• RU
  • icon На проверке: 7
Меню

Анализ и изготовление внутренних и наружных протяжек квадратного сечения

  • Добавлен: 04.11.2022
  • Размер: 7 MB
  • Закачек: 1
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект - Анализ и изготовление внутренних и наружных протяжек квадратного сечения

Состав проекта

icon
icon Маршруткаcdw2.cdw
icon 2_14.cdw
icon 1_14.cdw
icon Vtulka_14.cdw
icon Токарная1.cdw
icon KR.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Маршруткаcdw2.cdw

Маршруткаcdw2.cdw
Наименование и содержание
Абразивно - отрезной
отверстий с 2-х сторон
отогнутый ГОСТ 18877-73
Точить конус рабочей части
Точить стружечные канавки
на режущих и калибрующих
Фрезеровать плоскости
Патрон трехкулачковый
Шлифовать стружечные
Заточить передний угол
Заточить задний угол
стружкоразделительные
Шлифовать стружечгые
Шлифовать режущие зубья
ВКР.17.39 2322.ТМС.ДБ.ТЧ
маршрутных технологий
Карта маршрутной технологии

icon 2_14.cdw

2_14.cdw
Материал рабочей части - сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73;
хвостовой части - сталь марки 40Х ГОСТ4543-71
Сварка - контактная стыковая оплавлением
Твердость зубьев и задней направляющей HRC 62 65
направляющей HRC 60 65
замковой части хвостовика HRC 40 45
Остальные технические требования по ГОСТ 16492-70
Маркировать шрифтом 3-Пр3 ГОСТ 26.008-85
ВКР.17.39 2322.ТМС.ДБ.ОВ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

icon 1_14.cdw

1_14.cdw
Материал рабочей части - сталь марки Р6М5 ГОСТ 19265-73;
хвостовой части - сталь марки 40Х ГОСТ 4543-71
Сварка - контактная стыковая оплавлением
Твердость зубьев и задней направляющей HRC 62 65
направляющей HRC 60 65
замковой части хвостовика HRC 40 45
Остальные технические требования по ГОСТ 16492-70
Маркировать шрифтом 3-Пр3 ГОСТ 26.008-85
Применять на станке 7Б55
Усилие Р=5511т для 2401-4017
Р=7348т для 2401-4017-01
01-4017; 24Н12 403191.513;
01-4017-01; 32Н12 403191.514;
ВКР.17.39 2322.ТМС.ДБ.ОВ
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71
Размеры в миллиметрах

icon Vtulka_14.cdw

Гр. ГОСТ 26-07-1419-76
Покрытие: Хим. Окс. прм.
ВКР.17.39 2322.ТМС.ДБ.ЧД
Сталь 45Х ГОСТ 4543-71

