Проетирование станочного приспособления

 

При расчете числа зубьев,  по ниже указанным формулам, производится округление до ближайшего целого в большую сторону.

2.11.1 Определение количества черновых, переходных, чистовых и

калибрующих зубьев круглой части

 

 

 

 

 

 

2.11.1.1 Определение количества черновых зубьев:

– для одинарной схемы резания

 

                                       ;         (51)

 

где  A_{кр.черн.}– припуск на черновые круглые зубья, мм

 

                                        ,        (53)

 

где A_кр.пер.– припуск на переходные зубья, зависит от величины подачи на зуб на черновые зубья S_{z черн.} и выбирается по таблице А.8 (приложение А); А_кр.пер. =0.05мм.

     A_{кр.чист.}– припуск на чистовые зубья, зависит от квалитета протягиваемого отверстия:

 – A_{кр.чист.}= 0,04 мм при протягивании отверстий 10 квалитета и грубее.

 

                                  А_{кр.черн} = 0.787– 0.05 – 0.04 = 0.697

 

                                     Z_{кр.черн.} = 0.697/ (2*0.04) = 9.7125

Округляем до большего целого числа z_{кр.черн.} = 10

 

     2.11.1.2 Определение количества чистовых зубьев:

 

                                                ;         (54)

                                             Z_{кр.чист} = 0.04 / 2 * 0.01 = 2

 

2.11.1.3 Определение количества переходных зубьев:

– для одинарной схемы резания количество переходных зубьев z_кр.пер. определяется в зависимости от подачи на зуб на черновые зубья S_{z черн.} и выбирается по таблице А.8 (приложение А); z_кр.пер. = 1

 

2.11.1.4 Определение количества калибрующих зубьев:

Z_кр.кал.=  2–3 зуба при протягивании отверстий свыше 10 квалитета;

Принимаем z_кр.кал. = 2.

 

 

 

 

 

2.11.2.1 Определение количества черновых зубьев:

– для одинарной схемы резания

 

                                       ;         (57)

 

 

где A_{шл.черн.}– припуск на черновые шлицевые зубья, мм

 

                                 ,        (59)

 

где A_шл.пер.– припуск на переходные зубья, зависит от величины подачи на зуб на черновые зубья S_{Z черн.} и выбирается по таблице А.8 (приложение А);

А_шл.пер = 0.05мм.

         A_{шл.чист.}– припуск на чистовые зубья, зависит от квалитета протягиваемого отверстия:

• A_{шл.чист.}= 0,14 – 0,15 мм при протягивании отверстий 7–8 квалитетов;

Принимае  А_{шл.чист} = 0.15мм

 

                                      А_{шл.черн}  = 4.657-0.05-0.15 = 4.457 мм.

                                      Z_{шл.черн} = 4.457/ (2*0.04)+1 =56.7

 

Округляем до целого   Z_{шл.черн} = 57

 

2.11.2.2 Определение количества чистовых зубьев:

– для одинарной схемы  резания

 

                                        ;         (60)

 

                                       Z_{шл.чист} = 0.15/2*0.01 = 7.5.

 

Округляем до целого Z_{шл.чист} = 8

 

2.11.2.3 Определение количества переходных зубьев z_шл.пер определяем по таблице А8. z_шл.пер= 1.

2.11.2.4 Определение количества калибрующих зубьев z_шл.кал. определяем по таблице А8. z_шл.кал = 7.

 

2.12 Определение длины рабочей части протяжки

 

Длина рабочей части  протяжки  l_р.ч., мм определяется по формуле

 

                                  ,          (62)

 

где l_ф.ч. – длина фасочной части протяжки

в данном случае l_ф.ч= 0

l_кр.ч.– длина круглой части протяжки

                 ;       (64)

 

 

                             l_кр.ч = (10+1)*7 + (2+2)*4 =93 мм

   l_шл.ч. – длина шлицевой части протяжки (рисунок 9)

 

            .       (65)

                         l_шл.ч = (57 + 1)*7 + (8 + 7)*4 = 406 мм.

2.13 Определение размеров переднего хвостовика

 

Для шлицевых протяжек предусмотрены  цилиндрические хвостовики по ГОСТ 4044 – 70 с круговой выточкой (рисунок 2.2.2).

 

Диаметр хвостовика d_хв. протяжки определяется по формуле

                                              ,          (66)

где D_о – наименьший диаметр предварительно обрабатываемого отверстия, мм

                                   d_хв = 47.373 – 1 = 46.373 мм.

 

 

Диаметр хвостовика, рассчитанный по формуле (66), округляется до стандартного меньшего по таблице А.9 (приложение А). d_хв = 45 мм

Длина l_хв. и остальные размеры хвостовиков с определяются в зависимости от d_хв. по таблице А.11 (приложение А).

 

 

 

 

 

 

 

 

d_выт.хв = 34мм; l₂ = 32мм; l₃ = 32мм; l₄ = 20мм; l_хв = 160мм; r₁ = 0.5мм;

c= 1.5; φ = 30º; F_min = 907.9 мм²

 

 

Рисунок 2.2.2 – Гладкие части протяжки

2.14 Определение размеров шейки

 

Диаметр шейки (рисунок 2.2.2) определяется по формуле

                                                .        (67)

                                             d_ш = 45-1 = 44 мм.

