Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство высшего и среднего специального образования
Р С Ф С Р
«Ленинградский металлический завод»
_____________________________________________________________
Кафедра резания, станков и инструментов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРОТЯЖКИ
С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ
Методические указания по курсовому проектированию
для студентов специальности 0501
Ленинград 1987
Проектирование цилиндрической протяжки с применением ЭВМ. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты» и слушателей ФПК.
Содержат методику проектирования цилиндрической протяжки на базе системы автоматизированного проектирования режущего инструмента (САПР РИ).
Приведены конструкции протяжек, их конструктивные особенности, технические условия на изготовление протяжек, программа для расчета протяжки на ЭВМ СМ-4.
Составители: канд. техн.наук доц. А.Я. Братчиков,
асс. В.В. Звоновских
Методические указания утверждены на заседании кафедры
Рецензенты: канд. техн. наук начальник конструкторско-
исследовательской лаборатории Сестрорецкого
инструментального завода им. Воскова
А.В. Колядин;
канд. техн.наук доц. Ю.М.Зубарев
Редактор И.М.Савенок
Бумага тип № 3. Печать офсетная. Усл. печ. л.2,12.
Уч.-изд. л. 2,12 Тираж 150 экз. Заказ 110. Бесплатно
Издание завода-втуза при производственном объединении турбостроения
«Ленинградский металлический завод»
195103, Ленинград. Полюстровскийпр., 14.
Цель работы – выработку навыков у студентов в проектировании цилиндрических протяжек.
Протягивание – один изнаиболее высокопроизводительных процессов обработки резанием. Это объясняется тем, что в работе одновременно находятся несколько зубьев с большой суммарной длиной режущих кромок.
Протяжки применяют в крупносерийном и массовом производстве, используя ихна протяжных станках.
Протягивание обеспечивает высокую точность обработки (7-8 квалитеты) и низкий уровень шероховатости поверхности Ra = 0,63-2,5 мкм.
При обработке отверстий протягивание с успехом заменяет зенкерование и развертывание, а также чистовое растачивание.
Протяжка является сложным и довольно дорогостоящим инструментом, который специализирован для обработки одной или группы деталей.
Для отдельных видов поверхностей, таких как эвольвентные, шлицевые, винтовые отверстия, протягивание является единственным методом их формообразования.
Протягивание производится, как правило, при сравнительно низких скоростях резания (3-8 м/мин), получаемых в результате поступательного или вращательного движения протяжки. Исключение составляет протягивание деталей типа тел вращения, когда скорость вращения деталей равна 25-35 м/мин.
При протягивании движения подачи как такового нет, так как у протяжки каждый последующий зуб имеет превышение по высоте (подъем на зуб) и ширине относительно предыдущего.
Протяжки подразделяются на внутренние и наружные, а по конструкции бывают цельные и сборные.
Из всех разновидностей чаще всего применяют протяжки для обработки круглых поверхностей.
1.1 Исходные данные. Чертеж детали, марка материала заготовки, твердость HB, предел прочности на растяжение в , диаметр отверстия после протягивания D, длина протягиваемого отверстия L0 и шероховатость обрабатываемой поверхности.
1.2. Определение припуска под операцию протягивания. Припуск А на диаметр отверстия определяется в зависимости от диаметра и длины протягиваемого отверстия, а также требований к шероховатости обработанной поверхности по табл. 1.
Припуски на диаметр для круглых отверстий, мм
|
Длина протя- гиваемого отверстия L0 |
Обработка протягиваемого отверстия Ra = 2,5-1,25 |
Обработка протягиваемого отверстия Ra = 0,63-0,32 |
||||||||
|
Диаметр D протягиваемого отверстия |
||||||||||
|
от 10 до 18 |
от 18 до 30 |
от 30 до 50 |
от 50 до 80 |
от 80 до 100 |
от 10 до 18 |
от 18 до 30 |
от 30 до 50 |
от50 до80 |
то 80 до 100 |
|
|
от 6 до 10 св 10 до 18 св 18 до 30 св 30 до 50 св 50 до 80 св 80 до 120 св 120 до 180 св 180 |
0,4 0,5 0,6 0,8 - - - - |
0,5 0,5 0,6 0,8 0,8 1,0 - - |
- 0,6 0,8 0,8 1,0 1,0 1,2 1,2 |
- - 1,0 1,0 1,2 1,2 1,4 1,4 |
- - - 1,2 1,2 1,4 1,4 1,6 |
0,2 0,3 0,4 0,5 - - - - |
0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 - - |
- 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 |
- - 0,5 0,6 0,7 0,7 0,8 0,8 |
- - - 0,7 0,7 0,7 0,8 1,0 |
1.3 Диаметр сверла Dсв для обработки отверстия под протягивание составит Dсв = D –A, где D – номинальный диаметр отверстия после протягивания. Припуск на сторону А1 составит 0,5 А.
