Проектирование круглого фасонного резца

D = 20 мм

D1 = 15 мм

l = 5 мм

l1 = 16 мм

l2 = 28 мм

l3 = 115 мм

C = 0,5 мм

F = 176,7 мм²

 

 

 

14. Определение силы резания при работе цилиндрической части протяжки по  формуле:

         Pz ц. = р • bрц • zчерн ц max (H),

где bрц - длина режущего лезвия одного зуба, мм.

По таблице 26 сила резания на 1 мм длины режущего лезвия зуба протяжки р=163 Н/мм (при ачерн ц = 0,05 и НВ<197)

Последний черновой зуб на цилиндрической части протяжки имеет диаметр 22,87 мм, тогда наибольшая суммарная длина режущих лезвий всех одновременно работающих зубьев

zчерн ц max  • bрц = π •dчерн ц max • zчерн ц max  =3,14•22,87•5 = 359,06

Pz ц = 163•359,06 = 58,5 кН

1.15    Расчет протяжки на прочность при работе цилиндрической части: 
- по впадине первого зуба

σр = 4• Pz ц / π•( dчерн ц1 - 2• hчерн ц )²= 4•58,5•10³ / 3,14(22 - 3•2)²= 291 МПа

Для цельной протяжки из быстрорежущей стали  Р18  при диаметре впадины dвп < 20 мм [σр] =340 МПа, следовательно σр <[ σр];

- по выточке хвостовика. Площадь опасного сечения хвостовика по диаметру D1=15мм, составляет F = 176,7 мм² , тогда

σ = Pz ц/F = 58,5•10³/176,7= 331 МПа

 [σр] = 340 МПа, следовательно σр <[ σр];

Вывод: при работе протяжки разрыва по впадинам и хвостовику не будет.

 

 

 

2. Расчет шлицевой части протяжки.

2.1   Определение припуска на диаметр шлицевой части протяжки

     Величина разбивания отверстия D=26Н7 мм согласно таблице 15 составит δ=0мм. Тогда   D'max =Dmax=26,021 мм.

Величина припуска на диаметр

Аш =D'max -dmin =26,021-23=3,021 мм

2. Определение подачи на зуб (толщины среза) для режущих зубьев. По       таблице 7 принимаем для черновых зубьев Sz черн ш = 0,07.

Принимаем на чистовой части четыре зуба и назначаем:

для первого чистового зуба – Sz1 = 0,045 мм,

 для второго чистового зуба – Sz2 = 0,04 мм,

для третьего чистового зуба - Sz3 = 0,03 мм,

для четвертого чистового зуба - Sz4 = 0,02 мм.

Тогда Ачисш = 2Sz1 +2Sz2 +2Sz3 + 2Sz4=2•0,045+2•0,04+2•0,03+2•0,02=0,27 (мм)

2.3  Определение припуска на режущие (черновые) зубья:

Ачерн ш. =Аш –Ачис ш =3,021-0,27=2,751 (мм)

 

2.4 Определение параметров черновых зубьев шлицевой части протяжки.

Шаг черновых зубьев, наибольшее количество одновременно работающих зубьев, форму и размеры стружечных канавок принимаем по величине такими, как на цилиндрической части протяжки.

tчерн ш = 8 мм 

zчерн ш =5 мм  

5. Определение коэффициента заполнения стружечной канавки:

     Кш = Fк.ш./Fc.ш. = π•h²черн ш / 4•aчерн ш •L =3,14•3²/4•0,07•40 = 2,5

где aчерн ш = Sz черн ш = 0,07 мм

Из таблицы 11 для стали с σв >600МПа при толщине среза ачерн ш = 0,07 мм,

   Кmin = 3,5. Следовательно Кш < Кmin

Поскольку коэффициент заполнения стружечной канавки меньше минимального допустимого, проведем корректировку размеров профиля зубьев по таблице 9, приняв несколько большие параметры:

tчерн ш = 9 мм,

hчерн ш = 4 мм,

gчерн ш = 3 мм,

Rчерн ш = 7 мм,

r = 2 мм.

Fк черн ш = 12,6 мм²

Новый коэффициент заполнения стружечной канавки:

Кш = Fк.ш./Fc.ш. = π•h²черн ш / 4•aчерн ш •L =3,14•4²/4•0,07•40 = 4,5

Кш > Кmin , 4,5 > 3,5

2.6   Определение профиля, размеров и количества стружкоразделительных канавок.

