
книги / Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту
..pdfтылованным зубом |
по ГОСТ 9305—69* |
для |
обработки |
||||||
желобка радиусом |
R в |
заготовке |
(рис. |
65) |
из |
стали 45 |
|||
с а„ = |
650 МПа |
(«65 |
кгс/мм2). |
Передний |
угол |
фрезы |
|||
у Ф 0. |
Диаметр |
фрезы |
D, ширина фрезы |
В |
и |
число |
|||
зубьев |
z приведены в табл. 98. |
|
|
|
|
|
Задача 66. Рассчитать и сконструировать фасонную фрезу с затылованным профилем для обработки заго товки (рис. 66) из стали 40 с ов = 500 МПа («50 кгс/мм2). Поверхности / и / / не обрабатываются (табл. 99). Для расчета фрезы можно воспользоваться методикой и таб лицами, приведенными в литературе [1, 2, 11].
Г Л А В А 6
ПРОТЯГИВАНИЕ
§ I. РЕЖИМ РЕЗАНИЯ
Пример 51. На горизонтально-протяжном станке 7523 производится протягивание предварительно
обработанного |
цилиндрического отверстия |
диаметром |
D = 55Я7<+°*03) |
мм и длиной I = 62 мм. Параметр шеро |
|
ховатости обработанной поверхности Ra = 2 |
мкм. За |
готовка штампованная из стали 40ХН твердостью 220 НВ. Обрабатывается одна заготовка. Производство — массо вое. Протяжка круглая, переменного резания, из быстро
режущей стали Р 18. Подача |
(подъем) |
черновых |
зубьев |
|||
на |
сторону |
S 0 = 0 ,0 7 мм/зуб. |
Шаг |
черновых |
зубьев |
|
t0 = |
12 мм. Число зубьев в секции zc = |
2. Общая длина |
||||
протяжки L = 570 мм; длина |
протяжки до первого зуба |
|||||
1г = |
265 мм. Геометрические |
элементы |
протяжки: перед |
|||
ний угол у = |
20°; задний угол |
на черновых зубьях а = |
=3°; на чистовых зубьях а = 2°; на калибрующих зубьях
а= Г. Эскиз обработки приведен на рис. 67.
Требуется: назначить режим резания; определить ос новное время.
Р е ш е н и е (по нормативам [9]). I. Назначаем ре жим резания при заданной конструкции протяжки. По дача является элементом конструкции протяжки и рас считывается конструктором.
1.Устанавливаем группу обрабатываемости протяги ваемого материала. По карте 1 (с. 44) сталь 40ХН твердо стью 220 НВ относится к 1-й группе обрабатываемости.
2.Устанавливаем группу качества протягиваемой по
верхности. По карте |
2 (с. 50) цилиндрическое отверстие |
|||||
с |
полем допуска |
#7 |
(старое |
обозначение — 2-й |
класс) |
|
с |
параметром шероховатости |
поверхности Ra = |
2 мкм |
|||
(V6) |
относится |
ко |
2-й группе качества поверхности. |
|||
|
3. |
Выбираем |
вид |
смазочно-охлаждающей жидкости. |
По карте 23 (с. 76, 77) для протягивания стали 1-й группы
обрабатываемости и 2-й группы качества поверхности принимается сульфофрезол (условное обозначение в кар те «В»).
4. Определяем силу резания (в случаях, когда эта сила на чертеже протяжки не указана, а достаточна ли тяговая сила протяжного станка, вызывает сомнение).
Сила резания
Р = Яо1> 1рКр> (с. 17),
где д0 — сила резания, кгс, приходящаяся на 1мм длины режущей кромки; 2 /р — суммарная длина режущих кро
мок зубьев, |
одновременно |
участвующих |
в |
работе, мм; |
|
Кр — общий |
поправочный |
коэффициент |
на |
силу |
реза |
ния, учитывающий измененные условия работы. |
мм и |
||||
Определяем q0 (карта 24, с. 79) для |
S0 |
= 0,7 |
|||
переднего угла у — 20°; q0 = 14,19 кгс/мм. |
|
|
|||
Учитываем поправочные коэффициенты на силу реза |
|||||
ния (карта 25, с. 81—82): |
Крм = 1, так |
как сталь 1-й |
группы обрабатываемости и твердостью 220 НВ; КРо = 1, так как смазочно-охлаждающая жидкость — сульфофре зол; К.р = 1, так как стружка разделяется на зубьях
выкружками; КРц = 1, так как приняты протяжка,
перетачиваемая по передней поверхности, и 2-я группа качества протягиваемой поверхности.
Определяем 2 /р для цилиндрических отверстий.