1.4. Определение подачи Sz на зуб у режущих зубьев протяжки производится в зависимости от марки материала заготовки по табл. 2. Тогда диаметральный подъем на режущий зуб протяжки составит
Т а б л и ц а 2
|
Обрабатываемый материал |
Предел прочности, МПа |
Определение подачиSz |
|
Сталь углеродистая и малолегированная |
500 < 500-700 > 750 |
0,015-0,020 0,025-0,030 0,010-0,025 |
|
Сталь высоколегированная |
800< >800 |
0,025-0,030 0,010-0,025 |
|
Чугун НВ < 160 НВ > 160 |
- - |
0,030-0,100 0,025-0,030 |
|
Цветные металлы и сплавы |
- |
0,020-0,120 |
1.5 . Суммарный подъем на зачищающие (чистовые) зубья определяется в зависимости от точности и шероховатости протягиваемой поверхности и находится, как правило, в пределах величины подъема на режущий зуб (0,03-0,30 мм).
Число зачищающих Zз (чистовая) зубьев протяжки также определяется точностью и шероховатостью протягиваемого отверстия и принимается в пределах от 2 до 5. Чем выше требования к точности и шероховатости обрабатываемого отверстия, тем больше число зачищающих зубьев следует назначить.
Например, при точности отверстия по 7-8 квалитету и шероховатости поверхности Ra = 2,5 мкм принимают Zb = 3 и = 0,035 мм.
При этом можно рекомендовать следующие значения подач на зуб:
= 0,015 мм; мм; мм.
Подачу на зуб менее 0,01 мм применять не рекомендуется, так как при снятии тонких стружек требуется доводка режущих лезвий и чистая их перезаточка.
1.6. Расчетная глубина hp впадины зубьев протяжки определяются по формуле
,
где к – коэффициент заполнения стружечной канавки выбирается в зависимости от марки обрабатываемого материала по табл. 3.
Коэффициент заполнения стружечных канавок
для круглых протяжек
|
Подача на зуб Sz , мм |
Обрабатываемый материал |
||||
|
Сталь, МПа |
Чугун, бронза, свинцо- вистая латунь |
Медь, латунь, алюминий, баббит |
|||
|
до 400 |
от 400 до 700 |
свыше 700 |
|||
|
До 0,030 Свыше 0,030 до 0,07 Свыше 0,07 до 0,10 |
3,0 4,0 4,5 |
2,5 3,0 3,5 |
3,0 3,5 4,0 |
2,5 2,5 2,0 |
2,5 3,0 3,5 |
1.7.Расчетный шаг режущих зубьев определяется по формуле
.
1.8. Форма и размеры стружечной канавки в осевом сечении. Форма стружечной канавки зависит от обрабатываемого материала и определяется по табл. 4.
Активная площадь Fa стружечных канавок первой и второй форм (обрабатываемые материалы – легированная сталь, конструкционная сталь, твердый чугун) определяется по формуле
.
Для канавок третьей формы (обрабатываемые материалы – серый чугун и другие хрупкие материалы) Fa определяется по формуле
где С – длина канавки (табл. 4).
Величина С определяется по формуле
.
Формы и размеры стружечных канавок протяжек в осевом сечении
|
Группа обрабатываемого материала (ГОМ) |
Форма канавки |
||
|
1. Легированная сталь |
|||
|
2. Сталь, твердый чугун |
|||
|
3. Серый чугун и хрупкие материалы |
*) k – коэффициент
Fa – активная площадь стружечной канавки
Fc – площадь стружки
Размеры стружечных канавок назначаются в зависимости от величины Fa по табл. 5.
