Расчет круглой протяжки
Протяжка круглая
В соответствии с вариантом №13, табл. №9 спроектировать протяжку
круглую для протягивания отверстия диаметром D = 50H11 со снятием припуска 1,8 мм.
Исходные данные.
1.
Протягиваемая
заготовка:
материал – сталь 30;
твердость при протягивании НВ<187;
отверстие под протягивание (мм): D = 50H110,290;
припуск 1,8 мм;
параметр шероховатости поверхности Rа=5 мкм;
длина протягивания l=100 мм.
2. Станок: горизонтально-протяжной,
модель 7Б56;
тяговая сила станка Q = 196 200 Н;
максимальная длина хода штока Lmax =1600 мм;
диапазон рабочих скоростей 1,6–11,5 м/мин;
состояние станка – удовлетворительное;
протяжка закрепляется в быстросменном автоматическом патроне.
Характер производства – массовый.
Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального цеха и
заточного отделения, не более 1500 мм.
Расчёт
1. Устанавливаем группу обрабатываемости: сталь 30 с твердостью НВ<187
относится к I
группе обрабатываемости [1, с. 200];
2. Устанавливаем группу качества. С учетом параметра шероховатости поверхности
Ra=5 мкм и квалитета отверстия
H11 принимаем 4-ю группу
качества по шероховатости [1, с. 203].
3. Материал рабочей части протяжки принимаем – быстрорежущая сталь
Р6АМ5 [1, с. 203].
4. Конструкцию протяжки
принимаем с приваренным хвостовиком, материал хвостовика – сталь 40Х.
Размеры:
Диаметр
переднего хвостовика:
Dхв = (d – t) – (0.5..1);
Dхв = (50–1.8) – 0.8
= 47.4;
Выбираем размеры
по ГОСТ 4044–70.
Dхв = 48; Fоп = 907.9 мм;
Сила
допустимая хвостовиком: Рхв = Fоп*[σ] р;
Для ст. Р6АМ5
[σ] р = 300 мПа;
Рхв = 907,9*
300 = 272370 Н.
5. В связи с рекомендациями
[1, с. 207] принимаем углы:
передний угол
черновых и переходных зубьев γ0 = 20;
передний угол
чистовых и калибрующих зубьев γ1
=20;
задний угол
черновых и переходных зубьев α0 = 3°;
задний угол
чистовых зубьев αч
= 2°;
задний угол
зубьев αк = 1°.
6. Устанавливаем скорость,
которую может обеспечить станок: ύ = 11 м/мин [1, с. 208].
7. При скорости ύ = 11 м/мин
и подаче чистовых зубьев Szc = 0,02 мм наработка чистовой части Т = 57 м, соответственно
стойкость черновых зубьев Т = 65 м; [1, с. 209].
Исходя из
условия равной стойкости черновых и чистовых частей, определяем подъём черновых
зубьев Szо = 0,2 мм/зуб [1, с. 208].
С учётом
рекомендаций [1, с. 214] назначаем подъём черновых зубьев до Szo = 0,2 мм/зуб
И введем
поправочные коэффициенты на наработку:
Ктв = 2; Ктр =
1;
Ктз=1; Ктд=1;
Кто=1;
Ктм=1
(назначаем СОЖ – сульфофрезол ГОСТ 122–54).
Тогда
наработка с поправочными коэффициентами:
Тм.н.= Т*Ктв*Ктр*Ктз*Ктд*Кто*Ктм
= 65*2*1*1*1*1*1 = 130 мм;
Определим глубину стружечной канавки h необходимой для
размещения стружки:
,
где
К-коэффициент помещаемости, К = 3 [1, с. 52];
мм;
Принимаем глубину
стружечной канавки h = 9 мм;
Так как
диаметр по дну стружечной канавки меньше 40 мм, определим глубину стружечной
канавки обеспечивающую достаточную жёсткость протяжки:
мм;
По
рекомендациям [1, с. 52]; принимаем глубину стружечной канавки =10 мм;
;
9. С учётом глубины
стружечной канавки и рекомендаций [1, с. 52] выбираем наименьший возможный
шаг черновых зубьев t0 = 24 мм, профиль №14 [1, с. 216].
Шаг и профиль
переходных зубьев – такие же, как у черновых.
Определяем число
одновременно участвующих в работе зубьев:
10. Максимально возможную
силу резания берем минимальной из трёх: Рст, Рхв, Роп;
Рхв=272370 Н (см. п. 4);
,
где =400
МПа;
= 624,2634;
Таким образом Рмах = 156900 Н.
11. Число зубьев в группе:
Крм, Кро, Крк, Крр, qo – выбираем по
справочнику [1, с. 218];
Крм=1,3 Кро=1, Крк=1.2, Крр=1;
для = 0.26
=494 [1, с. 218];
Дальнейшие расчёты ведем для = 4 [1, с. 53].
12. Сила протягивания:
;
Р= =
304230,56196Н.
13. По условию припуск 1.8 мм,
а диаметр отверстия после протягивания: D = 50H110,290; Значит
полный припуск А=1,8+0,029=1,829 мм.
берём по рекомендациям [1, с. 219] Ап=0,58 мм,
Ач=0,06 мм.
Припуск на черновых зубьях: = 1,829 – (0,58+0,06) = 1,189 мм;
14. Число групп черновых
зубьев:
.
Принимаем число групп черновых зубьев =2 [1, с. 54];
Остаточная часть припуска: = =
1.189–2*0.26*2 = 0,149 мм;
Остаточный припуск добавляем к припуску на
черновую часть, так как
0,5= 0,0745
>=0,07 [1, с. 219].
15. Число черновых зубьев
= 2*4 =8;
где
– принятое окончательно число групп черновых
зубьев после распределения остаточного припуска.
С учётом распределения остаточного
припуска и рекомендаций [1, с. 219]
число переходных зубьев = 8;
число чистовых зубьев = 4;
число калибрующих зубьев = 4;
Общее число всех зубьев протяжки= 4+8+4+4 = 20.
16. Длина режущей части
протяжки:
шаги чистовых и калибрующих зубьев
переменные = 17 мм, =
18 мм, = 19 мм [1, с. 221].
Размеры профиля одинаковые для всех трёх
шагов:
h = 6 мм, r = 3 мм, b = 7,5 мм, R = 10 мм;
=24 (8+8)+ (17+18+19)+17+(17+18+19)=671 мм.
Новые два варианта рассчитываем для =+1=6,
=+2=7;
мм; принимаем =20 мм
мм; принимаем =16 мм;
мм; мм;
Определяем наибольшую возможную глубину
стружечной канавки [1, с. 55].
Дальнейшие расчёты ведем аналогично
первому варианту, начиная с пункта 11.
Результаты расчёта сводим в таблицу:
Искомый параметр
|
Вариант
|
1
|
2
|
3
|
|
5
|
6
|
7
|
, мм
|
24
|
20
|
16
|
, мм
|
10
|
8
|
6
|
, мм
|
8,5
|
6
|
6,5
|
|
0,261
|
0,17195
|
0,091
|
|
4
|
4
|
Р
|
304230,562
|
147065,3
|
133352,3435
|
А
|
1,829
|
1,829
|
1,829
|
|
0,64
|
0,58
|
0,16
|
|
0,06
|
0,06
|
0,06
|
|
1,189
|
1,189
|
1,609
|
|
0,149
|
0,5012
|
0,517
|
|
2
|
2
|
6
|
|
8
|
8
|
18
|
|
8
|
8
|
4
|
|
4
|
4
|
4
|
|
4
|
4
|
4
|
z
|
24
|
24
|
30
|
на группах:
|
|
первой
|
0,14
|
0,11
|
0,05
|
второй
|
0,09
|
0,09
|
0,03
|
, мм (число групп)
|
0,02 (1)
|
0,02 (1)
|
0,02 (1)
|
0,01 (1)
|
0,01 (1)
|
0,01 (1)
|
|
17,18,19
|
14,15,16
|
11,12,13
|
(,),
мм
|
17,18,19
|
11,12,13
|
, мм
|
6
|
5
|
4
|
, мм
|
7,5
|
6
|
4
|
, мм
|
192
|
160
|
288
|
, мм
|
192
|
160
|
64
|
, мм
|
179
|
149
|
119
|
, мм
|
108
|
90
|
72
|
, мм
|
671
|
559
|
543
|
Сравнив основные показатели ,,, z – видим, что оптимальный
вариант 3.
17. Диаметр калибрующих
зубьев ==50,021 мм
18. Исходя из рекомендаций
[1, с. 56], установим для черновых зубьев:
число выкружек N = 6 и ширину выкружек =18 мм.
19. Принимаем число выкружек
на переходных и чистовых зубьях =10 и == 16 мм.
20. Диаметр передней
направляющей принимаем равным наименьшему диаметру отверстия до протягивания с
полем допуска по е8. То есть = 48е8,
мм, так как 100/50>1,5
[1, с. 56].
21. Длину переходного конуса
выбираем согласно рекомендациям [1, с. 57] =20 мм.
22. Определим расстояние от
переднего торца протяжки до первого зуба:
,
где
=160 мм, =25 мм,
= 40 мм для протяжного станка 7Б56 [1,
с. 58].
=160+25+40+100+25=350 мм.
23. Диаметр задней
направляющей принимаем равным меньшему предельному
диаметру протянутого отверстия с полем допуска по f7. То есть =50 f7,
Рекомендуемая длина задней направляющей= 40 [1, с. 225].
Протяжку выполняем с задним хвостовиком
Диаметр заднего хвостовика выбираем по
ГОСТ 4044–70 (меньшим, чем диаметр переднего хвостовика) = 36 мм. Длину заднего хвостовика
берём =125 мм [1, с. 225].
24. Рассчитаем общую длину
протяжки:
=350+543+40+125=1058 мм
Принимаем L=1055 мм.
Диаметры зубьев протяжки
№ зуба
|
Диаметр D, мм
|
№ зуба
|
Диаметр D, мм
|
№ зуба
|
Диаметр D, мм
|
1
|
48,414
|
11
|
49,484
|
21
|
49,961
|
2
|
48,089
|
12
|
49,159
|
22
|
49,961
|
3
|
48,628
|
49,698
|
23
|
50,001
|
4
|
48,303
|
14
|
49,373
|
24
|
50,001
|
5
|
48,842
|
15
|
49,912
|
25
|
50,021
|
6
|
48,517
|
16
|
49,587
|
26
|
50,021
|
7
|
49,056
|
17
|
50,126
|
27
|
50,021
|
8
|
48,731
|
18
|
49,801
|
28
|
50,021
|
9
|
49,27
|
29
|
49,901
|
29
|
50,021
|
10
|
48,945
|
20
|
49,901
|
30
|
50,021
|