Проектирование режущих инструментов
..pdfПодача на зуб на первой ступени резца подача на зуб цилиндрической секции: Sn = Szwn; подача на зуб на последующих ступенях определяется как
где |
- коэффициент, определяемый из табл. 27; т - номер ступени. |
|||||||
|
|
Таблица 27. Значения поправочного коэффициента |
|
|||||
Номер |
|
Квадратные протяжки |
|
Шестигранные протяжки |
||||
ступени |
3-й ступени |
4-й ступени |
2-й ступени |
3-й ступени |
||||
т |
сталь |
чугун |
сталь |
чугун |
сталь |
чугун |
сталь |
чугун |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1,8 |
1,98 |
1.5 |
1.6 |
23 |
2,65 |
1,8 |
1,98 |
3 |
3 |
3,58 |
2,3 |
2,65 |
- |
- |
2,95 |
3,55 |
4 |
- |
- |
3,8 |
4,75 |
|
- |
- |
- |
6. Определить шаг режущих зубьев, число одновременно работающих режущих зубьев ZWXX3 размеры стружечных канавок, назначить величины передних и задних углов, проверить стружечные канавки на возможность размещения в них стружки для всех ступеней протяжки в соответствии с п. 3, разд. 1. Учитывая, что последняя ступень срезает относительно узкую стружку, можно допустить на ней некоторое занижение коэффициента за полнения К относительно /fniin■
7.Произвести проверку протяжки на прочность из условия деформа ции растяжения (см. п. 4, разд.1). Только в формуле (6) вместо ЕВ\ подста вить величину S - расстояние между гранями.
Проверку произвести только для первой ступени по опасному сече нию канавки перед первым зубом протяжки.
8.Определить диаметры первых зубьев каждой генераторной ступени
dm = Л*» S + 2Sm
Коэффициент г\т определяется из табл. 28.
Таблица 28. Значения коэффициента т]т
Номер |
Квадратные протяжки |
Шестигранные протяжки |
||
ступени m |
3-й ступени |
4-й ступени |
2-й ступени |
3-й ступени |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1,06 |
1,045 |
1,039 |
1,023 |
3 |
1,15 |
1,105 |
- |
1,058 |
4 |
- |
1,190 |
- |
- |
9.Определить количество зубьев каждой ступени
,_ (^m+i - 25'гт+1) - (dm - 2Szm)
На последней ступени
Z„=^ S d" - 2S*m )+(2..A), 2Szm
где dm+\ и m+i - Диаметр и подача на первом зубе следующей ступени; dm и Szт- то же для рассчитываемой ступени.
Действительные значения диаметров зубьев протяжки в дальнейшем следует уточнить. При этом припуски на каждой ступени могут быть уточ нены.
Остальные параметры протяжки (длины, стружечные канавки, выбор станка и т.д.) определяются в соответствии с пп. 6... 10, разд.1. При этом переходные зубья назначать необязательно.
3.5. ШПОНОЧНЫЕ ПРОТЯЖКИ
Протяжки шпоночные ГОСТ 18217-90 применяются для обработки шпоночных пазов шириной b = 6...50 мм; высотой Н = 16...60 мм; длиной / = 565... 1550 мм с тонким телом (рис. 11, а). Протяжки по ГОСТ 18218-90 изготовляются с утолщенным телом для обработки пазов: Ъ - 3... 10 мм; Я = 6...22 мм; / = 475... 1150 мм (рис. 11,6).
Для протягивания шпоночных пазов используется генераторный ме тод образования профиля. Методика выбора и расчета основных конструк тивных элементов в основном аналогична приведенной выше для круглых протяжек. Конструктивное оформление зубьев шпоночных протяжек ана логично оформлению зубьев шлицевых протяжек. Рассмотрим расчет про тяжек с утолщенным телом:
Рис. 11. Шпоночные протяжки с тонким (а) и с утолщенным (б) телом
7.Высота режущего выступа И 0 = 1,25 h Q,
где hQ- глубина стружечной канавки.