Размеры зубьев и впадин протяжки, мм
|
Площадь сечения впадины Fa, мм2 |
Шаг Р |
Глубина впадины h |
Длина задней грани g |
Радиус дна впадины R |
|
3,8 5,8 7,0 12,5 19,3 27,9 38,0 49,6 62,7 78,0 |
6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 |
2,0 2,3 2,7 3,6 4,5 5,4 6,3 7,2 8,0 9,0 |
2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 |
1,0 1,25 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 |
Примечание: при расчетном значении Fa , полученном в промежутке между интервалами
следует принимать большее табличное значение интервала (например при
расчетном Fa = 6,2 мм2 следует назначить табличное Fa = 7,0 мм2).
Т а б л и ц а 6
Профиль режущих и зачищающих Профиль калибрующих
зубьев зубьев
Материал заготовки |
Передний угол |
|
|
Сталь углеродистая и малолегированная Сталь высоколегированная Чугун НВ 150 НВ 150 Цветные металлы и сплавы |
20 15 10 5 25 |
|
|
Материал заготовки |
Дополнительный передний угол калибрирующих зубьев |
|
|
Сталь |
5 |
|
|
Чугун НВ 150 НВ 150 |
-5 5 |
|
|
Бронза |
-10 |
|
|
Требуемая точность протягиваемого отверстия |
Задний угол |
|
|
6-7 – квалитеты 8-10 – квалитеты 11 квалитет и грубее |
20 - 30 30 - 40 |
Значение заднего угла на калибрирующих зубьях
Значение допуска на угол
Размеры стружечных канавок далее уточняются при расчетах одновременно работающих зубьев, усилия протягивания, проверке протяжки на прочность и др.
1.9.Определение геометрических параметров зубьев протяжки.
Передний угол режущих зубьев протяжки назначается исходя из марки обрабатываемого материала по табл. 6. На калибрирующих зубьях протяжки передний угол несколько уменьшается за счет введения дополнительного переднего угла на фаске f (табл. 6). Уменьшение переднего угла способствует снижению размерного износа зубьев протяжки.
Значения задних углов определяется точностью протягиваемого отверстия (табл. 6).
1.10. Максимальное число одновременно работающих зубьев протяжки определяют по формуле
должно находиться в пределах от 3 до 8. В полученном нецелом значении дробная часть отбрасывается.
1.11. Наибольшее усилие протягивания (1)
где Ср – коэффициент и показатель степени х зависят от физико-механических свойств обрабатываемого материала (табл. 7);
, Ku , Kc – поправочные коэффициенты, зависящие соответственно от значения переднего угла , износа протяжки и наличия и марки СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость), определяется по табл.8
Постоянная Ср и показатель степени Х *)
|
Обрабатываемый материал |
Коэффициент Ср |
Показатель степени х |
||
|
Наименование |
твердость, НВ |
Предел прочности , Мпа |
||
|
Сталь углеродистая конструкционная |
7000 7620 8420 |
0,85 |
||
|
Сталь легированная конструкционная |
7620 8420 10000 |
0,85 |
||
|
Чугун |
- - |
3000 3540 |
0,73 |
|
|
Цветные металлы и сплавы |
- |
- |
1500 |
0,73 |
*) См. формулу (1).
Т а б л и ц а 8
Поправочные коэффициенты Кγ , Кu , Kc
на силу протягивания Pzmax
|
Передний угол γ , град |
Степень затуп- ления зуба *) |
СОЖ |
|||||||
|
5 |
10 |
15 |
20 |
Остр. |
Затупл. |
СФ |
ЭМ |
РМ |
БС**) |
|
Кγ |
Кu |
Kc |
|||||||
|
Сталь |
|||||||||
|
1,13 |
1,0 |
0,93 |
0,85 |
1,0 |
1,15 |
1,0 |
1,0 |
0,9 |
1,34 |
|
Чугун |
|||||||||
|
1,1 |
1,0 |
0,95 |
- |
1,0 |
1,10 |
- |
0,9 |
- |
1,0 |
*) Затупление по задней грани протяжки принимать 0,3 мм.
**) СФ – сульфофрезол, ЭМ – 10% - я эмульсия, РМ – растительное масло,
БС – без смазки.
По наибольшему усилию протягивания назначается модель протяжного станка в соответствии с его паспортными данными (табл. 9).
