Круглая протяжка 35 Н9

Круглая Протяжка.cdw

Профиль режущих зубьев
Профиль калибрующих зубьев
Материал рабочей части-сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73
Материал хвостовой части-сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Твердость: режущей и задней направляющей части
передней направляющей части 60 65HRC
хвостовой части 42 50HRC
Центровые отверстия выполняются по форме В
Протяжка должна удовлетворять техническим
требованиям ГОСТ 20364-74
Неуказанные предельные отклонения размеров:
Сварка контактно-стыковая
Маркировать: диаметр протяжки
пределы длин протягивания
стали обрабатываемого изделия
марку стали рабочей
товарный знак завода-изготовителя

Расчет.docx

3 Расчет и выбор конструктивных элементов круглой протяжки
1 Основные понятия относящиеся к протягиванию
При протягивании используется специальный режущий многолезвийный инструмент - протяжка (рисунок 6).
Протяжка представляет собой длинные стержни или полосы выполненные из инструментальной стали и имеющие большое количество поперечных режущих кромок. Основные части протяжки показаны на рисунке6.
Хвостовик служит для закрепления протяжки в патроне станка. Размеры хвостовиков стандартизированы. Протяжки обрабатываемые при изготовлении в центрах (цилиндрические квадратные шлицевые и т.д.) имеют цилиндрические хвостовики(ГОСТ4044-70).Для протяжек поперечного сечения которых представляет собой прямоугольник трапецию и т.п. применяются призматические хвостовики (ГОСТ 4043 - 70). Фрагменты стандартов на хвостовики протяжек приведены в таблице П1 и таблице П2
Рисунок 6 - Основные части протяжки: 1 - хвостовик; 2 - шейка; 3 - передний конус; 4 - передняя направляющая часть; 5 - режущая часть; 6 - калибрующая часть; 7 - задняя направляющая часть; 8 - опорная цапфа
Шейка является вспомогательным элементом связывающим хвостовик с направляющей и рабочей частями протяжки. Длина ее зависит от толщины стола и опорного кольца протяжного станка. Обычно на ней маркируют протяжку.
Передний конус облегчает направление детали или протяжки в момент входа направляющей части в предварительно подготовленное отверстие.
Передняя направляющая часть служит для центрирования обрабатываемого отверстия относительно оси протяжки а так же исключает перекос детали на протяжке. Форма направляющей части должна соответствовать форме предварительно подготовленного отверстия.
Режущая часть с большим количеством зубьев обеспечивает срезание оставленного припуска. Размеры зубьев режущего участка протяжки постепенно изменяются. Первый зуб имеет форму и размеры предварительного отверстия а последний - форму и размеры готового отверстия детали.
Калибрующий участок протяжки имеет количество одинаковых зубьев размеры и формы которых соответствуют размерам и форме готового отверстия. Калибрующий участок служит для заглаживания поверхности полученной режущими зубьями и гарантирует получение размеров готового отверстия. Калибрующие зубья необходимы также для пополнения режущих зубьев из-за потери ими своих размеров при переточках.
Задняя направляющая часть поддерживает протяжку препятствует повреждению обработанной поверхности при выходе последнего зуба из отверстия.
Опорная цапфа служит для поддержания скользящим люнетом тяжелых и длинных протяжек без которого они сильно провисают и образуют неправильное отверстие. На коротких и жестких протяжках опорная цапфа не делается.
Являясь в основном специальным инструментом для обработки определенных деталей протяжки имеют относительно высокую стоимость. Поэтому применение протягивания эффективно при серийном или массовом производстве изделий. Следует отметить что протягивание экономически выгодно и при единичном и мелкосерийном производстве при условии нормализации размеров и форм отверстий изготавливаемых деталей.
2 Проектирование протяжек
2.1 Общая схема расчета протяжек для отверстия
Проектирование протяжек требует комплексного решения ряда вопросов специфических для этого вида инструмента. Протяжка является сугубо специальным инструментом. Выбор их параметров зависит от размеров обрабатываемой детали и станка применяемого для протягивания.
Основными этапами расчета протяжек является определение подачи на зуб и расчет стружечных канавок для размещения в них стружки определение силы резания расчет на прочность и определение общей длины протяжки.
Для расчета протяжки должны быть заданы следующие исходные данные: форма и размеры отверстия до и после протягивания свойства обрабатываемого материала тяговое усилие станка наибольшая длина его хода и вид смазочно-охлаждающей жидкости.
