МЕТОДИКА РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ ПЛОСКОЙ ШПОНОЧНОЙ ПРОТЯЖКИ.

 

Литература: 1. Руководство по курсовому проектированию металлорежущих инструментов. / Под ред. Г.Н. Кирсанова. – М. : Машиностроение, 1986

2. Фельдштейн Е.Э. Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. – Мн. : ДизайнПРО, 2002.

3. Справочник инструментальщика. / Под ред. И.А. Ординарцева. – Л. : Машиностроение, 1987

4. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985.

 

1.Исходные данные для проектирования.

2. Выбор материала режущей части. Таблица 2 [4, с.116].

Для изготовления режущей части протяжки рекомендуется использовать быстрорежущую сталь Р6М5.

3.Определение припуска на протягивание.

Припуск на протягивание, а, следовательно и суммарный подъем зубьев будет складываться из глубины канавки h0 и стрелки f0 дуги, соответствующей ширине протягиваемой канавки b. [2, с.178]

 

 

Рисунок 8 - Поперечное сечение протяжки с направляющей частью.

 

где h – расстояние от края отверстия до дна канавки, мм;

D – диаметр отверстия, мм;

f0 – стрелка дуги, мм:

Из рисунка видно, что первые зубья работают не всей шириной режущих кромок, пока не углубятся в металл на величину стрелки.

 

4. Параметры зубьев и стружечных канавок.

Ширину тела протяжки В определяют по зависимости

В=b+(2..6)

Высота зубчатой части

где h0 – глубина стружечных канавок, мм

Стружечные канавки для шпоночных протяжек делают с прямолинейной спинкой зуба. (См. рисунок 9 )

 

Ориентировочно подачи на зуб распределяются следующим образом. (Таблица 5.4. [5, с.139])

 

Таблица 29 - Подачи на зуб протяжек одинарной схемы резания.

 

3. Определение профиля, размеров зубьев и стружечных канавок

Рисунок 9 - Форма зубьев и стружечных канавок. а) двухрадиусная канавка;

б) канавка с плоской спинкой и радиусной передней поверхностью зуба;

в) удлиненная канавка с закругленными спинкой и передней поверхностью зуба и с прямолинейным участком по дну канавки.

 

Размеры стружечных канавок можно определить из соотношений:

где t – шаг зубьев, мм

где L – длина обрабатываемой поверхности, мм.

Округлим по таблице 30 (Таблица 5.6 [5, с.142]) до ближайшего значения из установленного ряда и определим шаг стружечных канавок

Таблица 30

Расстояние от края главных режущих кромок до первой канавки должно быть не менее 2..2,5 мм, т.к. при меньших значениях будет ослабленный участок режущей кромки и он быстро износится.

 

5. Определение подъема на зуб на сторону Sz, мм. Принимаем подачу по таблице 29. (Таблица 5.4. [2, с.139])

6. Шаг и объем стружечных канавок. [2, с.144]

Шаг и размеры стружечных канавок во многом зависят от объема срезаемого слоя и возможности размещения стружки. Так как виток стружки занимает большее пространство, чем объем срезаемого слоя металла, то объем активной части канавки Fа должен быть всегда больше объема слоя металла, который превращается в стружку Fс.

Стальная стружка располагается в наиболее глубокой части канавки, которая примыкает к передней грани зуба и имеет в сечении форму круга с диаметром, равным глубине канавки h0. Тогда

.

Зная kmin можно решить и обратную задачу, т.е. определить размеры стружечных канавок.

 

7. Размеры режущих зубьев и допустимые на них отклонения. [2, с.145].

Форма и размеры первого зуба, не производящего резания, принимают конструктивно из технологических соображений. Высота первого зуба определена ранее. Каждый последующий зуб больше предыдущего на величину подачи на зуб (определяется при расчете режимов резания). Размер последнего зуба соответствует полной высоте протягиваемого паза, т.е h0i=h0+t.

Определим размеры и количество зубьев протяжки.

 

№ зуба Размер зуба № зуба Размер зуба № зуба Размер зуба
     
     
 

Допустимые отклонения на режущие зубья протяжки принимаем по таблице 21 (Таблица 5.8 [2, с.146]).

 

Таблица 31 - Наибольшие допустимые отклонения для режущих зубьев

 

 

6. Количество режущих зубьев и длина режущей части протяжки. [2, с.147]

Где tn – глубина шпоночного паза, мм

Длина режущей части протяжки определяется расстоянием от вершины первого режущего до первого калибрующего зубьев.

7. Передние и задние углы.

Передний угол γ = 150±1030/. Принимаем по таблице 22 (Таблица 5.9 [2, с.147]), по рекомендациям, передний угол не должен превышать значения 150, так как ввиду одностороннего расположения сил резания, при больших значениях может происходить самозатягивание протяжки в обрабатываемый материал, что приведет к разрыву.

 

Таблица 32 - Передние углы режущих зубьев протяжек.

 

Обрабатываемый материал
Стали углеродистые (10, 15, 20, 25, 30) и малоуглеродистые и легированные (15Х, 20Х, 30Х, 25Н, 30Н, 20ХН, 30ХН3 и т.п)
Стали углеродистые (40, 45, 50) и легированные (40Х, 45Х, 40ХН, 50ХН и т.п), ковкий чугун
Стали углеродистые и легированные инструментальные, быстрорежущие, чугуны с НВ < 150.
Чугуны с НВ > 150.

