Расчет круглой протяжки

Порядок проектирования круглой протяжки с заданными параметрами. Выбор и обоснование используемого материала. Определение размеров изделия, максимальной скорости станка. Расчет глубины стружечной канавки, выбор наименьшего возможного шага зубьев.

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;

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 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,

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