Длина шейки выбирается из диапазона мм.

Принимаем l_ш = 10мм

2.15 Определение размеров переходного конуса

Длина переходного конуса выбирается из диапазона мм. Принимаем l_к = 10мм

 

2.16 Определение размеров передней направляющей

Диаметр передней направляющей  определяется по формуле                                                

 

                                                       .          (68)

                                                  d_п.н = 47.373 мм

Длина передней направляющей определяется по формуле

 

                                              ,          (69)

где L – длина протягивания, мм.

 

                                              l_п.н. = 30 + 0.5*7 = 33.5.

 

2.17 Определение общей длины протяжки

 

Если задний хвостовик  отсутствует, то общая длина протяжки определяется по формуле

 

                                   .        (74)

 

                              L_пр =160 + 10 + 10 + 34 + 559+ 21 = 794 мм.

 

Задний хвостовик отсутствует, так как длина протяжки меньше, чем длина по ГОСТу.

L_пр =1000 – 1175мм.

2.18 Проверка протяжки по длине

 

Длинные и, в особенности, тонкие протяжки подвержены при термической  обработке очень большому короблению, которое не всегда возможно устранить. Поэтому длину протяжек ограничивают некоторыми предельными значениями.

Первое условие

                                           ,          (75)

                                        794-160 = 634 мм

 

 

где L_ст. – наибольшая длина хода станка (таблица А.10, приложение А), мм.

 

Выбирается модель станка с длиной хода, удовлетворяющей этому условию.

Второе условие                                                               

                                              ,           (76)

                                          794  < 40 * 52

                                              794 < 2080

где D – наружный диаметр шлицевого отверстия, мм.

Выбираем модель станка 7Б54, 98000 Н

2.19 Проверка протяжки на прочность

 

При конструировании  протяжки обычно учитывают основную деформацию, возникающую под действием осевой составляющей усилия протягивания, и проверяют прочность протяжки расчетом на разрыв.

Максимальное напряжение σ,  МПа, определяется по формуле

 

                                         ,          (77)

 

где     P_max – максимальное усилие резания при протягивании, Н;

          F_min – минимальная площадь поперечного сечения протяжки, мм²;

         [s] – допустимое напряжение в материале протяжки:

– из легированной стали (для хвостовиков протяжек  сварной  конструкции) [s] = 250 МПа.

                                 σ = 87640,36/907.9 = 96.53 МПа

                                 σ = 96.53 < 250

расчетная протяжка условие  выполняет.

 

2.19.1 Определение максимального усилия резания

 

Усилие резания P определяется по формуле

 

                                           ,         (78)

где p – сила резания, приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки зуба протяжки, Н/мм, определяется в зависимости от обрабатываемого материала и величины подачи на зуб черновых (p_черн.) и чистовых (p_чист.)  зубьев (таблица А.9,

приложение А);

 

 

 

     Sb – суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании, мм.

Суммарная длина режущих  кромок всех зубьев, одновременно участвующих  в резании для шлицевой части протяжки для черновых и чистовых зубьев  определяется по формулам:

а)  для одинарной схемы резания:

  – для черновых  шлицевых зубьев

 

                           ;          (79)

 

  – для чистовых шлицевых зубьев

 

                            ,                  (80)

 

где n – число шлицев обрабатываемого отверстия;

       z_{i черн.}– число одновременно работающих черновых зубьев, шт. (формула (16));

       z_{i чист.} – число одновременно работающих чистовых зубьев, шт. (формула (17));

                                Σb_{шл.черн.} = 6.078 * 10 * 4= 243.12 мм

                                Σb_{шл.чист} = 6.078 * 10 * 7=425.46 мм

 

– для чистовых круглых  зубьев

                               ,         (84)

где d_{кр.чист.пос.}– последний диаметр чистового зуба, мм:

                               ;                    (85)

                                d_{кр.чист.} = 48.16

                               Σd_{кр.чист.}= (3.14 * 48.16-6.078*10)*7 = 633.09мм

 

В итоге получится четыре значения усилий резания (Н), рассчитанных по формуле (78)                           

                                 ,         (90)

                                  Р_{шл.черн.} = 218 * 242.12 = 53000.16 Н

                                 ,         (91)

                                 Р_{шл.чист} = 91*425.46 = 38716.86 Н

 

 

 

                                       ,        (92)

                                      Р_{кр.черн.} = 218*402.12=87640.36 Н

 

                                       .                 (93)

                                        Р_{кр.чист.} = 91*633.09= 57611.19 Н

 

Выбираем из четырех значений усилий резания, рассчитанных по формулам (90 – 93), максимальное усилие протягивания (P_max) и подставляем в формулу (77).

Величина максимального  усилия должна удовлетворять условию

 

                                                  ,          (94)

                                             87640.36 < 0.9 * 98000

                                                  87640.36 < 88200

 

где P_ст – тяговое усилие станка, Н (таблица А.10, приложение А), мм.

Р_ст = 98000Н

Выбирается модель станка с тяговым усилием, удовлетворяющим  этому условию.

На данном этапе по условиям (75) и (94) окончательно определяется модель протяжного станка.

 

2.19.2 Определение минимальной площади поперечного сечения протяжки: