Расчёт инструмента на прочность и жёсткость

Методика расчёта и все справочные, и табличные материалы для расчёта на прочность и жёсткость комбинированной шлицевой протяжки производятся по методу изложенному в справочнике [6].

1) Жесткость протяжки зависит от отношения длинны к диаметру. Жесткость протяжки проверяют по формулам:

(4.28)

(4.29)

где h = 6 мм – глубина впадины зуба, мм;

L = 1393 мм – длина протяжки, мм;

D_max = 65,02 мм – диаметр протяжки, мм.

тогда подставив численные значения:

Следовательно, жесткость протяжки достаточна.

2) Расчёт шлицевой протяжки на разрыв во впадине зуба. Так как протяжка комбинированная, то исходя из пункта 4.2 данной выпускной работы, наибольшее тяговое усилие возникает на круглой секции протяжки, так же наименьшее сечение по впадине находится в этой секции, следовательно, по этой секции и будет вестись расчёт напряжения на растяжение.

Площадь опасного сечения по впадине зуба рассчитывается по формуле:

(4.30)

где D₀₁ = 55,08 мм – наименьший диаметр зуба протяжки, мм;

h =6 мм – глубина впадины зуба, мм;

Напряжение на растяжение рассчитывается по формуле:

(4.31)

где P = 174,7 кН – сила резания;

F₁ – площадь опасного сечения по впадине первого зуба, ;

[ σ_p ] = 350 МПа для стали Р6М5 – допускаемое напряжение на растяжение.

Что меньше допустимого, т. е. условие 120 МПа < 350 МПа выполняется.

3) Расчёт хвостовика на смятие:

(4.32)

где - опорная площадь замка

= 600 МПа – напряжение смятия.

(4.33)

где D = 50 мм – наибольший диаметр хвостовика;

D₁ = 38 мм – наименьший диаметр хвостовика;

Подставляя числа в формулу, получаем:

Что меньше допустимого, т. е. условие 210 МПа < 600 МПа выполняется.

3.4 Разработка технических требований на инструмент

Технические требования на изготовление протяжек для протягивания шлицевых отверстий с прямобочным профилем регламентируются ГОСТ 28442.

1) Материал протяжки:

рабочая часть – из стали Р6М5, HRC 62÷65;

хвостовая часть – из стали 40Х, HRC 40÷47;

2) Размеры центровых отверстий – по ГОСТ 14034.

3) Шероховатость поверхностей - по ГОСТ 2789.

3.1) передней и задней поверхности, поверхности ленточек не ниже = 0,63 мкм;

3.2) дна стружечных канавок = 0,63 мкм;

3.3) нешлифованных поверхностей = 15 мкм.

4) Отклонение от параллельности боковых сторон зубьев относительно оси протяжки 0,01 мм на длине 500 мм.

5) Отклонение от симметричности зуба относительно оси протяжки в пределах допуска на толщину зуба.

6) Радиальное биение двух последних режущих и всех калибрующих зубьев в пределах допуска на диаметр калибрующих зубьев. Биение остальных зубьев не более 0,005 – 0,006 мм.

7) Отклонение от соосности поверхностей наружного и внутреннего диаметра зубьев: при центрировании по наружному диаметру в пределах половины допуска на внутренний диаметр протяжки.

8) Отклонение углов:

переднего ;

заднего режущих ;

заднего калибрующих .

9) Хвостовик присоединяют к рабочей части при помощи стыковой сварки с оплавлением.

10) Маркировать на шейке хвостовика:

10.1) обозначение протяжки;

10.2) марка стали рабочей части протяжки.

Вывод по разделу

В данном разделе были рассмотрены вопросы, связанные с конструкторской частью выпускной работы. А именно, было разработано техническое задание на шлицевую протяжку, был сделан расчёт основных конструктивных элементов, расчёт режущей части протяжки на жёсткость, прочность и смятие хвостовой части. Так же был разработан чертёж инструмента с техническими требованиями.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