Посадочные места горизонтально-протяжных станков, мм
|
Параметры |
Модели станков |
||
|
7505 |
7А510 |
7А520 |
|
|
Тяговое усилие Q, Hg наибольшее наименьшее |
5·104 4·104 |
10·104 8·104 |
20·104 16·104 |
|
d – диаметр отверстия под планшайбу d1 – диаметр отверстия под рабочий патрон d2 –диаметр отверстия в кронштейне вспомогательных салазок |
140 40 40 |
160 65 50 |
200 65 50 |
|
Н1 – высота выступающей части станка Н2 – толщина опорной части станка |
30 60 |
30 70 |
40 80 |
|
L – ход ползуна: наименьший наибольший |
166 1166 |
200 1450 |
240 1840 |
|
L3 = 5-10 мм – зазор между патроном и опорной стенкой станка |
1.12. Определение размеров хвостовика. Размеры хвостовика (табл. 10) выбираются с таким расчетом, чтобы при вводе его через отверстие в заготовке остался зазор на сторону, равный 2-2,5 мм.
1.13. Диаметр dn передней направляющей части протяжки (рис.1) определяется по формуле:
dn = D – A
Допуск на диаметр dn назначается по посадке f7.
1.14. Проверка протяжки на прочность. При конструировании протяжки производится поверочный расчет на растяжение и на смятие.
Расчет на растяжение производится по наиболее ослабленном сечениям протяжки: сечению, проходящему по канавке первого режущего зуба, и наименьшему сечению хвостовой части протяжки.
Значение растягивающих напряжений по канавке первого режущего зуба определяется по формуле
где Fкр1 – площадь сечения, проходящего по канавке первого режущего зуба.
где dкр1 – диаметр по канавке первого режущего зуба dкр1=dp1-2h (рис. 2).
для быстродействующих патронов, мм
|
Диаметр хвостовика dx |
Диаметр шейки dш |
Длина замка хвостовика a |
Длина шейки в |
Фаска f |
Длина хвостовика lx |
Наименьшее поперечное сечение Fш,мм2 |
|
16 18 20 22 25 28 32 36 42 50 62 |
11 13 15 17 19 22 25 29 33 38 50 |
28 28 28 28 28 32 32 32 32 32 38 |
15 15 15 15 15 20 20 20 20 20 25 |
5 5 5 5 5 8 8 8 8 8 12 |
115 115 115 115 115 125 125 125 125 125 125 |
95,0 132,7 176,7 227,0 283,5 380,1 460,9 660,5 655,3 1134,1 1969,5 |
Диаметр dp1 первого режущего зуба определяется по формуле
dh1=Dсв + Sя
где Sz = (0,3-0,5) Sz – уменьшенная подача на первый режущий зуб, назначаемая с таким расчетом, чтобы он не был перегружен при наличии больших отклонений в диаметре отверстия заготовки.
Расчет наибольших растягивающих напряжений в
минимальном сечении хвостовика производится
аналогичным образом.
Рис. 2. Определение
диаметра dкр1
Расчет хвостовика на смятие производится применительно к опорной поверхности замка протяжки (рис.3)
Значение напряжений смятия определяется по формуле
где Fз - площадь опорной поверхности замка
хвостовика протяжки Рис.3. Определение
площади поверхности
замка хвостовика протяжки
Марку материала протяжки назначают исходя из марки обрабатываемого матери-ала по табл.II. Хвостовики протяжек обычно изготавливают из конструкционных сталей. Если наибольшие напряжения смятия превышают допустимые значения для конструкционных сталей (табл.12), протяжку изготавливают целиком из инструмен-тальной стали.
I.I5. Определение размеров калибрующих зубьев протяжки. Диаметр калибрующих зубьев определяется от физико-механических свойств обрабатываемого материала (рис.4) по формуле.
dk = (Dmsx ) - ITk
где Dmax - максимальный диаметр обрабатываемого отверстия; - значение остаточной деформации отверстия (рис.4); ITk – допуск на неточность изготовления калибрующих зубьев и последних двух зачищающих зубьев.