icon KR.docx

В данной работе произведен анализ классификации типа и области применения внутренних и наружных протяжек. Проведен обзор на оборудование для протягивания.
Так же в работе рассмотрены варианты заточки на основе круглой протяжки.
Для протяжки квадратного сечения разработан технологический процесс изготовления. Используя методические указания учебной литературы произведен расчет параметров конструкции протяжки.
Работа содержит рисунков в пояснительной записке – 17 страниц записки – 45 таблиц – 1.
Графическая часть работы содержит 4 чертежа формата А1 и 1 чертеж формата А4.
1. Групповая (прогрессивная) схема резания15
2. Геометрические параметры зубьев шпоночной протяжки18
1. Эксплуатация и применение протяжных станков21
2. Основные характеристики протяжных станков:21
3. Устройство и принцип работы протяжного станка22
4. Дополнительное оборудование25
1. Заточка круглых протяжек.26
2. Съём припуска при заточке протяжек.27
3. Схемы заточки протяжек.28
Квадратная протяжка34
1. Выбор и обоснование инструментального материала35
2. Разработка схемы резания36
3 методы изготовления протяжки37
4 технология изготовления протяжки37
5. Расчет квадратной протяжки39
Круглые и квадратные шлицевые протяжки относятся к сложному режущему инструменту. Они в основном изготавливаются из сталей марок: ХВГ Р9 Р6М5 Р6М3. Стоимость протяжек особенно для профильных отверстий (шлицевые и шпоночные протяжки) – высока поэтому возникает важная задача как можно дольше продлить жизнь протяжек. Максимальную долговечность протяжки можно обеспечить лишь в том случае если своевременно будет обнаружено появление износа и обеспечен качественный ремонт инструмента.
В последние годы эксплуатируются следующие модели станков для заточки протяжек: 36013601-1-для заточки круглых и плоских протяжек; 3601-Б-для заточки плоских протяжек. Станки на базе 3601 имеют следующие механизированные перемещения: поперечное продольное и вертикальное. Но на сегодняшний день этого уже недостаточно встаёт вопрос автоматизации процесса заточки протяжек. Автоматизация заточки даёт возможность управлять самим процессом съёма металла с передней грани исключая влияние рабочего на качество заточки и даст возможность ввести многостаночное обслуживание. Главная трудность в автоматизации цикла заточки протяжек состоит в том что по длине протяжки её параметры такие как шаг зубьев подъём на зуб ширина задней поверхности радиусы спинки зуба и галтели будут меняться и автоматический станок должен учитывать эти изменения.
Кроме автоматизации цикла заточки протяжек не менее важным вопросом является вопрос повышение производительности процесса заточки. Один из путей – это применение таких режимов заточки шлифовальных кругов смазочно-охлаждающих жидкостей режимов правки шлифовальных кругов обеспечивающих наиболее производительный процесс заточки протяжек наилучшее качество и точность заточки.
Протягивание эффективная операция обработки металлов резанием выполняемая режущим инструментом протяжкой[1].
Протяжка – многозубый инструмент с рядом последовательно выступающих друг над другом зубьев в направлении перпендикулярном скорости главного движения резания (рис. 1а).
Прошивка – разновидность протяжки. По конструкции не отличается. Отличие в ее работе протяжка работает на растяжение а прошивка на сжатие (см. рис. б).
Рисунок 1 – Протяжка
Достоинства и недостатки протягивания:
Высокая производительность процесса. Достигается при низкой скорости главного движения (V=2 12ммин) за счет высокой относительной скорости снятия припуска которая обеспечивается одновременным участием в работе нескольких зубьев т.е. при протягивании имеет место большая минутная подача Sм.
Точность обработки не ниже 7 квалитета.
Высокое качество обрабатываемых поверхностей.
Значительная стойкость протяжек.
Возможность использования рабочих низкой квалификации.
Сокращение расходов на эксплуатацию инструмента.
Высокая стоимость и сложность инструмента.
Применение: Обработка внутренних и наружных поверхностей различной формы (рис. 2).
Рисунок 2 – Формы протяжек
Протяжки являются специальными инструментами предназначенными для обработки строго определенных деталей. Например протяжки для обработки внутренних поверхностей разделяют на круглые шлицевые эвольвентные шлицевые прямобочные елочные многогранные шпоночные протяжки для отверстий со шпонкой с плоскостью и др.
Область применения протяжек определяет их стоимость. Это массовое и крупносерийное производство. В мелкосерийном и единичном производстве применение протяжек дает значительный эффект если размеры и формы обрабатываемых поверхностей нормализованы и протягивание – это единственно возможный и экономичный способ обработки.
Технологические возможности: при протягивании получают обработанные поверхности с точностью до 6 квалитета и шероховатостью до Ra=032 мкм.
Классификация типы протяжек и их применение:
По назначению протяжки подразделяются на две группы.
Для обработки внутренних поверхностей (отверстий):
- круглые - для обработки круглых отверстий;
- шлицевые – для обработки шлицевых отверстий;
- шпоночные – для обработки шпоночных пазов;
- гранные – для многогранных поверхностей;
- протяжки для обработки винтовых канавок.
Для обработки наружных поверхностей различного профиля:
- протяжки для обработки зубчатых колес;
- протяжки для протягивания цилиндрических поверхностей валов;
- протяжки для наружных шлицев различного профиля на валах;
- протяжки для получения канавок в форме ласточкина хвоста Т-образных пазов елочных профилей и др.
По конструктивному исполнению протяжки могут быть:
- сборными (составными).
По направлению лезвий относительно скорости главного движения различают:
- протяжки с кольцевыми и винтовыми зубьями. Это протяжки для внутреннего протягивания.
- протяжки с прямыми и наклонными зубьями. Это протяжки для наружного протягивания плоские и шпоночные.
По материалу режущей части различают:
- протяжки из инструментальной стали
- быстрорежущей стали
По применяемой схеме резания различают протяжки с:
- профильной (или обыкновенной);
- прогрессивной (или групповой);