 

Задний угол α= ±30/, принимаем по таблице 23 (Таблица 5.10 [2, с.148]).

 

Таблица 33 - Задние углы режущих зубьев протяжек.

 

Тип и назначение протяжек
Круглые, шлицевые, многогранные протяжки для отверстий 7, 8 квалитета точности 2…3
Круглые, шлицевые, многогранные протяжки для отверстий 11, 12 квалитета точности 3…4
Шпоночные, плоские протяжки 3….7
Наружные протяжки

 

На калибрующих зубьях угол α не превышает 0030/…1030/. Для сохранения размеров протяжки после переточки на калибрующих зубьях протяжки делают круглошлифованные ленточки с α=00 и шириной до 0,2 мм на первом зубе с постепенным увеличением ее до 0,8 мм на последнем зубе.

 

8. Стрпужкоразделительные канавки. [2, с.149]

Деление стружки по ширине облегчает свертывание ее в виток, что требует для ее размещения меньшего объема стружечной канавки, способствует свободному удалению стружки из межзубных канавок после их выхода с обрабатываемой поверхности детали и обеспечивает огибание образующейся стружки от боковых сторон протягиваемых пазов.

 

Рисунок 10 - Расположение (а) и размеры (б) стружкоразделительных канавок профильных протяжек.

 

Количество канавок и их размеры принимаем по таблице 24 (Таблица 5.11 [2, с. 151] )

 

Таблица 34 - Количество и размеры стружкоразделитеольных канавок для круглых протяжек.

 

 

10. Силы резания при протягивании. [2, с.151]

Силы резания при протягивании переменные. Для выбора мощности протяжного станка и проверки протяжки на разрыв, определяют максимальную силу, возникающую в процессе протягивания.

Где - поправочный коэффициент, зависящий от вида материала протягивания. Таблица (Таблица 5.13 [2, с.153])

Таблица 35 - Значение Ср и х в формулах сил протягивания

 

 

Таблица 36 - Поправочные коэффициенты на силы протягивания

 

- число одновременно работающих зубьев.

- поправочный коэффициент на силы протягивания, зависящий от угла . Так как =100, то =1,0.

- поправочный коэффициент на силы протягивания, зависящий от степени затупления протяжки. Принимаем новую протяжку, значит =1.

- поправочный коэффициент на силы протягивания, зависящий от вида используемой СОЖ. =1,0, т.к. СОЖ – масло.

 

11. Проверочные расчеты протяжек.[2, с.154]

Условие прочности ведется по наибольшей величине силы Pmax протягивания, приходящейся на минимальную площадь Fmin поперечного сечения протяжки, которая принимается по первой стружечной канавке.

Где σ – расчетные напряжения при деформации растяжения;

[σ] – допустимое напряжение в материале протяжки. [σ]=300…350 МПа. Принимаем из практических рекомендаций [2, с.155].

Fmin – минимальная площадь сечения протяжки, принимаемая по дну первой стружечной канавки:

12. Калибрующая часть протяжки. [2, с.155]

Поперечные размеры и форма калибрующих зубьев выполняется такими же как и у последнего режущего зуба, что соответствует размерам и форме окончательно обработанной поверхности.

Количество калибрующих зубьев принимаем по таблице (Таблиц) 5.15 [2, с.156]

Шаг калибрующих зубьев принимаем равным шагу режущих зубьев

Длина калибрующей части

Допуск на длину калибрующей части составляет ±1мм.

 

13. Направляющие части протяжки.

Высота сечения протяжки по первому зубу должна удовлетворять условию: , которое вытекает из условия прочности при растяжении протяжки силой Р, действующей на площадь поперечного сечения тела и режущего выступа в той его части, которая лежит ниже дна стружечной канавки.

Необходимо стремиться, чтобы высота тела протяжки была не меньше его толщины В.

 

В целях уменьшения трения на боковых сторонах зубьев делают поднутрение под углом φ1=1..1,50. Поднутрение начинается не от самой вершины зуба, а на расстоянии от нее fв=0,7..1,0 мм. Уголки вершин зубьев закругляют дугой радиусом 0,25..0,3 мм.

Задняя направляющая часть не делается, так как на выходе протяжки из обрабатываемой детали она поддерживается направляющей оправкой.

Длина передней направляющей части протяжки должна быть не менее длины протягиваемого паза и составляет расстояние от конца переходного конуса до первого зуба режущей части протяжки.

Длина протяжки до первого зуба рассчитывается в зависимости от принимаемого патрона для крепления протяжки. [2, с.181] Для быстродействующего патрона с автоматическим управлением:

Где - длина хвостовика. Определяется по ГОСТ 4043-70.

- длина входа патрона в отверстие станка, мм. =0..15 мм;

- толщина опорной плиты стола протяжного станка, мм;

-длина выступающей части фланца направляющей оправки;

- длина выступающей части опорного кольца, мм;

- длина посадочной части оправки, мм; =95мм

 

Определяем общую длину протяжки:

Выполняем рабочий чертеж спроектированного инструмента и назначаем технические требования.