2. Расчет протяжки.

2.1. Исходные данные.

1. Протягиваемая заготовк: материал – Бронза Бр.А7; твердость при протягивании НВ 90, заготовка после отпуска; отверстие под протягивание обработано; диаметр отверстия до протягивание (мм) d₀=33Н12^+0,25; диаметр отверстия после протягивания (мм) D=34,6Н9^+0,062; параметр шероховатости поверхности Rа=2,5 мкм; длина протягивание l=72_-1 мм.

2. Станок: горизонтально-протяжной, модель 7Б66; тяговая сила станка Q=196000 H; максимальная длина хода штока L=1250 мм; диапазон рабочих скоростей 1,5 – 13 м/мин; состояние станка – удовлетворительное; протяжка закрепляется в быстросменном автоматическом патроне.

3. Характер производства – массовый.

4. Длина протяжки допустимая возможностями инструментального цеха и заточного отделения не более 1500 мм.

2.2. Расчет протяжки круглой с групповой схемой резания

1. Устанавливаем группу обрабатываемости с помощью табл. П1 [2.стр.202]: бронза Бр.А7 с твердостью НВ 90 относится к III группе обрабатываемости.

2. Устанавливаем группу качества по табл. П2 [2.стр.203].Параметра шероховатости поверхности Ra=2,5 мкм достичь труднее, чем квалитета отверстия Н9, поэтому принимаем 2-ю группу качества по шероховатости.

3. Материал рабочей части протяжки принимаем в соответствии с табл. П3 [2.стр.203.]-быстрорежущая сталь Р6АМ5.

4. Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостовиком, материал – сталь 40Х. Размеры – по табл. П4 [2.стр.204]. Диаметр переднего хвостовика D_ХВ=28 мм, F_оп=380,1 мм². Силу, допустимую хвостовиком, рассчитываем по формуле (3.1) [2. стр.51], приняв []_р=300 МПа: Р_ХВ = 380,1300 = 114030 Н.

5. Передние и задние углы выбираем по табл. П5 [2.стр.207.]. Передний угол черновых и переходных зубьев =15, а чистовых и калибрующих зубьев ₁=18. Задний угол черновых и переходных зубьев ₀=3,чистовых _ч=2, калибрующих _к=1.

6. Скорость резания устанавливаем по табл. П6 [2.стр. 208.]: V=8 м/мин. Эта скорость станком обеспечивается.

7. Подъем черновых зубьев S_zc определяем из условия равной стойко-сти черновой и чистовой частей по табл. П8 [2. стр.209] для III группы обрабатываемости. Вначале для скорости резания V=8 м/мин. и подачи чистовых зубьев S_zч=0,02 мм устанавливаем наработку чистовой части: Т=46 м. По той же скорости резания и стойкости черновых зубьев Т=59 м находим подъем черновых зубьев S_z0=0,1 мм на зуб на сторону. Для III группы обрабатываемости и 2-й группы качества при скорости резания V=8 м/мин по табл. П17 [2.стр.214] ограничиваем подъем черновых зубьев S_z0=0,1 мм на зуб на сторону. Поправочные коэффициенты на наработку принимаем по табл. П18 [2.стр.214]: K_Tв=1,0; K_Tp=1,0; K_Tз=1,0; K_Tд=1,0; K_Tм=1,0; K_Tо=1,0 (назначаем СОЖ – 310-ная эмульсия из эмульсола “Укринол 1”). Наработка с поправоч-ными коэффициентами:

Т_МН = Т_М К_Тв К_Тр К_Тз К_Тд К_Тм К_То = 46111111 = 46 мм.

8. Глубину стружечной канавки h, необходимой для размещения стружки при подъеме S_ZC=0,1 мм определяем по формуле (3.2) [2.стр.52], приняв коэффициент помещаемости К=3;

В табл. П19 [2.стр.216] ближайшая большая глубина стружечной канавки h=6 мм. Ее и принимаем для дальнейшего расчета. Проверем на жесткость протяжку, так как диаметр по дну стружечной канавки равен D–2h = 34,626 = 22,6 мм, т.е. меньше 40 мм:

Так как h_ж > h, значит S_Z0=S_ZC=0,1 мм.