Т а б л и ц а 11
Инструментальные материалы для изготовления
круглых протяжек
|
Обрабатываемый материал |
Материал протяжки |
|
Углеродистая и легированная конструкционная сталь НВ 240…250 Чугун НВ 220 |
Р6М5; 9ХВГ ХВГ; ХГ |
|
Легированная конструкционная сталь НВ 240…302 Чугун 220 |
Р6М5; ХВГ |
|
Легированная конструкционная сталь в термообработанном состоянии НВ 300 Нержавеющая сталь |
Р18; Р6М5 |
|
Жаропрочные стали и сплавы |
Р18; Р9Ф5 |
|
Титановые сплавы |
Р18, Р9Ф5, Р9КI0, Р9К5, ВК8, ВК6М |
Примечание. Хвостовики изготавливают из стали 40Х, HRC 40-45
Значения допускаемых напряжений, МПа
|
Марка стали |
Допустимое напряжение |
|
|
На растяжение |
На смятие |
|
|
Р18, Р6М5 ХВГ 40Х |
350-400 250-300 250 |
500-600 400-450 200 |
Во всех случаях величина допуска на неточность изготовления должна быть в пределах
При обработке отверстий с большими допусками (I0 квалитет и грубее) определяется диаметр калибрующих зубьев
Рис.4 Схема работы и размеры калибрующих зубьев.
Примечание. – величина разбивания отверстия при обработке
цветных металлов и сплавов, где L0 - длина отверстия, мм;
- величина усадки отверстия при
обработке деталей типа втулок, вкладышей из углеродистых сталей;
- то же – из легированных сталей,
где D – диаметр протягиваемого отверстия, мм;
T – толщина стенки отверстия, мм.
Допуск ITk на изготовление калибрующих зубьев протяжки определяется по формуле
где ITD - допуск на отверстие после протягивания.
Затем ITk уточняется по табл.13.
1.16. Профиль и число калибрующих зубьев. Шаг калибрующих зубьев протяжки принимается Число калибрующих зубьев
где - - наибольшая величина стачивания зуба при переточках; - задний угол на калибрующих зубьях (см.табл.6); - диаметральный подъем на последний зачищающий зуб.
Величину цилиндрической фаски необходимо увеличить от первого к последнему калибрующему зубу на величину 0,1 мм, т.е. f1=0,1 мм, f2=0,2 мм, f3=0,3 мм и т.д. При этом наибольшая величина фаски не должна превышать 0,4 мм
Допуски для зачищающих и калибрующих зубьев IT, мкм
|
Номинальные диаметры протяжек, мм |
Протяжки, предназначенные для обработки отверстия |
||
|
Н7 |
Н8 |
Н9 |
|
|
До 18 Св.18 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 60 Св. 80 до 120 Св.120 до 160 |
5 5 8 8 10 10 |
8 8 10 10 16 16 |
10 10 10 16 20 20 |
|
Номинальные диаметры протяжек, мм |
Подача на зуб Sz, мм |
||
|
До 0,08 |
Св. 0,08 до 0,16 |
Св. 0,16 |
|
|
До 15 |
10 |
15 |
|
|
Св. 15 до 120 |
15 |
20 |
20 |
|
Св. 120 до 160 |
20 |
1.17 Число режущих зубьев определяется по формуле
где A1 - припуск на сторону; - суммарный подъем на зачищающие зубья; SZ - подача на режущий зуб.
Число режущих зубьев уточняется при составлении таблицы размеров зубьев. Диаметр первого зуба найден ранее (см. рис.1), диаметр каждого последующего зуба увеличивается на величину 2SZ.
Наибольшее отклонение для размеров режущих зубьев назначается по табл. 14.
Учитывая, что диаметральный суммарный подъем на зачищающие зубья составляет , получим размер первого калибрующего зуба по формуле
где - диаметральный суммарный подъем на режущие зубья.
Значение необходимо сопоставить со значением расчетной величины калибрующего зуба, найденной ранее (см.п.1.15). В случае их несоответствия необходимо увеличить или уменьшить .
1.18. Число и размеры стружкоразделительных канавок для режущих зубьев. Параметры канавок nk , Sk , hk , Rk определяют по табл.15.
1.19. Определение общей длины протяжки (см.рис.1)
Расстояние l от переднего торца протяжки до первого режущего зуба определяется как
l = l1 + l2 + lпш + l4 ,
где l1 - длина хвостовика; l2 -длина переходного конуса; lпш - длина переходной шейки; l4 - длина передней направляющей.
Длина lпш переходной шейки протяжки
lпш = l – (l1 + l2 + l4).
Длина l2 переходного конуса назначается конструктивно от 5 до 20мм, таким образом, чтобы угол конуса составлял 15-200.
