Расчет и профилирование круглой протяжки

Содержание

      Введение…………………………………………………………..……….6

1. Расчет и профилирование круглой протяжки…………………….......9
1. Расчет припуска на обработку…………………..…………………….9

     1.2Расчет подъема на зуб при протягивании……..…………………….14

     1.3Выбор передних и задних углов зубьев протяжки………………….15

     1.4Расчет шага и стружечных канавок между зубьями………………..16

     1.5Расчет числа зубьев протяжки………………………………………..17

     1.6Конструктивные размеры хвостовой части протяжки…………...…19

     1.7Расчет длины протяжки………………………………………………..22

     1.8Расчет протяжки на прочность………………………………………..24

Заключение………………………………………………………………...26

Библиографический список………………………………………………27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

             Введение

Протягивание  является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием и применяется при изготовлении различных деталей, формы обрабатываемых поверхностей, которых весьма разнообразны. Протяжкой можно обработать сквозные отверстия различной формы (рисунок 1), получить различные прямые или винтовые канавки и фасонные наружные поверхности, различные зубчатые секторы и т.д.

Рисунок 1 - Некоторые  формы протягиваемых отверстий.

Протяжки позволяют  получить поверхности высокой точности (7, 8-й квалитет) и низкой шероховатости ( , ). Протягивание производительнее строгания, фрезерования развертывания в два, три и более раз. Высокая производительность процесса протягивания объясняется большой длиной режущих кромок зубьев протяжки, одновременно участвующих в работе.

Протяжки можно  подразделить на две группы: одна для  внутреннего протягивания, другая - для наружного протягивания.

Каждая группа включает самые разнообразные виды протяжек, соответствующие различной форме обрабатываемых поверхностей.

По конструктивному выполнению протяжки могут быть цельными и сборными (составными). 

По направлению режущих кромок относительно рабочего движения различают протяжки с кольцевыми и винтовыми зубьями (протяжки для внутреннего протягивания, плоские и шпоночные).

По материалу, из которого изготовляются режущие части, протяжки делятся на быстрорежущие, твердосплавные и изготовленные из легированной инструментальной стали.

По схеме резания различают протяжки с профильной, г енераторной и групповой (прогрессивной) схемами резания.

По количеству протяжек в комплекте протяжки бывают однопроходные и многопроходные (комплектные).

Для процесса протягивания характерны следующие особенности:

1. Последовательное снятие заданного припуска в виде отдельных слоев металла малой толщины и большой ширины.
2. Низкие скорости резания, обычно V_p=2 ... 10 м/мин.
3. Отсутствие самостоятельного кинематического движения подачи. В протяжках съем металла осуществляется за счет особой конструкции инструмента - превышения каждого последующего зуба над предыдущим, которое называется подъемом на зуб ( а, мм/зуб).
4. Возможность осуществления за один проход черновой, чистовой и упрочняющей обработки.
5. Высокая точность обработки (7,8^й квалитет) и возможность получения поверхности шероховатостью ,
6. Обязательное применение СОТС.

1 2 3 4 5 6 7

Рисунок 2 - Части цилиндрической протяжки

Протяжка для  внутреннего протягивания содержит следующие части (рисунок 2): хвостовик 1, служащий для крепления протяжки в патроне станка и приложения тяговой силы; шейку 2, соединяющую хвостовик с переходным конусом 3; переднюю 4 и заднюю 7 направляющие части, режущую 5 и калибрующую 6 части.

Из всех разновидностей протяжек чаще всего применяются  протяжки для обработки круглых отверстий. Основные положения проектирования круглых протяжек справедливы и для других видов протяжного инструмента. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           1 Расчет и профилирование круглой протяжки 

         Рассчитать и сконструировать круглую протяжку для обработки цилиндрического отверстия диаметром D = 38,4 Н12 мм  и длиной 1_и = 35 ± IT 16/2 мм(35±0,95) в заготовке зубчатого колеса из Стали 40х с

  σ _в = 207 МПа. Отверстие протягивают после сверления до диаметра D_a = 40Н8 (40^+0,039) на горизонтально-протяжном станке 7А520. Патрон быстросменный автоматический по ГОСТ 16885—71.  
 

1.1 Расчет припуска на обработку 

Под припуском  на обработку подразумевается слой металла, который удаляется с заготовки при протягивании.

Припуск на сторону  отверстия под протягивание определяем по формуле:

                                               А=0,5 (D- D )                                                (1.1)                            

где D - номинальный диаметр протягиваемого отверстия, мм;

D - минимальный диаметр отверстия заготовки под протягивание,

мм.