- генераторной (или ступенчатой) схемами резания.
По числу протяжек в комплекте различают протяжки:
- многопроходные (комплектные).
Основные части протяжек и их назначение.
Рисунок 3 – назначение протяжек
Хвостовик 1 (рис. 3а) служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка.
Формы и размеры хвостовиков нормализованы (ГОСТ 4044-70 ГОСТ 4043-70) и зависят от типа протяжек и способа их крепления в тяговом патроне протяжного станка[3].
Шейка 2 и переходной конус 3 связывают хвостовик с передней направляющей. На шейку обычно наносят маркировку протяжки.
Длина шейки выбирается
D2 = D1 - (03.-10) мм;
lз =10 25 мм в зависимости от размеров протяжки.
Передняя направляющая часть 4 предназначена для установки обрабатываемой детали на протяжке перед протягиванием. Она обеспечивает плавный без перекосов переход детали на режущую часть протяжки.
Номинальные размеры диаметров передней направляющей и предварительно подготовленного отверстия одинаковы а зазор обеспечивается выбором посадок. Диаметр D4 выполняется по посадке H7f7.
Режущая часть протяжки 5 снабжается большим количеством зубьев и производит всю работу по срезанию припуска.
Профили режущих кромок и поперечные размеры зубьев режущей части постепенно изменяются: первый зуб соответствует размерам предварительного отверстия последний - форме и размерам готового отверстия[2]. Промежуточные режущие зубья последовательно увеличиваются в размерах благодаря этому при протягивании осуществляется срезание зубьями припуска без движения подачи.
Режущие зубья протяжек имеют стружкоразделительные канавки. Они облегчают сворачиваемость стружки в виток и свободное ее размещение во впадине между зубьями.
Калибрующая часть протяжки 6 также имеет зубья но в меньшем количестве; их размеры и форма одинаковы и соответствуют форме и размерам готового отверстия. Поэтому калибрующая часть гарантирует получение размеров готового отверстия и пополняет режущие зубья выходящие из строя от износа при переточках (первый калибрующий зуб становится последним режущим и т.д.).
Задняя направляющая 7 препятствует перекосу детали на протяжке и повреждению обработанной поверхности детали в момент выхода из отверстия последних калибрующих зубьев. Ее диаметр образует с диаметром обработанного отверстия сопряжение типа посадки H7f7.
Опорная цапфа 8 и иногда задний хвостовик 9 (рис. 3б) выполняются только на тяжелых и длинных протяжках и служат для их поддержания с помощью люнета.
Кинематические схемы резания при протягивании:
При протягивании движение подачи отсутствует а главное движение резания может быть поступательным или вращательным. Движение подачи осуществляется режущим инструментом.
Различают две схемы резания: одинарная и групповая.
Одинарная схема резания - рекомендуется для снятия общего припуска в пределах 08 10 мм.
Применяется для обработки точных круглых отверстий так как в этом случае снимаются тонкие стружки вызывающие меньшие деформации в технологической системе и обеспечивается более низкая шероховатость протянутой поверхности.
Подразделяется на профильную и генераторную.
Рисунок 4 - Профильная схема резания
Профильная схема резания (рис. 4) круглое и квадратное отверстия наружные поверхности.
Форма каждого режущего зуба идентична форме окончательно обработанной поверхности. Припуск срезается каждым режущим зубом протяжки тонкими и широкими слоями материала параллельно обработанной поверхности.
Подъем на зуб Sz при обработке стали - назначается в пределах 0015 004 мм при обработке чугуна – 003 01 мм.
Рисунок 5 – Генераторная схема резания
Эта схема (рис. 5) применяется для протяжек обрабатывающих поверхности простых форм например цилиндрических так как изготовление точного профиля на всех зубьях протяжки имеющих разные размеры и их заточка затруднительны.
Рисунок 6 – Ступенчатая схема резания
Генераторная (ступенчатая) схема резания (рис. 6) круглое и шлицевое отверстия и наружные поверхности.
Форма каждого режущего зуба идентична форме предварительно подготовленной под протягивание поверхности. Режущие зубья имеют переменный профиль который постепенно переходит к форме заданного профиля т.е. последние режущие зубья соответствуют форме окончательно обработанной поверхности. Припуск снимается параллельными слоями каждым зубом протяжки не по всему профилю а лишь по его части.
Подъем на зуб Sz при обработке стали - назначается в пределах 004 008 мм при обработке чугуна – 01 015 мм.
Рисунок 7 – Схема обработки для пазов
Эта схема (рис. 7) применяется для шлицевых шпоночных пазовых и многогранных протяжек что упрощает их изготовление.
Недостатки протяжек работающих по одинарной схеме резания:
Невысокая производительность и большая длина режущей части из-за малых подъемов на зуб Sz.
Больший расход инструментального материала.
Меньшая жесткость протяжек.
Достаточно большие усилия резания из-за значительной ширины среза для каждого зуба.
Затруднено сворачивание стружки в виток из-за наличия ребра жесткости в местах стружкоразделительных канавок и работы последующих зубьев по наклепанному слою.
1.Групповая (прогрессивная) схема резания
Все режущие зубья разбиваются на группы. В группе от 2 до 5 зубьев имеющих одинаковый диаметр или высоту. При этом первые зубья вырезают в металле канавки а последующие - промежутки. Прорезные зубья имеют стружкоразделительные канавки различной формы располагаемые в шахматном порядке. Последний зуб группы является зачистным и по размерам на 002 003 мм меньше чем прорезные зубья. Он не имеет стружкоразделительных канавок.
Подъем на группу зубьев принимают от 01 до 03 мм что сокращает число режущих зубьев и уменьшает длину протяжки.
По сравнению с профильной схемой резания каждый зуб срезает узкую но более толстую стружку (рис. 8).
Рисунок 8 – Прогрессивная схема резания
Ниже для сравнения показаны схемы резания для некоторых характерных операций протягивания (рис. 9)
Рисунок 9 – Схемы резания при протягивании
Сравнение и область эффективного использования схем резания при протягивании.
Преимущество генераторных протяжек их технологичность недостаток - низкая точность профиля изделия.