9. Шаг черновых зубьев принимаем из табл. П19 [2.стр.216.]. Так как глубине h=6 мм соответствует несколько значений шага, то согласно п.9 [2.стр.52] принимаем меньший t₀=15 мм – профиль № 10. Остальные элементы стружечной канавки: b₀=5,5 мм; г=3 мм; R=10 мм. Число одновременно участвующих в работе зубьев определяем по формуле (3.7) [2.стр.53], отбрасывая дробную часть: z_p = 72/15 +1 = 5

10. Максимально допустимую силу резания берем минимальной из трех Р_СТ, Р_ХВ, Р_ОП; Р_СТ = 0,8196000 = 156800 Н; Р_ХВ=114030 Н.

Величину Р_ОП определяем по формуле (3.10) [2.стр.53], а площадь опасного сечения – по формуле (3.11) [2.стр.53] при [σ]_Р=400Мпа:

Роп = F_ОП[σ]_Р = 0,785(33–26)²400 = 138474 Н; P_max=114030 H.

11. Число зубьев в группе z_c определяем по формуле (3.12) [2.стр.53.], где q₀=212 МПа для S_z0=0,1 и =15 из табл. П20 [2.стр.218]; z_Р=5; K_Pм=1,3; K_P0=1; K_Рк=1; K_Pр=1 из табл. П21 [2.стр.218]:

Принимаем z_С = 2

12. Определяем расчетную силу протягивания по формуле (3.14) [2.стр.54]:

13. Полный припуск определяем по формуле (3.15) [2.стр54]:

A = 34,633 = 1,6 мм

Припуск на черновых зубьях находим по формуле (3.16) [2.стр.54], где А_П=0,14 мм из табл. П23 [2.стр.220], А_Ч=0,1 мм и из табл. П22 [2.стр.219]; A₀ = 1,6–(0,14+0,1) = 1,36 мм.

14. Число групп черновых зубьев определяем по формуле (3.1) [2.стр.54]: i₀ = = 6,8. Принимаем i₀ = 6.

Остаточную часть припуска находим по формуле (3.18) [2.стр.54]:

A_ОСТ = 1,36–260,1 = 0,16 мм

Так как 1/2А_ОСТ>S_zn1, то А_ОСТ остаточный припуск оставляем в черновой части и увеличиваем число групп на единицу: i₀=7.

15. Число черновых зубьев определяем по формуле (3.19) [2.стр54]: z₀ = 72 = 14, число переходных зубьев z_П=4 из табл. П23 [2.стр.220], чистовых зубьев z_Ч=10 и число калибрующих z_К=6 из табл. П22 [2.стр.219]. Общее число всех зубьев находим по формуле (3.20) [2.стр.55]:z = 14+4+10+6 = 34.

16. Длину режущей части протяжки определяем по формуле (3.21) [2.стр.55]; шаги чистовых и калибрующих зубьев – переменные, при-нимаем по табл. П24 [2.стр.221]: t₁=11мм, t₂=12 мм, t₃=13 мм. Размеры профиля h,b,r,R – одинаковые для всех трех шагов; их берем из табл. П19 [2.стр.216] по меньшему шагу. Для t₁=11: h=4 мм, г=2 мм, b=4,5 мм, R=6 мм, Lp = 15(14+4)+(13+12+11)3+11+(13+12+11)2 = 461 мм.

Новые два варианта рассчитываем для z_РII= z_Р+1 = 6 и z_РIII= z_Р+19 =7

Из формулы [2.стр.55] находим шаг черновых зубьев для обоих вариантов: t_oII = 72/6+1 = 13 мм; t_oIII = 72/7+1 = 11,3 мм.

В третьем варианте значение шага t_ОIII округляем до ближайшего значения, т.е. t_oIII=11 мм. По табл. П19 [2.стр.216] определяем соот-ветствующие этим шагам глубины профиля стружечных канавок (из таблицы берем большее значение глубины). Для t_oII=13 мм - h_II=5 мм, для t_oIII =13 мм - h=4,5 мм. По формуле (3.5) [2.стр.52] находим при К=3: S_ZоII = 0,785 = 0,09 мм; S_ZоIII = 0,785 = 0,07 мм. С п.11 расчет II и III вариантов продолжаем как для I варианта. Результаты сводим в таблицу 3.1.

