РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОТЯЖКИ

Задание:

Рассчитать и сконструировать круглую протяжку переменного резания для обработки цилиндрического отверстия диаметром D в заготовке из стали У10А твердостью 202-239 НВ, длиной l_и. Диаметр отверстия до протягивания D₀. Параметр шероховатости протянутой поверхности R_а = 2 мкм.

D = 30Н8 мм;

D₀ = 28,9 мм;

l_и = 50 мм;

Модель станка 7523.

Тяговая сила станка P_c = 102 кН;

Наибольший рабочий ход ползуна l_рх = 1250 мм

Решение:

4.1 Материал протяжки принимаем Р18.

4.2 Принимаем схему резания: профильное групповое протягивание.

4.3 Припуск на диаметр под протягивание:

A = D – D₀  = 30 – 28,9 = 1,1 мм.

4.4 Подъем на зуб на сторону S_z.

Принимаем S_z = 0,03 мм по табл. 105 ([5], стр.275).

4.5 Коэффициент заполнения стружечной канавки k = 3.

Причем:

 ,                             ([5], стр.275)

F_k – площадь сечения канавки, мм²;

F_с – площадь сечения среза металла, снимаемого одним зубом, мм²;

.

По табл. 106 ([5], стр.276) для ближайшего большего значения

F_k = 5,8 мм², при прямолинейной форме стружечной канавки зуба принимаем:

шаг протяжки: t = 7 мм;

глубина канавки: h = 2,3 мм;

длина задней поверхности: b = 3 мм;

радиус закругления канавки: r = 1,25 мм.

Шаг калибрующих зубьев:

t_к = 0,8 ∙ t = 0,8 ∙ 7 = 5,6 мм.

4.6 Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев:

γ = 15˚; α = 3˚; α_к = 1˚.

Число стружкоразделительных канавок принимаем n = 12 (табл. 108, [5], стр.278).

4.7 Максимально число одновременно работающих зубьев:

,             ([5], стр. 276) 

4.8 Определяем размеры режущих зубьев.

Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части:

D_з = D₀ – 0,08 = 28,9 – 0,08 = 28,82 мм.

4.9 Диаметр калибрующих зубьев:

,

4.10 Число режущих зубьев:

,

Принимаем число режущих зубьев 22.

4.11 Число калибрующих зубьев принимаем z_k =7.

Диаметры зубьев протяжки:

4.12 Длина протяжки от торца хвостовика до первого зуба:

l₀ = l_в + l₃ + l_c + l_п + l_н ,                      ([5], стр. 279)

l_в = 120 мм – длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкции патрона;

l₃ = 15 мм – зазор между патроном и стенкой опорной плиты станка;

l_c = 65 мм – толщина стенки опорной плиты протяжного станка;

l_н = 50 мм – длина передней направляющей.

l₀ = 120 + 15 + 65 + 30 + 50 = 280 мм.

Длину хвостовика проверяем с учетом длины протягиваемой заготовки:

l₀ ≥ L_c. L_c = 220 + h`, где h` = l_и = 50 мм. Отсюда: L_c = 270 мм, условие выполняется.

4.13 Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки.

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

d₁ = 22e8; d₂ = 17c11; d₄ = 22-1=21 мм; с = 0,5 мм; l₁ = 140; l₂ = 25 мм; l₄ = 16 мм; l₅ = 20 мм; r₁ = 0,3 мм; r₂ = 1 мм; α = 30˚; диаметр передней направляющей d₅  принимаем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением e8: d₅ = 28e8; длину переходного конуса конструктивно принимаем l_к = 65 мм; длину передней направляющей до первого зуба: l_н = l_и + 25 = 75 мм.

Таким образом, полная длина хвостовика:

l₀ =  l₁ + l_к + l_н = 140 + 65 + 75 = 280 мм.

4.14 Определяем общую длину протяжки:

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

l₀ = 280 мм;

l_р – длина режущих зубьев: l_p = t ∙ z_p = 7 ∙ 19 = 133 мм.

l_к – длина калибрующих зубьев: l_к = t_k ∙ z_k = 5,6 ∙ 7 = 39,2 ≈ 40 мм.

l₃ – длина задней направляющей, l₃ = 25 мм.

L₀ = 280 + 133 + 25 + 40 = 478 мм.

4.15 Максимально допустимая главная составляющая силы резания:

, ([5], стр. 282)

С_р = 700; х = 0,85; поправочные коэффициенты: К_γ = 1;  К_с = 1;  

К_и = 1.

,

Проверка: Р_{z max} ≤ Р_с.

4.16 Проверяем конструкцию протяжки на прочность

Рассчитаем конструкцию на разрыв во впадине первого зуба:

,                            ([5], стр. 282)

где площадь опасного сечения во впадине первого зуба:

,

σ – напряжение в опасном сечении:

,

Напряжение в опасном сечении не должно превышать допустимого напряжения:

[σ] = 300 МПа; σ ≤ [σ].

Рассчитаем хвостовик на смятие:

,                             ([5], стр. 283)

F₁ – опорная площадь замка;

,

,

Напряжение при смятие не должно превышать допустимого напряжения:

[σ_см] = 600 МПа; σ_см ≤ [σ_см].

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

4.18 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.