов которых ^ 1,2_1,3 мм.
Рис. 8. Размеры шлицев протяжки
10. Передняя направляющая обычно делается цилиндрической диа метром d Q с допуском по посадке е8 и длиной, равной длине протягива ния.
При протягивании шлицевых отверстий комплектом протяжек вторая протяжка и третья, если это необходимо, изготовляются с шлицевыми вы ступами. Это необходимо для точного центрирования второй и третьей протяжек. При этом размеры шлицев направляющей части
где d n - диаметр шлицев последнего зуба предыдущей протяжки с допус ком по посадке е8;
Задняя направляющая шлицевой протяжки обычно выполняется ци линдрической формы, как у протяжек для обработки цилиндрических от верстий.
3. 4. ГРАННЫЕ ПРОТЯЖКИ
Протягивание квадратных и шестигранных отверстий производится по генераторному методу образования профиля. Характерной особенно стью этих протяжек является переменная длина периметра режущих лез вий Ъх(рис. 9, а), что позволяет увеличивать подачу на зуб по мере возрас тания диаметров режущих зубьев. Для этой цели все зубья протяжки раз бивают на несколько групп - ступеней, с постоянной подачей на зуб в пределах каждой ступени.
Величина подачи на зуб на каждой ступени определяется, исходя из двух условий: количество металла, срезаемое различными ступенями, должно быть одинаковым, и силы резания на первых зубьях ступеней должны быть одинаковыми или близкими по величине.
Если круглое отверстие образовано сверлом, то следы от сверла на гранях не допускаются. Поэтому цилиндрическая секция у протяжки сре зает припуск А= 0,3...0,5 мм (рис. 9, б). При этом необходимо:
1.Расчет цилиндрической секции производить в соответствии с пп. 2...7, разд.1 с тем лишь исключением, что на цилиндрической части пере ходные, запасные и калибрующие зубья не предусматриваются.
2.Определить диаметр первого зуба первой ступени генераторной части протяжки
где S —размер отверстия по граням, мм.
3. Определить диаметр последнего режущего зуба протяжки
d a ^ п и х Р шах»
где Дпах - диагональ квадрата или шестигранника; Ртвх - (см. п. 9, разд.З).