                                      А=0,5 (40-38,4)=0,8мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Расчет подъема на зуб при протягивании 

Подъемом на зуб называют разность высот двух соседних зубьев протяжки. Подъем на зуб (подача на зуб S_z) зависит от вида протяжки, от свойств обрабатываемого материала, жесткости детали и т.д.

Толщина срезаемого слоя менее 0,01...0,015 мм нежелательна, т.к. она становится соизмеримой с радиусом скругления режущей кромки зуба. В этом случае процесс резания затрудняется, режущая кромка не захватывает такую малую толщину слоя, который поджимается задней поверхностью и вдавливается в заготовку. Обработанная поверхность упрочняется, получается наклепанной. Вследствие этого сила резания резко возрастает, и при малых значениях задних углов происходит интенсивное изнашивание зубьев инструмента.

Максимальные значения толщины срезаемого слоя ограничиваются силами резания, условиями размещения стружки во впадине между зубьями, прочностью протяжки и качеством обработанной поверхности.

Подъём на зуб  на сторону ринимаем S =0,03мм.

Между режущими и калибрующими зубьями делают несколько  зачищающих зубьев с постоянно убывающим  подъемом на зуб. Принимаем z =2 и распределяем подъем на зуб следующим образом:

 
 
 
 
 

 

1.3 Выбор передних и задних углов зубьев протяжки

Геометрия зубьев протяжки определяется, прежде всего двумя основными параметрами - передним и задним углами (рисунок 5).

Рисунок 5 - Геометрические параметры зуба протяжки

Значение переднего угла на протяжках берется в пределах 0 ..20° в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемых материалов. Значения передних углов оказывают влияние на силу резания.

Геометрические  элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев: , , = .

Предельное отделение  передних углов всех зубьев , задних углов режущих зубьев , задних углов калибрующих зубьев . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.4 Выбор шага и стружечных канавок между зубьями 

Профиль, размеры  и стружечных канавок между зубьями  выбирают в зависимости от площади  слоя металла, снимаемого одним режущим зубом протяжки. Необходимо, чтобы площадь сечения стружечной канавки между зубьями отвечала условию:

            

где k=4 – коэффициент заполнения канавки;

       F - площадь сечения канавки, мм ;

       F - площадь сечения среза металла, снимаемого одним

       зубом, мм .

Находим:

                                              F

= S ,                                     (1.2)

F =35 0,03=1,05 мм .

                                            

,                                        (1.3)

.

Принимаем = 4,2 мм .

При прямолинейной  форме стружечной канавки зуба принимаем: шаг протяжки t=6мм, глубина канавки h=2,6 мм, длина задней поверхности b=2 мм, радиус закругления канавки r=1мм.

Шаг калибрующих  зубьев t круглых протяжек принимаем равным 0,6 – 0,8 шага режущих зубьев (для остальных типов протяжек t =t). Для данного примера принимаем t =0,8 t=0,8 6=4,8мм.

Для получения  лучшего качества обработанной поверхности  шаг зачищающих зубьев протяжки делают переменным: от t + (0,2…1) до t – (0,2…1мм). Принимаем изменение шага 0,2мм. Тогда из двух смежных шагов один равен 6+0,2=6,2мм, а второй – 6-0,2=5,8мм. Фаска f на калибрующих зубьях плавно увеличивается от первого зуба к последнему с 0,2 до 0,6мм. 
 
 

5. Расчет  числа зубьев протяжки

Максимальное  число одновременно работающих зубьев.

                                      

                                       (1.4)

Определяем  размеры режущих зубьев. Диаметр  первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части:

                                   

                               (1.5)

Диаметр каждого  последующего зуба увеличиваем  на 2S

. На последних трех зачищающих зубьях, предшествующих калибрующим зубьям, подъем на зуб постепенно уменьшаем по данным п. 2.

Число режущих  зубьев подсчитываем по формуле:

                                                

,                                           (1.6)

где А – величина припуска под протягивание на сторону.

Принимаем =27.

Диаметр калибрующих  зубьев определяем по формуле:

                                                  

,                                              (1.7)

где =40,011мм – максимальный диаметр обработанного отверстия;

        - изменение диаметра отверстия после протягивания.

.

В данном примере принимаем число калибрующих зубьев

=6. 
 

Вычисленные размеры  зубьев сводим в таблицу, помещаемую на рабочем чертеже протяжки.