Для круглых протяжек переменного резания
|
£ /р = nD |
, |
(с. 26), |
где D = 55 мм — наибольший диаметр зубьев протя>цки, |
|||
zр — число |
зубьев, одновременно участвующих в ра§оте! |
||
гс — число |
зубьев в секции; |
|
|
|
Zp — "jr |
b 1 > |
(с. 18), |
где I — длина протягиваемой поверхности; t0 — шаг чер. новых зубьев;
= § + 1 = 6>17-
Результат округляют до ближайшего меньшего целого числа, т. е. zp = 6; zc = 2 (по принятой конструкции про тяжки, см. условие):
= лП — = 3 ,1 4 .5 5 4 “ = 518 мм.
Сила резания
|
Р = |
Яо £ 1рКрмК р 0К р рК р к = |
|
||||
|
= |
1 4 ,1 9 .5 1 |
8 .Ы .Ы |
= 7350 кгс. |
|
||
В |
единицах |
СИ Р = |
9,81*7350 = |
72 103 Н. |
|
||
5. |
Проверяем, достаточна ли тяговая сила станка. |
||||||
Протягивание |
возможно |
при Р <; Q, |
где Q — тяг0Вая |
||||
сила станка. У станка 7523 Q — 10 000 кгс. Следовательно, |
|||||||
протягивание |
возможно |
(7350 < |
10 000). |
1 |
|||
6. |
Назначаем |
скорость главного движения |
резания |
(карта 4, с. 53, 54).
Для круглых протяжек 1-й группы обрабатываемости 2-й группы качества протягиваемой поверхности и массо
вого производства принята |
v = |
8 |
м/мин. |
Поправочный |
коэффициент на скорость |
= |
1, |
так как |
рекомендуется |
протяжка из быстрорежущей стали Р18Корректируем найденную скорость главного движения
резания по паспортным данным станка; v = 8 м/мин мо жет быть установлена на станке 7523, где осуществляется бесступенчатое регулирование скорости в пределах 1,5— 11,5 м/мин.
Определяем скорость главного движения резания, до пускаемую мощностью электродвигателя станка:
|
|
vдоп |
60 ‘102NдИ |
|
(с. 23). |
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По паспортным данным станка 7523 мощность его элек |
||||||||
тродвигателя Nд = |
18,5 кВт, КПД |
у] = |
0,85; |
|
||||
|
_ |
60*102.18,5.0,85 |
= |
13,1 |
м/мин. |
|
||
|
^ оп |
|
7350 |
|
|
|
|
|
Таким образом, |
выполняется |
условие v |
vR0U |
(8 < |
||||
< 13). Следовательно, принимаем скорость главного дви |
||||||||
жения |
резания |
v = |
8 м/мин («0,13 м/с). |
карте |
6 (с. 75) |
|||
7. |
Находим стойкость протяжки. По |
стойкость протяжек определяется в метрах суммарной длины протянутой поверхности до затупления протяжки. Значения стойкостей приведены в зависимости от скорости резания и подачи на зуб. Стойкость режущих зубьев про тяжки указывается в карте раздельно для черновой и чи стовой частей. В используемом справочнике во всех кар тах по определению стойкости протяжек жирной ломаной линией ограничены подачи черновых зубьев и соответст вующие им стойкости, которые удовлетворяют условию равной стойкости черновых и чистовых зубьев (указанные подачи и стойкости приведены слева от жирной линии).
По карте 6 устанавливаем, что при v = 8 м/мин усло вие равной стойкости будет достигнуто при подаче чер новых зубьев S 0 = 0,25 мм/зуб на сторону. В принятой конструкции протяжки предусмотрена меньшая подача
черновых |
зубьев (S0 = 0 ,0 7 |
мм/зуб), при |
которой |
стой |
|
кость |
их |
Тм = 120 м (найдено интерполированием |
зна |
||
чений |
Тм = 125 м для S 0 = |
0,06 мм/зуб |
и Тм = |
115 м |
для S0 = 0,08 мм/зуб). Стойкость чистовых зубьев Тм = = 68 м. Так как чистовые зубья имеют меньшую стой кость, чем черновые, то стойкость протяжки в целом будет
равна стойкости ее чистовых зубьев, |
т. е. Гм = 68 м. |
|
Нормативная |
стойкость протяжки |
|
^М. н = |
Т |
(С* 16). |
По карте 23 (с. 90—93) учитываем поправочные коэф фициенты на табличное значение стойкости Гм: КТв =
= 1, так как зубья протяжки перетачиваются по перед ней поверхности, протягивается цилиндрическое отвер-
26S
стие и принята 2-я группа качества поверхности; Кт =*
— 1, так как протяжка переменного резания; КТа = 1,
так как заготовка штампованная, с предварительно об работанным отверстием: КТи = 1, так как материал про
тяжки — сталь Р18; КТо = 1, так как смазочно-охлаж дающая жидкость — сульфофрезол; КТд = 1, так как
протяжка с доведенными зубьями;
Т м.в = 6 8 * Ы « Ы » Ы = 6 8 м.
