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.
Протягиваемая заготовка:
материал – сталь 30;
твердость при протягивании НВ;
отверстие под протягивание (мм): D = 50H110,290;
припуск 1,8 мм;
параметр шероховатости поверхности Rа=5 мкм;
длина протягивания l=100 мм.
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 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 зубьевγ1 =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;--PAGE_BREAK--
/>
/>= 624,2634/>;
/>H.
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 продолжение
--PAGE_BREAK--
0,17195
0,091
/>
4
4
3
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
14,15,16
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, продолжение
--PAGE_BREAK--
/>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
13
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