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 =
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 |