8. Определяем число заготовок, протянутых между повторными заточками:
|
|
|
|
1д - |
10007’м. н |
|
(С. |
13), |
||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|||
где |
I — длина протягиваемой |
поверхности; |
|
|
||||||
|
|
|
пя |
1000-68 |
= |
1096 шт. |
|
|
||
|
|
|
|
62 |
|
|
||||
|
II. |
Основное время |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Т0 = |
^-р. х |
KJ, |
|
(с. 19, |
20), |
|
|
|
|
|
lOOOvq |
|
|||||
где |
q — число одновременно |
обрабатываемых |
заготовок; |
|||||||
К, — коэффициент, |
учитывающий обратный ускоренный |
|||||||||
ход; i |
— число рабочих |
ходов. |
|
|
/„ + |
/ + |
||||
|
Длина |
рабочего |
хода протяжки Lp. х = |
|||||||
"Ь |
1доп- |
|
рабочей части |
протяжки |
/„ = L — 1г. По |
ус |
||||
|
Длина |
|||||||||
ловию L — 570 мм, |
/х = |
265 мм, / = |
62 мм. Тогда 1а = |
|||||||
= 570 — 265 = 305 |
мм. |
|
|
|
|
|
мм. |
|||
|
Перебег /доп = 30 ... 50 мм; принимаем /доп = 50 |
|||||||||
Таким |
образом, Lp> х = |
305 ■+• 62 + |
50 = 417 |
мм. |
|
Коэффициент /Сх = 1 -1 - ——.
V0. X
Устанка 7523 скорость обратного хода v0. х = 20 м/мин;
К, = 1 + - ^ - = 1.4.
По условию обрабатывается одна заготовка, т. е. q = 1; число проходов { = 1,
7 0 = |
417 |
1,4* 1 = 0,073 мин. |
1000- 8-1 |
267
S |
|
|
|
|
Размеры |
|
Конструктивные |
элементы |
протяжки |
|||||
а. |
|
|
|
|
отверстия |
|
||||||||
та |
Материал заготовки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Н |
D |
/ |
So |
L |
/i |
|
/о |
гс |
V, |
Схема |
||||
|
|
|
|
|
|
резания |
||||||||
|
Сталь 20, 155 НВ |
|
32Я9 |
45 |
0,025 |
510 |
265 |
|
8 |
— |
18 |
Профильная |
||
2 |
Серый чугун, |
190 НВ |
50Я9 |
75 |
0,10 |
490 |
285 |
|
13 |
2 |
8- |
Переменного |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резания |
3 |
Сталь 40Х, 210 НВ |
45Я7 |
58 |
0,025 |
580 |
278 |
_ |
10 |
— |
|
Профильная |
|||
4 |
Сталь |
12ХНЗ, |
215 |
НВ |
65Я7 |
110 |
0,08 |
780 |
320 |
|
18 |
2 |
15 |
Переменного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резания |
5 |
Серый |
чугун, |
170 |
НВ |
60Я9 |
100 |
0,05 |
650 |
320 |
|
16 |
— |
5 |
Профильная |
6 |
Сталь |
ЗОХГС, |
240 |
НВ |
35Я7 |
44 |
0,025 |
510 |
265 |
8 |
— |
12 |
» |
|
7 |
Сталь |
38ХА, |
200 |
НВ |
40Я7 |
52 |
0,10 |
445 |
272 |
|
9 |
2 |
15 |
Переменного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резания |
8 |
Серый чугун, |
220 НВ |
55Я7 |
65 |
0,10 |
450 |
285 |
|
12 |
2 |
5 |
То же |
||
9 |
Сталь 45, 198 НВ |
|
28Я9 |
40 |
0;02 |
510 |
265 |
|
8 |
— |
15 |
Профильная |
||
10 |
Сталь 20ХНЗА, 232 НВ j 70Я7 |
125 |
0,07 |
820 |
335 |
|
20 |
3 |
12 |
Переменного |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
резания |
|
П р и м е ч а н и е , |
а |
== 3е. |
|
|
|
|
|
|
|
|
_ |
Модель ' станка
7523
7534
7523
7534
Задача 67. На горизонтально-протяжном станке про тягивают цилиндрическое отверстие диаметром D и дли ной I. Параметр шероховатости обработанной поверх ности Ra — 2 мкм. Одновременно обрабатывается одна заготовка. Протяжка изготовлена из быстрорежущей стали Р18. Конструктивные элементы протяжки: подъем на зуб на сторону (подача) S0; общая длина L; длина до первого зуба lt; шаг режущих зубьев (черновых) t0. Число зубьев в секции z0 (для протяжек переменного резания). Геометрические элементы: передний угол у; задний угол на режущих (черновых) зубьях а (табл. 100). Необходимо: назначить режим резания; определить основное время.