Т а б л и ц а 15
Число и размеры стружкоделительных канавок
для круглых протяжек
|
Диаметр протяжки, мм |
Количество канавок, nk |
Размеры канавок, мм |
||
|
ширина канавки, Sk |
глубина канавки, hk |
радиус дна канавки, R |
||
|
От 20до 25 Св. 25 до 30 Св. 30 до 35 Св. 35 до 40 Св. 40 до 45 Св. 45 до 50 Св. 50 до 55 Св. 55 до 60 Св. 60 до 65 |
12 14 16 18 20 22 24 28 30 |
0,8-1 0,8-1 0,8-1 0,8-1 0,8-1 0,8-1 1-1,2 1-1,2 1-1,2 |
0,5-0,7 0,5-0,7 0,5-0,7 0,5-0,7 0,5-0,7 0,5-0,7 0,7-0,8 0,7-0,8 0,7-0,8 |
0,2-0,3 0,2-0,3 0,2-0,3 0,2-0,3 0,2-0,3 0,2-0,3 0,3-0,4 0,3-0,4 0,3-0,4 |
Длина режущей части протяжки
.
Длина зачищающей и калибрующей частей протяжки
Общая длина протяжки
Ln =l + lp + lзк + l5 ,
где l5 = (0,5-0,7)L0 - длина задней направляющей протяжки, которая должна быть не менее 20 мм.
Отклонения общей длины протяжек.
3 мм – для протяжек длиной до 1000 мм.
5 мм – для протяжек длиной свыше 1000 мм.
1.20. Определение допустимого радиального биения на режущих зубьях протяжки.
Радиальное биение режущих зубьев
протяжек на 100 мм ее длины
0,005 мм – у протяжек до 40Д,
0,006 мм – у протяжек длиной свыше 40Д.
2. ЧИСЛОВОЙ ПРИМЕР РАСЧЕТА КРУГЛОЙ ПРОТЯЖКИ
2.1. Исходные данные.
Материал: сталь 45; = 650МПа;
НВ 165-185; ; D =30Н8;
L0 = 30h14. (рис.5)
2.2. Определение припуска под протягивание.
При D=30мм, L0 = 30мм и Ra = 2,5мкм
по табл.1 выбираем А=0,6 мм.
2.3. Диаметр сверла Dсв для отверстий Рис. 5. Чертеж детали
под протягивание. Dсв = D – A = 30-0,6 = 29,4мм.
Припуск на сторону мм.
2.4. Определение подачи Sz на зуб у режущих зубьев протяжки. По табл.2 назначаем S = 0,025 мм. Диаметральный подъем на режущий зуб протяжки составит мм.
2.5. Назначение суммарного подъема на зачищающие (чистовые) зубья протяжки. Для заданных параметров точности и качества обработанного отверстия принимаем мм и распределяем эту величину в следующем порядке:
1-й зачищающий зуб мм;
2-й зачищающий зуб мм;
3-й зачищающий зуб мм.
2.6. Расчетная глубина hp впадины зуба протяжки
К определяем по табл.3
K = 3.
Тогда мм.
2.7. Расчетный шаг Pp режущих зубьев
мм.
2.8. Форма и размеры стружечной канавки в осевом сечении. По данным табл.4 назначаем форму канавки 2.
Тогда
мм2.
По табл.5 выбираем Fa =3,8 мм (минимальное табличное значение).
Размеры канавки: шаг Р = 6мм; глубина впадины h = 2мм; длина задней грани g =2,5мм; радиус дна впадины R = 1,0 мм.
2.9. Определение геометрических параметров зубьев протяжки.
По данным табл.6 назначаем передний угол режущих и зачищающих зубьев одинаковым и равным
Передний угол калибрующих зубьев уменьшим за счет введения дополнительного переднего угла на фаске
Задние углы в случае обработки отверстия заданной точности (см. табл.6)
на режущих зубьях
на зачищающих
на калибрующих
2.10. Максимальное число одновременно работающих зубьев протяжки
где Р = 6 мм (см. табл.5).
2.11. Наибольшее усилие протягивания составит (см. табл.7-9)
Значение Sp = 7000 и х = 0,85 выбираем по табл.7; коэффициенты , 1,15, 1,0 (сульфофрезол) – по табл.8.
В данном случае усилие протягивания соответствует паспортным данным горизонтально-протяжного станка мод.7А510.
2.12. Размеры хвостовика назначаем по табл.10
мм; в = 15 мм; f = 5 мм;
l1 = 115 мм; Fx = 283,5 мм2.