Для того чтобы зубчатый выступ не касался диаметра исходного от верстия D, необходимо соблюдать условие
Лпах |
7) < И 0 . |
8.Произвести проверку протяжки на прочность из условия деформа ции растяжения (см. п. 4, разд.1). Только в формуле (6) вместо 1ВХподста вить величину Ь - номинальный размер ширины шпоночного паза. Полу ченные значения следует уточнить в соответствии с табл. 29.
9.Минимальная высота сечения по первому зубу
^Imin —-£ -л+ h'o-
Величина допускаемого напряжения [а] определяется (см. п. 4, разд.1). Полученное значение следует уточнить в соответствии с табл. 29.
10. Высота протяжки по последнему режущему зубу h n = h\ +А .
При этом размер Н 0 должен быть постоянным по всей длине протяж ки, а величина ИQувеличивается к последнему зубу на величину А .
11. Количество режущих зубьев
А
12. Определить длину зубчатой части
Переходные зубья предусматривать необязательно.
13.Проверить хвостовик протяжки на прочность из условия деформа ции растяжения. Хвостовик выбирается в соответствии с ГОСТ 4043-70
[1].Напряжение в хвостовике
а=
14.Выбрать форму и размеры стружкоразделительных канавок в со ответствии с п. 7, разд. 1.
15.Определить размеры калибрующей части протяжки.
Высота калибрующих зубьев h K= h n, h n = h\+ A . Количество зубьев выбирается (см. п. 5, разд.1).
Шаг калибрующих зубьев (при отсутствии запасных) tk = t и форма стружечной канавки назначается так же, как у режущих зубьев.
Длина калибрующей части lk =Zk t .
16. Определить общую длину протяжки
L = lr+ lK + ln „
где 1пщ - длина гладких частей протяжки,
= L + lm + l nm + A m + А н >
где /„ - длина хвостовика поТОСТ 3043-70 [1, 3]; 1Ш- длина шейки, за-
висит от размеров станка и приспособления; /M—длина переднего конуса; /пп - длина передней направляющей обычно равна длине протягивания.
Шейка и передняя направляющая имеют обычно одинаковое поперечное сечение. Допуск на ширину В назначают по посадке или f% \ длина
задней направляющей, равна приблизительно 1,5 /р , т.е. последний калиб рующий зуб делается удлиненным.
Длина протяжки L не должна превышать предельных значений, при веденных в табл.25.
17. Выбрать модель протяжного станка (см. п. 10, разд. 1).
Расчет протяжек с тонким телом (см. рис. 11, а) производится по этой же методике. При этом поперечные размеры выбираются из табл. 30, где h\ - высота протяжки по первому зубу.
|
Таблица 30. Размеры протяжек с тонким телом |
|
|
Ьп |
hi |
h'o |
■^min |
мм |
|
|
|
12 |
28 |
6 |
38 |
14 |
30 |
6 |
40 |
16 |
35 |
7 |
46 |
18 |
40 |
8 |
56 |
20 |
45 |
10 |
62 |
24 |
50 |
12 |
62 |
3. 6. НАРУЖНЫЕ ПРОТЯЖКИ
Методика расчета режущей части наружных протяжек в основном со храняется такой же, как и для круглых протяжек. Рассмотрим особенности проектирования отдельных частей наружных протяжек.
1. Определить суммарный подъем на зуб. Этот термин отличается от принятого ранее термина «суммарный припуск» тем, что в него входит ве личина предохранительного зазора. Припуск под протягивание А опреде лен требованиями к обрабатываемой детали. Суммарный подъем зубьев определяется по формуле
2 £ h = A + (0,65...0,75) А/2 + с ,
где Л/2- допуск на размер; с - предохранительный зазор между обрабаты ваемой поверхностью и лезвием первого зуба, равный 0,1...0,8 мм.
2. Определить подачу на зуб S2 для протяжек (плоских и угловых), срезающих припуск по одинарной схеме. Для углеродистой и низколеги рованной стали Sz = 0,04...0,12 мм/зуб; для высоколегированной - 0,04...0,10; для чугуна и бронзы -_0,06...0,2 мм.
3. Шаг протяжки, параметры канавки, передние и задние углы и др. выбрать в соответствии с пп. 3,4, разд. 1. Задние углы на режущей части рекомендуется назначать в пределах 8... 10°, на калибрующих 1,5.. .2°.
4.Определить угол наклона зубьев протяжки (рис. 13)
т= arctg —
1' къ
где /j - ширина обрабатываемой поверхности; / —шаг зубьев протяжки;
кь-целые числа 1, 2, 3.
При соблюдении этого условия в резании участвует одинаковая сум марная длина режущих кромок.
5. Рассчитать шаг в нормальном сечении.
t н = / sin т.
6. Произвести проверку протяжки на прочность из условия деформа ции растяжения.
Сила резания Рг определится по эмпирической формуле
Рг= Срг • Szx YJbi (1 + 0,28 р ctgr) Ку • К с К и sin т, |
(25) |
где р - коэффициент трения между боковой поверхностью тела протяжки и направляющей протяжного приспособления (обе поверхности из зака-
ленной стали). Он равен 0,12...0,15 при протягивании с охлаждением и 0,20...0,25 - всухую; К с- коэффициент, учитывающий увеличение силы, вследствие более сложной деформации стружки при работе наклонных зубьев. Значение К с для стали и чугуна в зависимости от т :
х |
90° |
75° |
60° |
45° |
К с |
1,0 |
1,04 |
1,08 |
U 1 |
Суммарная длина режущих кромок (см. рис. 13)
где Ь я В - длина и ширина обрабатываемой поверхности, мм.
Остальные значения, входящие в формулу (25), определяются в соот ветствии с п. 4, разд. 1.
При т = 90° (зубья без наклона) формула (25) принимает вид
Ширина протяжки b (или ее части) должна быть на 5-10 мм больше ширины обрабатываемой поверхности, а ее высота Н 0 не менее 20...25 мм.
7.Определить высоту протяжки по последнему зубу:
#= Я 0 + £ДЛ.
8.Определить количество режущих зубьев протяжки
Количество калибрующих зубьев выбрать (см. п. 5, разд. 1).
9.Определить длину рабочей части протяжки
/рвб = /(2р + Z K—\) + Я ctg х + 0,5 /.
10.Выбрать модель протяжного станка (см. п. 10, разд. 1).
3.7. ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ
СПЛОСКОСТЯМИ ИЛИ ШПОНОЧНЫМИ ВЫСТУПАМИ
Расчет этих протяжек производится так же, как протяжек для цилинд рических отверстий, срезающих припуск по одинарной схеме резания или по групповой.
Плоскости и выступы оформляются конструктивно. При этом следует иметь в виду, что па первом этапе технологического процесса протяжка изготовляется цилиндрической, а далее фрезеруются или шлифуются пло ские поверхности. Вследствие этого уменьшается глубина стружечных ка навок и “теряется” задний угол (рис. 14). Его восстанавливают заточкой под углом си = 1 ...2°; для сохранения размера t оставляют ленточку шири ной/, =0,8... 1,0 мм. При этом следует убедиться, что размер / меньше глубины стружечной канавки h 0. Разность должна быть не менее 1 мм:
Рис. 14. Образование вспомогательного заднего угла
Пазы в «теле» протяжки, необходимые для образования шпоночных выступов, должны иметь вспомогательные углы в плане cpj = 1°.
3. 8. ОФОРМЛЕНИЕ РАБОЧЕГО ЧЕРТЕЖА ПРОТЯЖКИ
Круглые протяжки. В целях экономии быстрорежущей стали протяж ки диаметром 15 мм и более рекомендуется изготовлять сварными или сборными. В этом случае материал хвостовика изготовляется из ст.40Х или 45Х. Место стыковой сварки показано на рис. 3. Твердость режущей части HRC3 63...65, приваренного хвостовика HRC3 35...45. Для повышения стойкости протяжки режущую часть рекомендуется подвергать хромиро ванию, цианированию, сульфидированию и т.д.
Чертеж должен содержать достаточное количество поперечных и осе вых сечений, в которых следует показать форму и размеры стружечных канавок и геометрические размеры протяжки. При этом необходимо ука зать, к каким порядковым номерам зубьев данное сечение относится. Если режущие и калибрующие зубья имеют одинаковую стружечную канавку, допускается показывать их в одном сечении.
Для снижения концентрации напряжений в местах переходов от одних диаметров к другим необходимо предусмотреть галтели. Некоторые из них показаны на рис. 3.
Чертеж также должен иметь достаточное количество поперечных се чений по режущим и калибрующим зубьям. В этих сечениях следует пока зать форму, размеры, количество и расположение стружкоразделительных канавок (или выкружек для протяжек переменного резания).
Здесь же необходимо показать задние углы на боковых сторонах ка навок и выкружек.
Величины допусков на поперечные размеры режущих зубьев приве дены в табл. 31.
Таблица 31. Допуски на размеры зубьев протяжек
Номинальный
поперечный размер, мм
До 18 18...30
о СП |
о |
00 |
Отклонения при подаче на зуб Sb мм |
|
||
0,02...0,04 |
0,04...0,05 |
0,05...0,10 |
св. 0,10 |
-0,010 |
-0,012 |
-0,015 |
-0,018 |
-0,012 |
-0,015 |
-0,018 |
-0,020 |
-0,015 |
-0,018 |
-0,020 |
-0,025 |
Допуск на калибрующие зубья назначается равным 1/4... 1/5 допуска на протягиваемое отверстие со знаком минус (но не более допуска на диа метры режущих зубьев).
Поперечные размеры зубьев, допуски на них и величины задних углов следует ввести в таблицу расчета (табл. 32).
Таблица 32. Таблица расчета поперечных размеров зубьев протяжки
Элементы зубьев |
|
Порядковые номера зубьев |
протяжки |
1 |
2 3 4 5 6 7 8 9 10 ит. д. |
|
Размер D или h, мм Допуск на размер D или Л, мм Задние углы а
Центровые отверстия должны соответствовать ГОСТ 14034-74, жела тельно их показать на чертеже.
Шероховатость основных поверхностей протяжки назначается в соот ветствии с табл. 33.
Точность основных размеров протяжки назначается в соответствии с табл. 34.
В маркировку протяжки включить: марку инструментального мате риала, диаметр и квалитет обрабатываемого отверстия, длину протягива ния, марку обрабатываемого материала. Например: Р6М5, 36Н8, L = 48, чугун.
Поверхность протяжки |
Ra мкм |
Ленточки на вершинах и задние поверхности калибрующих зубьев |
0,08...0,16 |
Задние поверхности режущих зубьев |
0,32 |
Передние поверхности: |
|
калибрующих зубьев |
0,32.. .0,16 |
режущих зубьев |
0,32 |
Поверхности стружечных канавок |
1,25 |
Передние и задние направляющие |
0,63 |
Хвостовая часть. Стружкоразделительные канавки |
1,25 |
Переходный конус. Окно под чеку в хвостовике |
2,50 |
Опорные конусы центровых отверстий |
U 5 |
Таблица 34. Точность основных размеров протяжки
Размер протяжки Диаметр хвостовика Диаметр шейки
Диаметр передней направляющей Диаметр режущих зубьев Диаметр калибрующих зубьев
Задняя направляющая Задний угол Передний угол
Точность размера
л
Ли
Л ,е %
См. табл. 32 1/4...1/5 допуска на протя
гиваемое отверстие (но не более допуска на диаметры режущих зубьев)
fi*
±30°
±1°
Шлицевые протяжки. В поперечном сечении шлицевых зубьев ука зывают ширину выступов и боковое поднутрение (см. рис.8), образуемое вспомогательным углом в плане ср ?= 1о...1°30' (при протягивании вязких материалов его увеличивают до 2°30’). Поднутрение начинается от ленточ ки / 0 = 0,7... 1,0 мм и делается на зубьях, у которых высота шлицевых вы ступов более 1,2...1,3 мм. Для повышения стойкости шлицевые зубья снабжаются радиусом г\ = 0,25...0,30 мм.
У основания шлицевых выступов делаются продольные канавки для выхода шлифовального круга шириной 1...1,2 мм, глубиной 0,8...1,0 мм. Эти канавки достачно показать только в поперечном сечении.
Диаметр окружности впадин между шлицевыми выступами принима ется равным минимальному внутреннему диаметру шлицевого отверстия с допуском поfB .