При решении задач кроме нормативов 19] можно поль зоваться справочниками ПО, 12, 16, 18].
§ 2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОТЯЖЕК
Различают протяжки для внутреннего (для обработки отверстий) и наружного протягивания. К этой группе режущего инструмента для обработки отверстий относятся прошивки. В отличие от протяжек, работающих на растяжение, прошивки работают на сжатие. Наиболь шее применение находят протяжки диаметром 10—75 мм, однако они могут быть также диаметром 3—300 мм.
Протяжки для внутреннего протягивания. Для обра ботки отверстий протягиванием заготовку обычно предва рительно сверлят или зенкеруют. Протягивают также предварительно необработанные заготовки. В большин стве случаев протянутые поверхности дальнейшей обра ботке не подвергают, так как после обработки обеспечи ваются 7—9-й квалитеты (Н7—Я9), а параметры шерохо ватости обработанной поверхности достигают Ra = 2,5 ...
0,2 мкм. |
|
Материалом |
для протяжек служит легированная |
сталь ХВГ или |
быстрорежущие стали Р9К5, Р6М5, Р9 |
и Р18. При применении быстрорежущих сталей исполь зуют сварную конструкцию, причем хвостовик выпол няют из стали 45Х и стали других марок. Протяжки, ос нащенные пластинами из твердого сплава, не получили широкого распространения вследствие сложности изго товления. Протяжки из быстрорежущей стали диаметром
50 мм и более |
допускается изготовлять цельными или |
с механическим |
креплением хвостовика. |
Конструкции и размеры круглых протяжек приведены
в ГОСТ 20364—74* |
и ГОСТ 20365—74*. для квадратных |
||
отверстий — по |
ГОСТ 26478—85; |
ГОСТ |
26479—85; |
ГОСТ 26480—85, |
шпоночных |
для |
пазов — но |
ГОСТ 18217—80*. ГОСТ 18218—80*. ГОСТ 18219—80*,
ГОСТ 18220—80*.
В зависимости от типа патрона, применяемого для креп ления протяжки на станке (ГОСТ 16885—71*), хвостовик протяжки выполняют различной конструкции. Хвосто вики для круглых и шпоночных протяжек могут быть вы полнены по ГОСТ 4043—70* и ГОСТ 4044—70* (табл.-Л01 и 102). В стандартах приведены конструкции хвостовиков других типов. Технические требования к протяжкам для шлицевых отверстий приведены в ГОСТ 6767—79*, для цилиндрических отверстий — в ГОСТ 9126—76*, для шпоночных протяжек — в ГОСТ 16491—80* Е, для гранных отверстий — в ГОСТ 16492—70*
У рабочей и задней направляющей частей после термо обработки должна быть твердость 63—66 HRCa.
Поверхности и все сопряжения радиусов стружечных канавок должны быть плавными, без уступов и других дефектов заточки.
Параметры шероховатости рекомендуются следующие: задних и передних поверхностей всех зубьев — Rz ^ •< 1,6 мкм, поверхностей спинок зубьев, радиусов стру
жечных и |
стружкоразделительных |
канавок |
и |
выкру |
|
жек — Rz •< 6,3 мкм, |
поверхностей передней |
и |
задней |
||
направляющих — Ra ^ |
0,63 мкм, |
поверхностей |
хвосто |
||
вика —Ra |
1,25 мкм. |
|
|
|
|
На шейке хвостовика каждой протяжки должна быть нанесена следующая маркировка: обозначение протяжки (номер и код детали, для которой предназначен инстру мент); диаметр и обозначение поля допуска отверстия; Порядковый номер протяжки в комплекте; пределы длины протягиваемых заготовок; марка стали протягиваемых заготовок; номинальные значения переднего угла; марка стали рабочей части протяжки; товарный знак (символ) предпри яти я-изготовителя .
Методика расчета и конструирования наиболее раст
пространенных тнаов протяжек описана в литературе П, 2, 11, 19].
Пример 52. Рассчитать и сконструировать круглую протяжку для обработки цилиндрического отверстия диа-
И>1. Размеры круглых хвостовиков протяжек (ГОСТ 4044—70*)