Сравнив основные показатели Lр, S_z0, и z, видим, что оптимальный вариант – III, так как протяжка имеет наименьшую длину. Определе-ние остальных элементов конструкции протяжки производим только для этого варианта.

17. Диаметр калибрующих зубьев D_к=D_max=34,662 мм.

18. Число выкружек и их ширину на черновых зубьях определяем по таблице П25 [2.стр.222]: N=8, a₀=7,0 мм.

19. Число выкружек на переходных и чистовых зубьях принимаем по таблице П26 [2.стр.223]: N_Ч=8, А_П=А_Ч=5 мм.

20. Диаметр и длину передней направляющей находим согласно П20 [2.стр.218]: D_П.Н=33e8, l_П.Н = 0,7572 = 54 мм, так как 72/34,61,5.

Таблица 3.1.

Искомый параметр	Вариант
	I		II	III
zp	5		6	7
t0, мм	15		13	11
h0, мм	6		5	4,5
b0, мм	5,5		5	4
Sz0, мм	0,1		0,09	0,07
zc	2		2	2
P, H	74894		80970	75671
A, мм	1,6		1,6	1,6
AП, мм	0,14		0,14	0,04
АЧ, мм	0,1		0,1	0,1
А0, мм	1,36		1,36	1,46
АОСТ, мм	0,16		0,1	0,06
i0,	7		8	11
z0	14		16	22
zп	4		4	2
zч	10		10	10
zк	6		6	6
z	34		36	40
SZП на группах первой второй	0,04 0,03		0,04 0,03	0,02
SZЧ, мм (число групп)	0,02 (1) 0,01 (2) 0,005 (2)		0,02 (1) 0,01 (2) 0,005 (2)	0,02 (1) 0,01 (2) 0,005 (2)
tч, мм	11, 12, 13		9, 10, 11	7, 8, 9
tк (t3,t2), мм	11, 12, 13		9, 10, 11	7, 8, 9
hч, мм	4		3	2,3
bч, мм	4,5		4,3	3
l0, мм	210		208	242
ln, мм	60		52	22
lч, мм	119		99	79
lk, мм		72	60	48
LP, мм		461	419	391

21. Длину переходного конуса выбираем по табл. П28 [2.стр.225]: l_П.К=20 мм.

22. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяем по формуле (3.29) [2.стр.57]:L₁ = l₁+l₂+l₃+l+25 = 150+15+50+72+25 = 312 мм

23. Диаметр и длину задней направляющей находим согласно П23 [2.стр.220]: D_З.Н=34,6f7 мм;l_З.Н=30 мм (см. табл.П29) [2.стр.225]. Протяжку выполняем с задним хвостовиком. Диаметр заднего хвостовика принимаем по ГОСТ 4044-70 (табл. П24) [2.стр.206], меньшим чем диаметр переднего хвостовика D_З.ХВ=25 мм, длину заднего хвостовика берем по табл. П30 [2.стр.225]: l_З.ХВ=125 мм

24. Общую длину протяжки рассчитываем по формуле (3.30) [2.стр.58]: Lp = 312+391+30+125 = 858 мм.

Принимаем L=860 мм.

Материал: рабочей части - сталь Р6АМ5 (ГОСТ 19265-73); хвостовой части - сталь 40Х (ГОСТ 4543-71); твердостьHRC_Э 63-66 режущей части и задней направляющей, HRC_Э 61-66 - передней направляющей, HRC_Э 43-51- хвостовика. Выкружки на зубьях 23,25,27,29,31,33 относительно зубьев 21,24,26,28,30,32 и 34 распологают в шахматном порядке. Неука-занные предельные отклонения размеров: охватываемых по Н14, осталь-ных ±IT14/2. Остальные технические требования по ГОСТ 9126-76.

Литература

1. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учеб. Пособие для техникумов по предмету ‘Основы учения о резанию металлов и режущий инструмент’. 4-е изд., перераб.и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 400 с.

2. Протяжки для обработки отверстий / Д. К. Маргулис,

М. М. Тверской, В. Н. Ашихмин и др. – М.: Машиностроение, 1986.-232с., ил. - (Б-ка инструментальщика).

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 736 с.