Проверка протяжки на прочность

При конструировании протяжки обычно учитывают основную деформацию, возникающую под действием осевой составляющей усилия протягивания, и проверяют прочность протяжки расчетом на разрыв.

Максимальное напряжение σ, МПа, определяется по формуле

, (77)

где P_max – максимальное усилие резания при протягивании, Н;

F_min – минимальная площадь поперечного сечения протяжки, мм²;

[s] – допустимое напряжение в материале протяжки:

– из быстрорежущей стали [s] = 350 – 400 МПа;

– из легированной стали (для хвостовиков протяжек сварной конструкции) [s] = 250 МПа.

1.21.1 Определение максимального усилия резания

Усилие резания P определяется по формуле

, (78)

где p – сила резания, приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки зуба протяжки, Н/мм, определяется в зависимости от обрабатываемого материала и величины подачи на зуб черновых (p_черн.) и чистовых (p_чист.) зубьев (таблица А.7, приложение А);

Sb – суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании, мм.

Суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании для шлицевой части протяжки для черновых и чистовых зубьев определяется по формулам:

а) для одинарной схемы резания:

– для черновых шлицевых зубьев

; (79)

– для чистовых шлицевых зубьев

, (80)

где n – число шлицев обрабатываемого отверстия;

z_{i черн.}– число одновременно работающих черновых зубьев, шт. (формула (16));

z_{i чист.} – число одновременно работающих чистовых зубьев, шт. (формула (17));

б) для групповой схемы резания:

. (81)

Суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании для круглой части протяжки для черновых и чистовых зубьев:

а) для одинарной схемы резания:

1) для 1 и 2 типов протяжек определяется по формуле:

– для черновых круглых зубьев

, (82)

где d_{кр.черн.пос.}– последний диаметр чернового зуба, мм

; (83)

– для чистовых круглых зубьев

, (84)

где d_{кр.чист.пос.}– последний диаметр чистового зуба, мм:

; (85)

2) для 3,4 и 5 типов протяжек определяется по формуле:

– для черновых круглых зубьев

; (86)

– для чистовых круглых зубьев

; (87)

б) для групповой схемы резания:

1) для 1 и 2 типов протяжек определяется по формуле

; (88)

2) для 3,4 и 5 типов протяжек определяется по формуле

; (89)

В итоге получится четыре значения усилий резания (Н), рассчитанных по формуле (78)

, (90)

, (91)

, (92)

. (93)

Выбираем из четырех значений усилий резания, рассчитанных по формулам (90 – 93), максимальное усилие протягивания (P_max) и подставляем в формулу (77).

Величина максимального усилия должна удовлетворять условию

, (94)

где P_ст – тяговое усилие станка, Н (таблица А.8, приложение А), мм.

Выбирается модель станка с тяговым усилием, удовлетворяющим этому условию.

На данном этапе по условиям (75) и (94) окончательно определяется модель протяжного станка.

1.21.2 Определение минимальной площади поперечного сечения протяжки:

Разрыв протяжки при протягивании происходит по первой стружечной канавке и по хвостовику.

Площадь поперечного сечения первой стружечной канавки , мм² определяется по формуле

. (95)

Площадь поперечного сечения хвостовика , мм² определяется по таблице А.9 (приложение А):

Из полученных значений площади поперечного сечения выбираем минимальное значение площади поперечного сечения (F_min) и подставляем в формулу (77).

1.21.3 Мероприятия по выполнению условий по прочности

При неудовлетворении условия (77):

1) уменьшают максимальное усилие протягивания (P_max) за счет:

– перехода на больший шаг ( t_черн., t_чист.) в пределах заданного диапазона, при этом уменьшается число одновременно работающих зубьев (z_{i черн.(чист.)});

– снижения величины подачи на зуб (S_{z черн.},S_{z чист.}) в пределах заданного диапазона;

2) увеличивают минимальную площадь поперечного сечения (F_min) за счет применения стружечных канавок удлиненной формы, при этом уменьшается глубина канавки (h_o), но не меньше h_о.min (h_о.≥h_о.min);

3) увеличивают допустимое напряжение ([σ]) в материале хвостовой части протяжки, используя цельную конструкцию протяжки вместо сварной конструкции (если опасное сечение по хвостовой части);

4) изменяют схему резания (одинарную заменяют групповой);

5) увеличивают число зубьев m в секции при групповой схеме резания.

Для уменьшения величины допустимого напряжения в материале протяжки [σ] предложенные мероприятия, выполняются либо раздельно, либо одновременно.