Порядок расчета цилиндрической протяжки:
- Определение припуска под протягивание А.
Исходное отверстие под протягивание является круглым. Оно может быть обработано предварительно или получено сверлением. Припуск пол протягивание можно определить по формуле.
где D-диаметр получаемого отверстия Lот - длина отверстия.
т.к. D=35H9 Lот=50 мм то
- Определение размеров передней направляющей части.
Диаметр передней направляющей части протяжки d4 равен диаметру предварительного отверстия т.е.
с допуском на изготовление е8.
- Определение типов и размеров хвостовика.
Протяжки обрабатываемые при изготовлении в центрах (цилиндрические квадратные шлицевые) имеют цилиндрические хвостовики (ГОСТ 4044-70).Диаметрцилиндрическогохвостовикапринимаетсяравнымближайше-му меньшему стандартному значению по сравнению с диаметром передней направляющей части протяжки и выполняется с допуском на изготовление е8. Фрагмент данного стандарта приведен на рисунке 7.
Рисунок 7 - Фрагмент стандарта ГОСТ4044-70
На основании этого стандарта мы выбираем следующие параметры:
- Определение расстояния до первого зуба протяжки.
Расстояние до первого зуба протяжки зависит от особенностей станка и длины протягиваемой детали. Для наиболее распространенных станков его можно определить по формуле
- Определение шага режущих зубьев.
Шаг режущих зубьев подсчитывается по формуле:
Чем крупнее партия деталей подлежащих обработке тем больше значение m принимается при расчете(m=15).Т.к. то выбираем большее значение гостированного значения (для круглых протяжек ГОСТ 20365-74). Фрагмент данного стандарта приведен на рисунке 8 .
Рисунок 8 - Фрагмент ГОСТ 20365-74
- Определение числа одновременно работающих зубьев.
Максимальное число одновременно работающих зубьев вычисляется по формуле
Необходимо стремиться к значению так как при значении появляются вибрации вследствии резкого изменения нагрузки а при увеличивается шереховатость полученной поверхности из-за плохих условий смазки. Если то детали между собой нужно жестко крепить в противном случае возможны провалы деталей между зубьями и поломка протяжки.
- Определение формы и размеров профиля стружечной канавки.
Форма размеры и профиль стружечной канавки протяжки определяют по ГОСТ 20365 - 74 исходя из . Фрагмент данного ГОСТа приведен на рисунке 9. Из таблицы определяется глубина стружечной канавки
и площадь сечения стружечной канавки
- Определение подъема на зуб на сторону .
Величина подъема на зуб на сторону определяет подачу при протягивании. при выборе величины следует учитывать что при больших значениях уменьшается длина протяжки но увеличивается тяговое усилие и протяжка испытывает большие напряжения.
Исходя из условия размещения стружки в канавке величину подъема на зуб вычисляют по формуле:
где - площадь сечения стружечной канавки К - коэффициент заполнения стружечной канавки(выбирается по таблице П4) [1].
Наибольшее усилие допустимое хвостовиком
где - площадь сечения протяжки по выточке хвостовика (рисунок 8)
- допустимое напряжение на растяжение материала хвостовика (таблица П5) [1].
Наибольшее усилие допустимое по прочности в сечении протяжки по впадине 1-ого зуба.
где - площадь сечения протяжки по впадине первого зуба - диаметр первого зуба протяжки равный диаметру отверстия до протягивания и диаметру передней направляющей части - глубина стружечной канавки - допустимое напряжение на растяжение материала режущей части протяжки(см. таблица П5) [1].
Расчетное усилие равно наименьшему из ; ; где - тяговое усилие выбранного станка (рисунок 9). Мы выбираем станок горизонтальный 7540 с номинальным тяговым усилием Р = 408 кН.
Рисунок 9 - Таблица номинальных тяговых сил
Следовательно расчетное усилие выбираем равное
Величина подъема на зуб допустимая по силе резания определяется по формуле
где - расчетное усилие - начальный диаметр протягиваемого отверстия - максимальное усилие одновременно работающих зубьев протяжки -постоянная зависящая от обрабатываемого материала и формы протяжки (таблица П7) [1] Х-показатель степени ( см. таблица П7) - поправочные коэффициенты на изменение условий протягивания при которых определялась постоянная (таблица П8) [1]
- Выбор схемы резания.
Если при расчете величины подъема на зуб оказалось что то следует применять одинарную схему резания. Если же то при конструировании протяжки следует применять групповую схему резания. т.к.у нас 0019005 то мы применяем групповую схему резания.
