Расчет и конструирование протяжки

Задание:

Рассчитать и сконструировать круглую протяжку, обрабатывающую цилиндрическое отверстие диаметром D по групповой (прогрессивной) схеме резания с длиной протягивания l_и. Протягивание производится после сверления до диаметра D₀. Параметр шероховатости протянутой поверхности R_а = 2 мкм. Станок горизонтально-протяжной 7523 с быстросменным автоматическим патроном.

Материал заготовки – 50ХН, 321 НВ;

D = 32Н7 мм;

D₀ = 31,0 мм;

l_и = 70 мм;

Тяговая сила станка P_c = 102 кН;

Наибольший рабочий ход ползуна l_рх = 1250 мм

Решение:

1 Материал протяжки принимаем Р18.

2 Припуск на диаметр под протягивание:

(1) A = D – D₀ = 32 – 31,0 = 1 мм.

D- диаметр отверстия после протягивания, мм;

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм.

3 Расстояние до первого зуба:

(2) L₁=280+l_и=280+70=350 мм ([4], стр.188)

4 Диаметр хвостовика d₁:

По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью: d₁ = 32e8;

5 Шаг режущих зубьев:

(3) ([4], стр.188)

Принятый шаг зубьев

6 Максимально число одновременно работающих зубьев:

(4) ([4], стр.188)

l_и - длина протягивания, мм;

t_р - шаг протяжки, мм.

7 Глубина стружечной канавки: h_к = 4 мм по табл. 8.6([4], стр.219);

Площадь сечения канавки F_k , мм²: F_k=12,56 мм² по табл. 8.6([4], стр.219);

Коэффициент заполнения стружечной канавки k = 3 по табл. 8.8([4], стр.220).

8 Подача, допустимая по размещению стружки:

(5) ([4], стр.192)

l_и - длина протягивания, мм;

F_k - площадь сечения канавки, мм²;

k - коэффициент заполнения стружечной канавки.

9 Наибольшее усилие, допустимое хвостовиком:

(6) , ([4], стр.192)

где -допускаемое напряжение на растяжение хвостовой части протяжки по табл. 8.9([4], стр.220);

=490,9 мм²-площадь хвостовика, определяющая его прочность по табл. 8.3([4], стр. 217).

10 Наибольшее усилие, допустимое протяжкой на прочность по первому зубу:

(7) , ([4], стр.192)

где -допускаемое напряжение на растяжение режущей части протяжки по табл. 8.9([4], стр.220);

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм;

h - Глубина стружечной канавки, мм.

11 Расчетная сила резания:

(8) ([4], стр.192)

12 Подача, допустимая по усилию резания:

(9) , ([4], стр.193)

где Р_р - расчетная сила резания, Н;

n_Г – число зубьев в группе, первоначально берем =3;

D₀ – диаметр отверстия до протягивания, мм;

С_p =3610 Н/мм² по табл. 8.7([4], стр.220) для стали 50 ХН с твердостью >220 НВ.

13 Примерная длина режущей части для групповой схемы резания:

(10) , ([4], стр.194)

где t_р - шаг протяжки, мм;

n_Г – число зубьев в группе;

S_zmin – наименьшее значение из s_zk и s_zр: S_zmin=0,059 мм/зуб

Принятые значения: S_z=0,06 мм/зуб, n_Г=3.

14 Диаметры зубьев протяжки:

№ группы	Номер зуба	Диаметр, мм
		31,0
	31,12
	31,12
	31,10
		31,24
	31,24
	31,22
		31,36
	31,36
	31,34
		31,48
	31,48
	31,46
		31,60
	31,60
	31,58
		31,72
	31,72
	31,70
		31,84
	31,84
	31,82
		31,96
	31,96
	31,94
		31,98
	31,99

Число режущих зубьев z_p=27.

15 Длина режущей части:

(11) l_p=t_p(z_p-1), ([4], стр.196)

где t_р - шаг протяжки, мм;

z_p - число режущих зубьев.

l_p=14(27-1)=364 мм

16 Число калибрующих зубьев принимаем z_k =7.

17 Шаг калибрующих зубьев:

(12) t_к = 2 ∙ t_р /3= 2 ∙ 14/3 =9,33 мм. ([4], стр.196)

Тогда: t_к =10 мм.

18 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев:

γ = 15˚; α = 3˚; α_к = 1˚.

Число стружкоразделительных канавок принимаем n = 16 (табл. 108, [5], стр.278).

19 Диаметр калибрующих зубьев:

(13) ,

20 Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки.

По ГОСТ 4044-70* принимаем хвостовик типа 2, без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью:

d₁ = 32e8; d₂ = 25c11; d₄ = 32-1=31 мм; с = 1,0 мм; l₁ = 160; l₂ = 32 мм; l₄ = 20 мм; l₃ = 32 мм; r₁ = 0,4 мм; r₂ = 0,4 мм; длину переходного конуса конструктивно принимаем l₄ = 40 мм; длину передней направляющей до первого зуба: l_н = l_и + 25 = 75 мм. Длину хвостовика принимаем равной размеру l_в, т.е. l_х=140мм; l₅ = 60 мм; l₆=l₀- (l_х+ l₄+l₅)=330-140-40-60=90 мм.

13 Определяем общую длину протяжки:

(14) L₀ = l₀ + l_р + l₃ + l_к , ([5], стр. 281)

l₀ = 330 мм;

l_р – длина режущих зубьев: l_p = 364 мм.

l_к – длина калибрующих зубьев: l_к = t_k ∙ z_k = 10 ∙ 7 = 70 мм.

l₃ – длина задней направляющей, l₃ = 30 мм.

L₀ = 330+364 + 70 +30 = 794 мм.

14 Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126-76*.

15 Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034-74*.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иродов М.И. Проектирование и расчет МРИ: метод.указания и задания к курсовому проекту /Яросл.политехн.ин-т – Ярославль, 1993.

2. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерекова. – М.: Машиностроение, 1986.

3. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. - М.: Высшая школа, 1985.

4. Г.Н.Кирсанов, О.Б.Арбузов. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов – М.: Машиностроение, 1986.

5. Н.А.Нефедов, К.А.Осипов. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту – М.: Машиностроение, 1990.