Для обработки плоскостей и цилиндрических отверстий используют протяжки работающие по профильной схеме. Они конструктивно и технологически проще чем протяжки работающие по прогрессивной и генераторной схемам.
Квадратные и шестигранные а также плоские протяжки для фасонных поверхностей выполненные по генераторному принципу легче в изготовлении чем протяжки профильной конструкции.
Условия эксплуатации протяжек показывают. Зубья плоской протяжки обыкновенной конструкции при работе по корке выкрашиваются а по генераторной схеме перерезая корку поперек хорошо сопротивляются выкрашиванию.
Цилиндрические протяжки с прогрессивной схемой резания срезают более толстую стружку и получаются короче.
Во многих случаях протягивания сложных поверхностей отдельные их участки образуются по профильной схеме другие - по генераторной т.е. комбинированно.
Например при протягивании шпоночных пазов и шлицевых отверстий дно канавок образуется по профильной схеме боковые стороны - по генераторной.
2. Геометрические параметры зубьев шпоночной протяжки
Размеры зубьев протяжки характеризуются величинами (рис. 10):
Рисунок 10 – Геометрические параметры протяжки
t - осевой шаг (измеряется параллельно оси протяжки);
ho - глубина стружечной канавки;
q - ширина задней поверхности;
r - радиус закругления дна стружечной канавки;
b - ширина зуба (ширина среза);
и - передний и задний углы;
- вспомогательный угол (угол поднутрений) выполняется на зубьях шпоночных и шлицевых протяжек.
Размеры слоя срезаемого каждым зубом определяются следующими параметрами (рис. 10): Sz - подача на зуб b - ширина среза L – длина протягивания.
Подъем протяжки на зуб – это разность размеров соседних зубьев протяжки по высоте (см. рис.). Эта величина и определяет толщину среза а: а=3.
Для протяжек с односторонними зубьями (плоские шпоночные) подъем на зуб равен:
Для симметричного расположения зубьев относительно оси протяжки (круглые шлицевые квадратные):
Суммарный подъем протяжки – это разность между размерами последнего и первого зубьев протяжки
Передний угол . Величины углов зависят от обрабатываемого материала и типа протяжки и изменяются в пределах = 5 20о. Меньшее значение следует выбирать для обработки чугуна; для углеродистых и малолегированных сталей принимается = 20 о.
У протяжек с односторонним расположением зубьев и свободным направлением в отверстии не делают больше 15о во избежание «подхватывания» протяжки обрабатываемым материалом.
Задний угол . У протяжек задний угол для точных отверстий обычно выбирают в пределах 2 3о с целью сохранения размера зубьев.
Для других типов протяжек принимают:
- протяжки круглые и гранные для отверстий Н7-Н9 - =2 3 о; для отверстий грубее Н9 =3 4 о;
- протяжки шпоночные и пазовые с односторонним расположением зубьев =3 7о
- протяжки наружные =10 о.
Протяжной станок — это устройство которое предназначено для обработки поверхностей с разным видом профиля. Существует два вида станков: специальные и стандартные (обрабатывающие внутренние и наружные поверхности металлических изделий).
1.Эксплуатация и применение протяжных станков
Данный вид станков чаще используется для крупномасштабного производства металлических изделий. Качество изделий после обработки зависит от точности и мощности оборудования так как инструментэксплуатируется в условиях жестких нагрузок (растяжения изгибы и сжатие металла). Прежде чем использовать станок металл обрабатывают создавая тем самым максимально точные заготовки[7].
Станок протяжной используется для выполнения следующих операций:
· Калибровка отверстия (многогранного фигурного цилиндрического и и. т. д.).
· Корректировка наружного профиля сложной конструкции.
· Нарезание канавки шлица и шпонки.
· Обработка посадочной поверхности лопатки для турбины авиационного двигателя.
· Обработка и корректировка отверстия для огнестрельного оружия нарезного типа (ствол пулемета пушки ствола пистолета).
Так же оборудование в мелкомасштабном производстве используется дляполучения отверстий во втулках и шестеренках шпоночных и шлицевых канавок.
2.Основные характеристики протяжных станков:
· максимальный показатель тяговой силы – 1 Мн;
· Скорость протягивания зависит от назначения станка и варьируется от 15 до 15 ммин;
· Максимальный показатель длины хода каретки — 2 метра;
· Конструкция привода может быть гидравлической или электромеханической);
· Точность обработанной детали - от 1 до 10 класса.
Тяговая сила станка зависит от каретки. Скорость протягивания для станков общего назначения характерна от 10 до 22 ммин. Привод такого протяжного станка основан на гидравлике а для станка непрерывного действия величина скорости протягивания считается от 15 до 15 ммин. и он имеет электромеханический привод. В массовом производстве в основном используются станки 1-2 класса которые не допускают погрешностей. Их точность достаточно высокая. Протяжные станки 3-10 класса могут оставлять на отшлифованных поверхностях мелкие шероховатости или неровности.
3.Устройство и принцип работы протяжного станка
Станки классифицируются по двум главным признакам: по форме конструкции (горизонтальные и вертикальные) и по форме обработки детали (внутреннее и наружное протягивание). Так же существуют станки обрабатывающие детали обеими способами.
Горизонтально-протяжной станок (рис. 11) - направляющая каретки при помощи гидравлического привода перемещает ползун заканчивающийся приспособлением закрепляющим протяжку. Если применяется длинная протяжка — её конец приживается с помощью люнета подвижного. Заготовка закрепляется в центре конструкции и перемещается через протяжку по ползуну.
Рассмотрим схему протягивания показанную на рисунке 12.
Хвостовик данной протяжки 5 пропускается через отверстие в обрабатываемой детали 7 и втулку 8 приспособления 6 устанавливаемого в опорной плите 9.
Левый конец инструмента закрепляется в автоматическом патроне который состоит из корпуса 4 втулки 10 с внутренним диаметром который соответствует протяжке и двух сухарях 3. В этом положении пружина 2 распирая деталь 1 связанную со штоком силового цилиндра и корпусом 4 сдвигает сухари 3 после чего последние захватывают хвостовик протяжки.