2.2 Цилиндрические протяжки группового резания
Протяжки группового резания работают по принципу разделения ширины срезаемого слоя. Протяжки имеют зубья 4-х видов: обдирочные или черновые переходные чистовые и калибрующие. О бдирочные и переходные зубья работают секциями имеющими несколько зубьев одинакового диаметра но с режущими кромками смещенными по ширине среза. Подача осуществляется увеличением диаметра зубьев каждой секции.
Для разделения стружки по ширине на черновых и переходных прорезных зубьях делаются дуговые углубления - выкрушки с задним углом 4 6°.
Схема расположения режущих кромок у круглях протяжек группвого резанияпредставленанарисунке10.Последнийзубкаждойсекциивыполня-ется с круглой кромкой и называется зачистным он имеет как правило диаметр на 003 005 мм меньше чем прорезные зубья той же секции.
Рисунок 10 - Расположение режущих кромок круглой протяжки группового резания: а - секция из 2-х зубьев ( Zc=2); б - секция из 3-х зубьев( Zc=3)
Полный припуск распределяем на припуски снимаемые черновыми переходными и чистовыми секциями режущей части протяжки.
т.к. А=09; Ачист=01 012( принимается в соответствии с 8-9 квалитетом точности); Апер=016-018.
Конструкция и размеры хвостовика передней и задней части направляющей частей протяжки ведем так же как и при конструировании протяжки одинарной схемы резания.
По ГОСТ 4044-70 подбираем конструкцию и размеры хвостовика согласно расчетному диаметру d4
Определяем шаг черновых зубьев протяжки для групповой схемы резания по формуле
По полученному значению расчетного шага выбираем ближайшее значение шага из Таблицы П3 представленной на рисунке 9 [1].
Определяем параметры hk и Fk для стружечной канавки (рисунок 9) и из Таблицы П4 - величину коэффициента заполнение стружечной канавки К
Определяем наибольшее число одновременно работающих зубьев по формуле:
Определяем подачу допустимую по размещению стружки в стружечной канавке:
Определяем подачу допустимую по усилии резания
где значения выбираются аналогично тем же значениямчто и при расчете протяжки одинарного резания; - число зубьев в группе выбирается методом последовательного приближения начиная с
Выбираем меньшую из допустимых подач и определяем примерную длину режущей части черновых секций протяжки по формуле
Проверяем возможность увеличения числа зубьев в черновой секции путем повторного расчета пп.7 и 8 при увеличении nгр на 1. Увеличивая число зубьев в секции мы увеличиваем . Однако величина не может превышать т.к. в этом случае срезанная стружка не поместится в стружечной канавке.
Припуск на первую черновую секцию можно определить по формуле:
где - подача на зуб на основных черновых секциях; - количество зубьев в основных черновых секциях.
Следовательно подача на зуб в первой черновой секции будет равно
Окончательно определяем длину черновой режущей части протяжки:
Определим длину переходной части протяжки.
Размеры стружечной канавки передние и задние углы у переходных зубьев имеют такие же величины как и у черновых.
Число зубьев в переходной секции обычно равно 2.
где t - шаг черновых зубьев.
Длина переходной части протяжки будет равна:
Определяем общую длину режущей части протяжки:
Расчет калибрующей части протяжки производится по тем же зависимостям что и для обычных круглых протяжек одинарного резания.
Определяем длину режущей части
Шаг калибрующих зубьев
Длина калибрующей части
Определение конструктивных размеров задней режущей части
Определение общей длины протяжки. Она определяется как сумма режущих и калибрующих участков расстояние до первого зуба и длины заднего направляющего участка:
Длина протяжки не длина превышать длину хода станка и допустимую длину из условий жесткости которая может быть определена как
Количество дуговых канавок - выкрушек на прорезных зубьях и равное им количество режущих кромок подсчитывается по формуле
Ширина выкрушек определяется зависимостью
Значение выкрушек Rв в зависимости от приведены в таблице П13 [1]
Рассчитаем протяжку одинарного резания и проверим является ли её общая длина короче протяжки группового резания.
Определяем число режущих зубьев
Определяем длину режущей части протяжки
Определяем размеры калибрующих зубьев
Определяем шаг калибрующих зубьев
Определяем длину калибрующей части протяжки
Определяем длину задней направляющей части протяжки
Расчет окончен. Исходя из них выбираем протяжку одинарного резания так как она получилась короче протяжки группового резания. По полученным значением построим круглую протяжку.