2.13. Диаметр передней направляющей (см.рис.1) равен
мм.
Допуск на dn по посадке f 7.
2.14. Проверку протяжки на прочность производим по сечению (см. рис.1-2), проходящему по канавке первого режущего зуба, и сечению Б – Б хвостовика
Растягивающие напряжения
,
где Fкр1 - площадь опасного сечения A – F,
Согласно табл.II. выбираем материал режущей части протяжки сталь марки ХВГ, для которой допустимое = 250-300 МПа (табл.12.
Производим аналогичный расчет для сечения Б – Б (см. рис.1)
Согласно табл.II выбираем для хвостовой части протяжки сталь марки 40Х, для которой допустимое =250 МПа (табл.12)
Расчет хвостовика на смятие производим по опорной поверхности замка протяжки (см. рис.3)
Напряжение смятия
МПа.
Согласно табл.12 допускаемое напряжение на смятие для хвостовика из стали 40Х = 200 МПа, что не удовлетворяет расчету. В связи с этим протяжку изготавливаем цельной из стали марки ХВГ.
2.15. Определение размеров калибрующих зубьев потяжки. Диаметр калибрующих зубьев
мм,
мм,
,
.
Так как величина 0,011 – нестандартная, окончательно согласно табл.13 принимаем
2.16. Профиль и число калибрующих зубьев. Шаг калибрующих зубьев для обработки отверстия 8-го квалитета принимаем
мм.
Число калибрующих зубьев
мм,
согласно табл.6. мм,
зуба.
Значение цилиндрической фаски на калибрующих зубьях принимаем для первого зуба f1 = 0,1 мм; для второго f2 = 0,2мм; для третьего f3 = 0,3мм.
2.17. Число режущих зубьев
зубьев
Составим таблицу режущих зубьев и уточним их число. Диаметр первого зуба определен ранее (см. п.2.14)
dp4 = 29,56 мм; dp5 = 29,61 мм; dp6 = 29,66 мм;
dp7 = 29,71 мм; dp8 = 29,76 мм; dp9 = 29,81 мм;
dp10 = 29,86 мм; dp11 = 29,91 мм.
Наибольшее отклонение для режущих зубьев ITp = -0,01 (согласно табл.14).
Учитывая, что = 0,070 мм, получим диаметр калибрующих зубьев
dk = 29,91+0,07=23,98 мм вместо расчетного dk = 30,03. Следовательно, необходимо добавить один режущий зуб с диаметральным подъемом 0,05 мм, т.е. dp12 = 29,91+0,05=29,96 мм.
2.18. Число и размеры стружкоразделительных канавок принимаем по табл.15.
nk = 14; Sk = 1 мм; hk = 0,7 мм; Rk = 0,3 мм.
2.19. Общая длина протяжки LП (рис.1)
l = l1 + l2 + lпш + l4,
l2 + l3 = L3 +H2 +H4 = 10 + 70 + 30 = 110 мм,
l1 = 115 мм (по табл. 10),
l4 = L0 = 30 мм,
l2 = 20 мм (конструктивно),
l = 115 + 110 + 30 = 255 мм,
lпш = l – (l1 + l2 + l4) = 255- (115 + 20 +30) = 90 мм,
lp = PZp = = 72 мм
lзк = lз + lk = Pk (Zз +Zk) = 3,6 (3 + 3) = 21,6 мм,
LП = l + lp + lзк + l5,
l5 = 0,5L0 = = 15 мм,
2.20. Допустимое радиальной биение на режущих зубьях протяжки определяем, как показано в разд. 1.20.
3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВВОДА В ЭВМ
4. ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА КРУГЛОЙ ПРОТЯЖКИ НА ЭВМ СМ-4
5. ВЫЗОВ ПРОГРАММЫ
>HEL <BK>
ACCOVNT OR NAME 210,1 <BK>
PASSWORD: RSI <BK>
>RUN CIL
Т а б л и ц а 16
Символ ЭВМ |
Символ расчета |
Расшифровка значения символа |
|
D |
D |
Номинальный диаметр протянутого отверстия |
|
A |
A |
Припуск на протягиваемое отверстие |
|
DSB |
Dсв |
Диаметр сверла |
|
A1 |
A1 |
Припуск на сторону |
|
SZ |
Sz |
Подача на зуб у режущих зубьев |
|
DD |
Δd |
Диаметральный подъем на зуб |
|
Суммарный подъем на зачищающие зубья |
||
|
K |
K |
Коэффициент заполнения стружечной канавки |
|
LO |
L0 |
Длина протягиваемого отверстия |
|
HR |
hp |
Расчетная глубина впадины зуба |
|
PP |
Pp |
Расчетный шаг режущих зубьев |
|
FA |
Fa |
Площадь стружечной канавки |
|
P |
P |
Табличное значение шага режущих зубьев |
|
ZMAX |
Zmax |
Максимальное число одновременно работающих зубьев |
|
CP |
Cp |
Постоянная |
|
Х |
Х |
Показатель степени |
|
KGAM |
Поправочный коэффициент на передний угол режущего зуба |
|
|
KI |
Ku |
Поправочный коэффициент на степень затупления зуба |
|
Продолжение табл. 16 |
||
Символ ЭВМ |
Символ расчета |
Расшифровка значения символа |
|
KC |
Kc |
Поправочный коэффициент на применяемую СОЖ |
|
PZMAX |
Pzmax |
Наибольшая сила протягивания |
|
DP |
dn |
Диаметр передней направляющей протяжки |
|
DELTSZ |
Уменьшенная подача на первый режущий зуб |
|
|
H |
h |
Табличное значение глубины впадины зуба |
|
DKR1 |
dкр1 |
Диаметр по канавке первого режущего зуба |
|
FKR1 |
Fkp1 |
Площадь сечения, проходящего по канавке первого режущего зуба |
|
SIGZ1 |
Расчетная величина растягивающего напряжения по канавке режущего зуба |
|
|
DH |
dш |
Табличное значение диаметра шейки хвостовика протяжки |
|
FH |
Fш |
Площадь сечения, проходящего по шейке хвостовика протяжки |
|
SIGZ2 |
Расчетная величина растягивающего напряжения по шейке хвостовика протяжки |
|
|
DX |
dx |
Табличное значение диаметра хвостовика протяжки |
|
FZ |
Fз |
Расчетная величина опорной площади замка хвостовика протяжки |
|
SIGCM |
Расчетная величина напряжения смятия |
|
|
DM |
Dmax |
Значение наибольшего диаметра обрабатывающего отверстия |
|
DELTA |
Величина остаточной деформации отверстия |
|
|
DK |
dk |
Диаметр калибрующих зубьев протяжки |
|
ITD |
ITD |
Значение допуска на протягиваемое отверстие |
|
ITK |
ITk |
Значение допуска на изготовление протяжки |
|
Продолжение табл. 16 |
||
Символ ЭВМ |
Символ расчета |
Расшифровка значения символа |
|
PK |
Pk |
Расчетный шаг калибрующих звеньев |
|
G |
g |
Табличное значение длины задней грани зуба |
|
Хр |
XП |
Значение максимальной величины стачивания зуба при переточках |
|
ALFK |
Значение заднего угла на калибрующих зубьях |
|
|
ZK |
Zk |
Количество калибрующих зубьев протяжки |
|
DZP |
dзп |
Значение диаметрального подъема на последний зачищающий зуб |
|
ZR |
Zp |
Количество режущих зубьев протяжки |
|
DR |
dp |
Диаметры режущих зубьев протяжки |
|
L1 |
l1 |
Табличное значение длины хвостовика |
|
L3 |
l3 |
Значение зазора между патроном и опорной стенкой станка |
|
H2 |
H2 |
Значение толщины опорной стенки станка |
|
H1 |
H1 |
Значение высоты выступающей части станка |
|
L4 |
l4 |
Значение длины передней направляющей протяжки |
|
L |
l |
Расстояние до первого режущего зуба |
|
L2 |
l2 |
Значение величины переходного конуса |
|
LPH |
lпш |
Длина переходной шейки протяжки |
|
LR |
lp |
Длина режущей части протяжки |
|
LKZ |
lкз |
Длина зачищающей и калибрующей частей протяжки |
|
ZZ |
Zз |
Количество зачищающих зубьев |
|
L5 |
l5 |
Значение длины задней направляющей протяжки |
|
LP |
LП |
Общая длина протяжки |
6. СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект должен содержать
1. Иноземцев Г.Г. Проектирование металлорежущих инструментов. – М.: Машиностроение, 1984. – 272 с.
_________________