Когда протяжка перемещается влево происходит обработка отверстия. Во время холостого хода протяжка возвращается в исходное положение.
Корпус 4 подойдя к приспособлению 6 упирается в него и останавливается.
Муфта 1 и шток поршня двигаясь и сжимая пружину 2 так же сдвигая втулку 10 вправо сухари 3 попадают в выточку а и перемещение прекращается. После этого хвостовик протяжки достаточно просто можно вытащить из отверстия втулки 10 вставить в следующую деталь и установив снова начинать обработку[10].
Рисунок 11 - Горизонтально-протяжной станок 7Б55
Рисунок 12 - Схема протяжной операции
Вертикально-протяжной станок (рис. 13) - ползун несущий протяжку передвигается по вертикальной направляющей каретки. Вращение осуществляется при помощи двух бабок (первая вращается вторая поддерживает вращение). В процессе обработки заготовки протяжка перемещается в сторону вращающегося вала.
Рисунок 13 – Вертикально-протяжной станок МП 7А612
Протяжка представлена в виде длинного тонкого инструмента с множеством лезвий. Она создает в заготовке отверстия нужной формы под действием врезания в металл.
4. Дополнительное оборудование
Конструкция станка может требовать использования дополнительного оборудования: машинных тисков прижимных планок. В комплекте с плоским замком протяжки часто используется поперечная шпонка для цилиндрического замка — скоба и клин. Современные протяжные станки подразумевают использование электронного оборудования контролирующего процесс производства но это оборудование включается в конструкцию станка[6].
1. Заточка круглых протяжек.
Заточка круглых протяжек предназначена для восстановления режущих свойств рабочих лезвий в результате их износа. Как указывалось ранее износ круглых протяжек происходит в основном по задним поверхностям но в виду того что круглая протяжка является мерным инструментом тоесть её размеры определяет и размеры протянутого отверстия заточка круглых протяжек возможна только путём съёма некоторого слоя металла с передней её грани таким образом чтобы величина съёма припуска была несколько больше чем величина износа протяжки.
Каждый зуб круглой протяжки имеет свой диаметр Di которой при изготовлении протяжки получают на точном круглошлифовальном станке. Наружные диаметры зубьев Di отличаются между собой величиной подъёма на зуб i. основная задача при первичной заточке и переточках сохранить первоначальную величину подъёма на зуб в течение всего срока службы протяжки. Сейчас при заточках и переточках круглых протяжек используются специализированные станки с ЧПУ и с ручным управлением. Протяжка – многолезвийный инструмент с большим числом зубьев и несколькими различными профилями стружечных канавок. При заточках протяжек все необходимые переходы с зуба на зуб оператор делает “на глаз” требуется высокая квалификация заточника и сам процесс очень длителен и трудоёмкий. В случае если не сохранён подъём на зуб и какие то зубья окажутся выше или ниже соседних на большую чем заданный подъём величину то при последующей работе на этих зубьях будет происходить наиболее интенсивный износ что резко сокращает стойкость протяжки а значит и срок её службы.
2. Съём припуска при заточке протяжек.
Точность позиционирования от приводов стола колоны и шлифовальной головки определяется исходя из следующих соображений. При заточке необходимо завести каким-то образом шлифовальный круг заправленный по радиусу галтели r в стружечную канавку протяжки затем сместить протяжку в направлении “n” на величину “m” таким образом чтобы шлифовальный круг снял слой металла шириной АС (рис. 14). Величину АС принимаем несколько большей чем величина износа по задней грани круглой протяжки.
Рисунок 14 – Параметры заточки зубьев протяжки.
Далее необходимо вывести круг из стружечной канавки переместить протяжку на величину шага t (деление на шаг) завести круг в следующую канавку и перемещая стол в направлении “n” на величину “m1” снять со второго зуба протяжки слой металла A`C`. Задача состоит в том чтобы в результате этих переходов и шлифовок величина перепада i оставалась неизменной. В процессе заточки протяжки необходимо для перехода с зуба на зуб делать ряд перемещений кругом и протяжкой. Точность этих перемещений сказывается на точности сохранения перепада i. при позиционировании имеют место: вертикальные смещения шлифовальной головки и упорки от привода колоны (деление подъёма на зуб) горизонтальные перемещения протяжки от привода стола (деление на шаг) и перемещение шлифовального круга от привода шлифовальной головки (позиционирование шлифовального круга в стружечной канавке). В общем случае должно быть выполнено условие:
где: 1 – подъём на зуб после заточки - подъём на зуб до заточки.
3. Схемы заточки протяжек.
Заточка протяжек является финишной операцией при изготовлении протяжек и операцией восстанавливающей режущие свойства зубьев протяжек после их затупления в процессе эксплуатации. От качества заточки: выдерживание геометрии стружечных канавок обеспечение минимальных радиусов округления режущих кромок высокой чистоты поверхности передней грани получение определенного рисунка (рисунок от шлифовального круга в виде концентричных окружностей) – в значительной степени зависит точность размеров обрабатываемого профиля. Качество его поверхности а также технологическая стойкость протяжки[5].
Заточку и переточку круглых протяжек как указывалось выше производит по передней грани зубьев с обеспечением переднего угла γ и плавного перехода прямолинейного участка к донышку. Передняя поверхность круглой или шлицевой протяжки представляет собой внутреннюю поверхность конуса и по этому её заточка не может осуществляться торцом круга. Требуемая величина переднего угла достигается правильным подбором диаметра шлифовального круга правильной заправкой его и правильным положением шлифовального круга на станке то есть углом – углом наклона оси шпинделя к оси центров станка (рис. 15). В настоящее время известно три схемы заточки протяжек по передней грани. Схемы “а” “б” “в” в нашей стране заточка производится в основном по схемам “а” и “б” схема “в” встречаются довольно редко. По схемам “а” и “б” заточка передней поверхности производится конической частью круга при чём во избежание искажения формы передней поверхности образующие конусов круга и передней поверхности зуба протяжки должны обеспечить прямолинейное касание. Диаметр шлифовального круга подбирается таким образом чтобы в точке О (рис. 15 а) круга с наибольшим диаметром в сечении А-А радиус кривизны передней поверхности зуба протяжки был больше радиуса круга в этой же точке. Эта обеспечивает получение требуемого переднего угла без врезания в переднюю грань протяжки при входе и выходе шлифовального круга. По этой схеме заточки необходимо чтобы ось шлифовального круга и ось протяжки находились строго в одной плоскости. Для схемы “а” диаметр круга Dкр в зависимости геометрических параметров протяжки вычисляется по формуле Пархиловского:
