Расчет основных конструктивных элементов

Проектирование протяжки для обработки круглого отверстия

Исходные данные для проектирования

Диаметр отверстия D_о = 18Н7 ^+0,018 мм. Эскиз обрабатываемого

Длина отверстия l = 40 мм. отверстия

Шероховатость поверхности Rа = 1,6 мкм.

Материал детали: Сталь 2Х13.

Механические свойства:

прочность σ_в ≈ 600 МПа;

твердость ≈ 195 НВ.

Модель станка 7А510.

Тяговая сила Р_с = 102600 Н.

Наибольшая длина хода l_р.к. = 1250 мм.

Обоснование конструкции протяжки

Проектируемая протяжка предназначена для обработки круглого отверстия с точностью изготовления по 7 квалитету и шероховатостью поверхности Ra = 1,6 мкм. Требуемое отверстие в стали 2Х13, имеющую хорошую обрабатываемость протягиванием, может быть получено протяжками, работающими по групповой или по профильной схеме резания.

Вопрос о конкретной схеме резания будем решать, исходя из наименьшей дли-ны рабочей части протяжки.

Расчет основных конструктивных элементов

2.3.1 Припуск под протягивание

,

≈1,04 мм.

2.3.2 Диаметр передней направляющей D_п и первого зуба протяжки D₀₁

D₀₁ = D_п = D – A = 16,96 мм.

Принимаем .

С учетом возможного износа сверла при обратной конусности 0,2 для предварительной обработки отверстия в заготовке принимаем сверло согласно ГОСТ 885-77 диаметром 17 h9(_-0,043) мм.

2.3.3 Диаметр хвостовика d₁ выбираем по ГОСТ 4044-70 в соответствии с диа-метром отверстия в заготовке:

Площадь сечения хвостовика F_х =145 мм².

Длина хвостовика l_х=100 мм.

Диаметр шейки D_ш=15,7 мм.

Длина направляющего конуса l_нк=12 мм.

2.3.4 Длина передней направляющей

l_n = l = 40 мм.

2.3.5 Расстояние до первого зуба

2.3.6 Шаг режущих зубьев, предполагая использование одинарной схемы резания

где m = 1,25…1,5 для одинарной схемы резания

принимаем

2.3.7 Наибольшее число одновременно работающих зубьев

2.3.8 Размеры стружечной канавки

Глубина стружечной канавки

Ширина задней поверхности

Радиус дна канавки

Радиус спинки

Площадь стружечной канавки

2.3.9 Коэффициент заполнения стружечной канавки для одинарной схемы резания

K = 4.

2.3.10 Подача, допустимая по размещению стружки

2.3.11 Наибольшее усилие, допускаемое хвостовиком:

,

где МПа,

Н.

2.3.12 Наибольшее усилие, допускаемое протяжкой по первому зубу

где σ₁ = 300 МПа для материала

2.3.13 В качестве расчетной силы резания принимаем наименьшую из 3 – х возможных ограничений: допустимого усилия в хвостовике; допустимого усилия по первому зубу; допустимого усилия по техническим характеристикам станка

Принимаем расчетную силу резания

Н.

2.3.14 Подача, допустимая по силе резания

где x = 0,8; C_Р =2880 Н/мм² при обработке материалов с твердостью до 197 НВ.

мм/зуб ,

т.к. < , то далее проводим проверочный расчет по групповой схеме резания.

2.3.15 Шаг режущих зубьев для групповой схемы резания

,

где t_p =1,45 ... 1,9 – для групповой схемы резания

мм

Принимаем t_р = 10 мм.

2.3.16 Максимальное число одновременно работающих зубьев

2.3.17 Размеры стружечной канавки

Глубина стружечной канавки мм.

Ширина задней поверхности мм.

Радиус дна канавки мм.

Радиус спинки мм.

Площадь стружечной канавки мм².

2.3.18 Коэффициент заполнения стружечной канавки

K = 3.

2.3.19 Подача, допустимая по размещению стружки

мм/зуб.

2.3.20 Допустимая подача по усилию резания

где n_г – число зубьев в группе.

Принимаем число зубьев в группе n_г=2.

мм/зуб.

S_zр > S_zк − дальнейшее увеличение числа зубьев в группе не целесообразно из-за

ограничения вместимости стружечной канавки.

2.3.21 Длина режущей части при одинарной схеме резания (приняв S_Zmin = 0,04мм )

,

2.3.22 Длина режущей части при групповой схеме резания

,

Вывод: групповая схема резания не дает сокращение длины режущей части

протяжки. Принимаем окончательно одинарную схему резания и подачу

S_z=0,025мм/зуб.

2.3.23 Рассчитаем диаметры режущих зубьев, если S_z=0,025мм/зуб, D₁=16,96 мм, D_n=D_0max − δ,

где δ − разбиение при протягивании, принимаем δ=0,007мм,

D_n=18,018 − 0,007=18,011мм.

D_i=D_i-1+2∙S_z

D₁=16,96 мм, D₂=17,01 мм, D₃=17,06 мм, D₄=17,11 мм, D₅=17,16 мм, D₆=17,21 мм, D₇=17,26мм, D₈=17,31 мм, D₉=17,36 мм, D₁₀=17,41 мм, D₁₁=17,46мм, D₁₂=17,51мм, D₁₃=17,56мм, D₁₄=17,61 мм, D₁₅=17,66 мм, D₁₆=17,71 мм, D₁₇=17,76мм, D₁₈=17,81мм, D₁₉=17,86мм, D₂₀=17,91 мм, D₂₁=17,96 мм.

Переходные зубья D₂₂=17,99 мм; S_z=0,012 мм/зуб.

D₂₃=18,011 мм; S_z=0,006 мм/зуб.

Допуск на режущие зубья принимаем равным (− 0,010).

2.3.24 Общее число режущих зубьев

2.3.25 Длина режущей части

2.3.26 Число зубьев калибрующей части определяем для 7– го квалитета точности

.

2.3.27 Диаметры калибрующих зубьев

Допуск на калибрующие зубья принимаем равным (− 0,007).

2.3.28 Шаг калибрующих зубьев

.

Принимаем

2.3.29 Размеры стружечной канавки калибрующих зубьев

Глубина стружечной канавки мм.

Ширина задней поверхности мм.

Радиус дна канавки мм.

Радиус спинки мм.

Площадь стружечной канавки мм².

2.3.30 Длина калибрующей части

2.3.31 Длина и диаметр задней направляющей

2.3.32 Общая длина протяжки

2.3.33 Допустимая длина протяжки

L_пр.max=40∙D₀=40∙18=720 мм.

Нет необходимости разбиения протяжки на комплект.

2.3.34 Длина рабочего хода станка

мм < 1250 мм.

2.3.35 Ширина режущей кромки

2.3.36 Число стружкоразделительных канавок

Принимаем n_c = 8 канавок на зубьях с 1-го по 22-й.

Канавки расположены в шахматном порядке.

Глубина канавки h_к = 0,8 мм.

Радиус впадины r_к = 0,2 .

Угол канавки 60˚.

2.3.42 Геометрические параметры режущей части протяжки:

;

2.3.43 Геометрические параметры калибрующей части протяжки:

; ; ; .