где: D0 – диаметр на котором расположены точки сопряжения прямолинейных образующих передней поверхности с радиусной впадиной зуба. В расчётах
Dн – наружный диаметр протяжки;
– угол установки шпинделя;
γ – передний угол протяжки;
По схеме “б” для заточки протяжек применяются чашечные шлифовальные круги. Выбор диаметра шлифовального круга также производится по формуле (2). Применение чашечных шлифовальных кругов позволяет увеличивать угол установки шпинделя шлифовального круга что в свою очередь разрешает увеличение допустимого диаметра шлифовального круга. По формуле (2) составлены таблицы и нанограммы которые до некоторой степени облегчает подбор шлифовальных кругов.
Рисунок 15 – Схемы заточки протяжек
При использовании схемы “а” или “б” для обеспечения плавного перехода в радиусную галтель шлифовальный круг должен быть заправлен по конической образующей и радиусу R. Правильность радиусной заправки проверяется по шаблону. Описание схемы “в” в нашей литературе не встречается но которая применяется на практике опытными заточниками при заточке круглых и шлицевых протяжек а также на некоторых заточных станках зарубежных фирм. При заточке по этой схеме рекомендуется шлифовальный круг заправлять только по радиусу r. Требуемый передний угол γ обеспечивается с достаточной степенью точности выбором диаметра и угла установки шлифовального круга. Заточка протяжек по схеме “в” требует простой правки круга что имеет одно из решающих значений при автоматизации процесса заточки. Использование схемы “в” возможно только при переднем угле протяжек . При необходимо применять шлифовальный круг заправленный по радиусу галтели “r” и образующей конуса но учитывая что большинство круглых и шлицевых протяжек имеют передний угол эта схема заточки может иметь самое широкое применение на практике.
При заточке стремятся работать максимально большим кругом так как такой круг дольше сохраняет свой профиль и требует меньшего числа оборотов. Чем больше угол на который будет повернут шлифовальный круг тем больше будет его диаметр. Но максимальный угол поворота оси шлифовального круга max зависит не только от оси Dн и γ но и от геометрии стружечных канавок и величины tqrd протяжки то есть больше чем того позволяет стружечная канавка шлифовальный круг не развернешь. Таблицы номограммы графики для определения Dкр и max разработанные у нас в стране и за рубежом – этого не учитывают. В Витебском СКБ ЗШ и ЗС был проведен расчет зависимости угла установки шлифовального круга от параметров протяжки: Dн γ α t q R r. Задачу можно сформулировать в виде:
Была получена формула:
По этой формуле была построена номограмма для определения максимального угла наклона шлифовального круга в зависимости от параметров протяжки.
Заточка протяжек по схеме “в” небольшого мм смещения оси шлифовального круга относительно оси протяжки для избежание получения заусенца на вершине зуба. Заусенцы образуются в том случае если ось шлифовального круга и ось протяжки лежат в одной плоскости и контакт круга с режущей кромкой происходит в двух точках на входе и выходе.
Рассмотрим как влияет диаметр шлифовального круга на передний угол γ в процессе заточки. Пусть мы подобрали по номограмме диаметр шлифовального круга. Его заправили по радиусу r и развернули на соответствующий угол шлифовальный круг образует на передней грани точный угол γ. Однако для следующего зуба диаметр шлифовального круга окажется больше расчётного это несмотря на то что в процессе работы шлифовальный круг засаливается и производится его правка при этом диаметр шлифовального круга уменьшается. Изменение величины диаметра шлифовального круга от наибольшего зуба к наименьшему составляет в зависимости от переднего угла γ до нескольких миллиметров а уменьшение шлифовального круга от правки составляет лишь доли миллиметра. Обычно на протяжках передний угол γ имеет допуск . Заточка зуба протяжки несколько большим относительно идеального диаметра шлифовальным кругом вызывает уменьшение величины переднего угла γ до а искажение подъёма на зуб – несколько десятых микрона. Эти погрешности не скажутся на дальнейшей работе протяжки[8].
При заточке круглых протяжек по передней грани по способу схемы “в” образующая конуса получается несколько выпуклой. Объясняется тем что парабола в сечении перпендикулярном передней грани заменяется окружностью. Наличие этой выпуклости приводит к увеличению переднего угла γ. Как показали опыты максимальная непрямолинейность составляет 10-3 мм а увеличение переднего угла γ до то есть они настолько малы что ими можно пренебречь.
В данной работе будет рассматриваться более подробно протяжка для многогранных отверстий (квадратных) (рис. 16).
Особенностью является наличие у них 3 4 ступеней по длине с различными подъемами на зуб что связано с изменениемширинысрезаемогослоя.
Глубина стружечной канавки в различных местах поперечного профиля зуба имеет переменное значение: на главных кромках она полной глубины а на вспомогательных – уменьшенное. Возможны случаи когда на плоских сторонах зубьев канавка совершенно исчезает. Чтобы облегчить движение протяжки в отверстии такие зубья снабжают продольным пазом глубиной до 05 мм. Стружечные канавки выполняются дуговыми что облегчает изготовление и заточку протяжек.
Рисунок 16 - Квадратная протяжка
Чтобы обеспечить постоянство поперечного сечения среза что способствует улучшению плавности работы протяжки приходится увеличивать подъем на зуб так как ширина среза при переходе от предыдущего зуба к последующему уменьшается. С этой целью все зубья квадратных протяжек разбивают на несколько групп – ступеней с постоянной подачей на зуб в приделах каждой ступени.
Что касается конструкции и размеров калибрующей зубьев и гладких частей квадратной протяжки то они подчиняются общим требованиям к внутренним протяжкам.
Квадратные протяжки применяют для получения внутренних квадратных отверстий так как это метод является одним из самых технологичных не смотря на его сложность как в обработке так и в получении и проектировании режущего инструмента.
Проектируемая протяжка предназначена для обработки квадратного отверстия 32е832е8из материала сталь 45Х.
Сталь 45Х – конструкционная лигированая. Применяется для вал-шестерни коленчатых и распределительных валов шпинделей кулачков бандлажей и т.д. Она имеет следующие механические свойства:
) твердость отожженной стали 229
) предел прочности 610 МПа;
) предел текучести 360 МПа;
) относительное удлинение 9%;
) относительное сужение 45%;
) ударная вязкость 4.9 Джсм2.
Cталь 45Х имеет химический состав:
С 0.41-0.49 % Si 0.17-0.37% Mn 0.5-0.8% Ni до 0.3% S до 0.04% P до 0.035% Cr 08 – 11 % Сu до 0.3%
1. Выбор и обоснование инструментального материала
В качестве инструментального материала для режущей части протяжки выбираем сталь Р6М5 для хвостовика выбираем сталь 40Х.
Сталь Р6М5 обеспечит требуемые технологические и режущие свойства инструмента а применение для изготовления хвостовика стали 40Х позволит снизить себестоимость инструмента.
Материалом режущей части является быстрорежущая инструментальная сталь Р6М5. Согласно ГОСТ 19265-73 она содержит 0.84 – 0.92% углерода 0.5% кремния 0.5% марганца 3.8 - 43% хрома 5.7 – 6.7% вольфрама 1.7 – 2.1% ванадия 4.8 – 5.3% молибдена 0.4% никеля.
Средняя доля углерода составляет 0.88% а суммарная доля легирующих элементов 18.6%.
Материалом хвостовика является конструкционная легированная сталь
Согласно ГОСТ 4543-71 она содержит С 0.36-0.44 % Si 0.17-0.37% Mn 0.5-0.8% Ni до 0.3% S до 0.04% P до 0.035% Cr 08 – 11 % Сu до 0.3% Fe 97%.
2. Разработка схемы резания
Зубья квадратных протяжек чаще всего изготавливают по одинарной генераторной схеме резания.
При генераторной схеме резания припуски снимаются параллельными слоями каждым зубом протяжки не по всему профилю а лишь по его части. При этом форма каждого зуба идентична форме предварительно подготовленной под протягивание поверхности и только последние режущие зубья соответствуют форме окончательно обработанной поверхности.
Наличие стружкоразделительных канавок на режущих зубьях протяжек облегчает ее хорошую сворачиваемость в виток и свободное размещение во впадине между зубьями.
К недостаткам протяжек работающих по одинарной схеме следует отнести сравнительно невысокую производительность и большую длину режущей части что приводит к большому расходу дорогостоящего инструментального материала уменьшает жесткость протяжек.
3 Методы изготовления протяжки
Протяжки являются сложным режущим инструментом изготавливаемым с высокой точностью. Их изготавливают как на специализированных инструментальных заводах так и на инструментальных цехах машиностроительных заводов. В зависимости от характера производства выбирается оборудование для их изготовления; в инструментальных цехах как правило применяется универсальное оборудование на специализированных предприятиях наряду с универсальными станками применяют специальные станки и станки с числовым программным управлением.
Протяжки изготавливают из быстрорежущих сталей Р6ФМ5 Р6М5К5 Р9М4К8 и т.д. (ГОСТ 19265 – 73) или стали ХВГ (ГОСТ 5950 -73). Для экономии быстрорежущей стали протяжки из этого материала диаметром 18 мм и более выполняют сварными или с механическим креплением хвостовика. Хвостовик сварных протяжек изготавливают из стали 40Х по ГОСТ 4543 – 71. Протяжки из быстрорежущей стали диаметром 50 мм и более допускается изготавливать цельными. В массовом производстве где более высокие требования к режущему инструменту допускается изготавливать протяжки цельными из быстрорежущей стали независимо от размера.
4 Технология изготовления протяжки
Ответственным этапом при проектировании технологического процесса является выбор технологических баз для установки детали. Выбор баз всегда связан с определением маршрутной технологии.
Маршрут обработки выбираем исходя из требований рабочего чертежа протяжки при этом учитываем план обработки и структуру операций. Структура операций характеризуется построением обеспечивающим сочетание и определенную связь основных и вспомогательных переходов. Проектирование технологического процесса делится на три этапа. На первом этапе формируются элементарные структуры реализующие элементарные операции. На втором этапе рассматривают возможность и целесообразность укрупнения операций объединением элементарных сочетающих обработку отдельных поверхностей. На третьем этапе формирование структуры предусматривает дальнейшее укрупнение операций за счет объединения различных методов обработки.
Структура маршрутной технологии:
Операция 005 (отрезная) – На данной операции осуществляется отрезка заготовки. В качестве оборудования служит абразивно-отрезной станок ИФ -332 а в качестве инструмента используется – отрезной круг.
Операция 010 (токарная) – Выполняется обработка центровых отверстий. Оборудование – токарно-винторезный станок 1К62.
Операция 015 (токарная) - Выполняется обточка наружный поверхностей. Оборудование – токарно-винторезный станок 1К62. Приспособление – центра. Инструмент – резец проходной отогнутый.
Операция 020 (токарная) – Выполняется фрезерование точение конуса рабочей и калибрующей части. Оборудование – токарно-винторезный станок 1К62. Приспособление – центра. Инструмент – резец проходной отогнутый.
Операция 025 (токарная) – Выполняется точение стружечных канавок на режущих и калибрующих зубьях. Оборудование – винторезный станок 1К62. Приспособление – патрон трехкулачковый центр. Инструмент – фасонный резец. Средство измерения – штангенциркуль.
Операция 030 (фрезерная) – Выполняется фрезерование фасок с двух сторон. Оборудование – многоцелевой станок ИР32ОПМФ4. Приспособление – оправка тиски переналаживаемые. Инструмент – фреза концевая твердосплавная.
Операция 035 (термическая) – Выполняется отпуск детали. Оборудование – электропечь.
Операция 040 (шлифовальная) - Выполняется шлифование режущих зубьев и лысок. Оборудование – кругло-шлифовальный станок 3131. Приспособление – патрон поводковый центра хомутик люнет. Инструмент – круг шлифовальный.
Операция 045 (шлифовальная) - Выполняется шлифование стружечных канавок. Оборудование – кругло-шлифовальный станок 3131. Приспособление – патрон поводковый центра хомутик люнет. Инструмент – круг шлифовальный. Средство измерения – шаблон.
Операция 050 (заточная) – Выполняется заточка переднего и заднего угла. Оборудование – заточной станок 3601-1. Приспособление – патрон поводковый центра хомутик люнет. Инструмент – круг шлифовальный. Средство измерения – шаблон.
Операция 055 (шлифовальная) - Выполняется прорезание стружечных канавок. Оборудование – шлицешлифовальный В№-89. Приспособление – делительное приспособление для заправки круга. Инструмент – круг шлифовальный. Средство измерения – шаблон.
Операция 060 (шлифовальная) - Выполняется шлифование профиля согласно чертежу детали. Оборудование – плоскошлифовальный станок 3Е711ВФ3-1. Приспособление – центра хомутик патрон. Инструмент – шлифовальный круг. Средство измерения – шаблон.
Операция 060 (шлифовальная) - Выполняется доводка режущих и калибрующих зубьев шлифование стружечных канавок. Оборудование – кругло-шлифовальный станок 3131. Приспособление – центра хомутик патрон. Инструмент – круг шлифовальный. Средство измерения – шаблон.
5. Расчет квадратной протяжки
Данный расчет производим по данным учебника для вузов [6].
Материал детали – Ст 45
Расчет диаметра отверстия заготовки подготовленной под протягивание:
Определение величины подачи на зуб
Количество ступеней 4 (при S = 3216)
Подача на зуб 1–ой ступени:
Расчет подачи на зуб 2 –ой ступени:
Расчет подачи на зуб 3-ей ступени:
Расчет подачи на зуб 4-ой ступени:
Расчет шага режущих зубьев
Предварительный шаг режущих зубьев:
Максимальное число одновременно работающих зубьев:
Уточняем шаг режущих зубьев:
Глубина стружечных канавок:
Проверяем глубину стружечных канавок по условию размещения стружки в стружечных канавках:
Данное условие выполняется.
Выбор величины переднего угла:
Для разбивки режущей части на ступени следует определить границы ступеней т.е. диаметры последних зубьев ступеней:
d1 = 10453216 = 3354 мм.
d2= 11053216 = 3377 мм.
d3= 1193216 = 3827 мм.
Остальные размеры профиля зубьев стружечных канавок
Рассчитаем номинальный размер по граням зуба протяжки:
Выбор размеров хвостовика (табл. 1)
Таблица 1 - Обозначение размеров протяжки
Определение силы резания
Pш = 2260 003008532163144 = 6755 кН.
Определение диаметра последнего режущего зуба:
dpz = 3217 – 01 = 455 мм.
Количество запасных зубьев имеющих размеры последнего режущего зуба:
Определение формы размеров и расположения стружкоделительных канавок (рис. 17)
Угол профиля канавки: = 90
Ширина канавки: m = 1 мм
Радиус дна канавки: rc= 04 мм.
Рисунок 17 - Параметры стружкоделительной канавки
Определение размера передней направляющей:
Размеры направляющего конуса
Длина направляющего конуса:
Определение размеров задней направляющей
Диаметр задней направляющей:
Длина задней направляющей:
lзн= 075L = 07535= 263 мм.
Принимаем: lзн= 40 мм.
Данный расчет производился с целью вычисления формы и размеров зубьев протяжки а так же для определения подачи на каждую ступень инструмента.
В данной работе были рассмотрены различные конструкции инструмента протяжка. Так же были рассмотрены станки и приспособления используемые при протягивании.
На примере круглой протяжки были рассмотрены различные схемы заточки. В случае если не сохранён подъём на зуб и какие то зубья окажутся выше или ниже соседних на большую чем заданный подъём величину то при последующей работе на этих зубьях будет происходить наиболее интенсивный износ что резко сокращает стойкость протяжки а значит и срок её службы.
Более подробна была рассмотрена протяжка для многогранных отверстий (квадратная). Квадратные протяжки применяют для получения внутренних квадратных отверстий так как это метод является одним из самых технологичных не смотря на его сложность как в обработке так и в получении и проектировании режущего инструмента.
Боровский Г.В. Справочник инструментальщика Г.В.Боровский С.Н.Григорьев А.Р.Маслов; под ред.А.Р.Маслова .— М. : Машиностроение 2005 .— 464с. : ил.
Звягольский Ю. С. Технология производства режущего инструмента : учеб. пособие для вузов Ю. С. Звягольский В. Г. Солоненко А. Г. Схиртладзе .— М. : Высш. шк. 2010 .— 335 с. : ил.
Конструирование протяжек. Новое издание. А. В. Щеголев. М.-Л.: Машгиз 2003. 321 с.
Маслов А.Р. Инструментальные системы машиностроительных производств: учебник для вузов А.Р.Маслов.— М. : Машиностроение 2006 .— 336с. : ил.
Проектирование режущих инструментов: учеб.пособие для вузов В. А. Гречишников [и др.] .— 2-е изд. перераб. и доп. — Старый Оскол : ТНТ 2010 .— 300 с. : ил.
Проектирование металлорежущих инструментов: учебное пособие для вузов Л.Д. Мокроносов Н. В. Бородина Д.Г. Мирошин. – Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО «Рос. Гос. проф. – пед. Ун-т» 2013. 136 с.
Режущий инструмент: учебник для вузов Д.В.Кожевников [и др.];под ред. С.В. Кирсанова - М. : Машиностроение 2004 .— 512с. : ил.
Справочник конструктора-инструментальщика В.И.Баранчиков [и др.];под общ.ред.В.А.ГречишниковаС.В.Кирсанова .— 2-е изд.перераб.и доп. — М. : Машиностроение 2006 .— 542c. : ил.
Фельдштейн Е.Э. Металлорежущие инструменты: справочник конструктора. Е.Э. Фельдштейн М.А. Корниевич. – Минск: Новое Знание 2009.- -1039 с.: ил.
Хренова О.М. Протяжки для обработки отверстий: учебник для вузов: под ред. В.С. Столярова - М. : Машиностроение 2001 .— 312с..

Рекомендуемые чертежи

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 13 часов 14 минут
up Наверх