По таблице 12 раздела Б для шлицевой части протяжки b=6 мм принимаем количество стружкоразделительных канавок nk =1.

       Sk=0,9 мм

 hk =0,6 мм                                               

 гк=0,25 мм  

2.7   Определение силы резания при работе шлицевой части протяжки

         Pz ш. = р • bрш• zш • zчерн ш max (H),

где bрш - длина режущего лезвия одного зуба, мм.

По таблице 26 сила резания на 1 мм длины режущего лезвия зуба протяжки

р = 196 Н/мм (при ачернш =0,07 и НВ<197)

Число шлицев zш = 6, ширина b_ш = 6 мм, zчерн ш max = L/ tчерн ш max =40/8=5 мм.

Принимаем  tчерн ш max = 5 мм

  Pz ш.= 196•6•6•5= 35,2 кН

Поскольку сила протягивания  Pz ш , возникающая при работе шлицевой части протяжки, значительно меньше силы Pz ц, возникающей при работе цилиндрической части, то расчет протяжки на прочность по силе Pz ш  не выполняем.

8.     Выбор типа протяжного станка.

Для протягивания заданного профиля выбираем горизонтально-протяжной станок модели 7А510 с номинальным тяговым усилием

10 т >Pzц (таблица 27).

2.9     Определение числа режущих (черновых) зубьев шлицевой части         протяжки:

   zчерн ш = Ачерн ш / 2• aчерн ш= 3,751/2•0.07= 19,65

    Принимаем   zчерн ш= 19

10. Определение размеров зубьев шлицевой части протяжки

    Диаметр первого режущего чернового зуба

Dчерн ш 1 = dк ц ном + 2Sz чер ш =23,207+2•0,07= 23,347 мм

Диаметры последующих зубьев режущей части увеличиваем на 2Sz чер ш

После черновых зубьев идут четыре чистовых зуба с уменьшающимся подъемом на зуб.

Диаметры калибрующих зубьев равны наибольшему диаметру, т.к. разбивание отверстия δ=0.

Dк ш = Dmax =26,021 мм

Учитывая изменение припусков на черновые и чистовые зубья уточним число чистовых зубьев

Ачерн ш = zчерн ш • 2Sz чер ш = 19•2•0,07 =2,66 мм

Диаметр последнего чернового зуба

Dчерн ш max = dк ц ном + Ачерн ш = 23,207+2,66=25,867 мм

Припуск на чистовые зубья шлицевой части протяжки 
     Ачист ш = Dк ш + Dчерн ш max = 26,021 – 25,867= 0,154 мм

Принимаем 3 чистовых зуба на шлицевой части протяжки со          следущими подачами

Sz1 = 0,035 мм     Sz2 = 0,025 мм      Sz3 = 0,017 мм   
   Чистовые зубья срезают припуск

Ачист = 2 • 0,035+2 • 0,025+2 • 0,017= 0,154 мм

2.11   Определение параметров калибрующей части.

• число зубьев

Учитывая 7-й квалитет, принимаем zк ш = 8

• шаг калибрующих зубьев

tк.ш. = tчерн.ш.= 9 мм

Профиль стружечных канавок принимаем таким же, как на черновых зубьях

t к ш = 9 мм,

h к ш = 4 мм,

g к ш = 3 мм,

R к ш = 7 мм,

r к ш = 2 мм. 

 

2.12   Определение геометрических параметров зубьев шлицевой части протяжки.

Геометрические параметры зубьев шлицевой части протяжки на ее режущей и калибрующей частях принимаем такими же, как на цилиндрической части.

2.13   Ширина шлицевого выступа. 
b = b max – δв =6,028 мм

δв = 0    т.к.   Т_в= 0,018 < 0,025

2.14 Допустимые отклонения на зубья протяжки устанавливаются по таблицам 19-23.

 

 

3. Расчет гладких частей протяжки.

3.1  Диаметр передней направляющей части D4 принимаем равным наименьшему диаметру отверстия до протягивания d0 min с полем допуска е 8.

                 D4  = 22е8( )

3.2  Длина передней направляющей части.

lп н =L = 40±1 мм.

3.3  Диаметр шейки принимаем D2 на 1 мм меньше диаметра хвостовика

D2 = D-1=20-1=19 мм с полем допуска h12: D2 =19h12( )

3.4  Длина шейки.

При соединении протяжки с тяговым патроном по схеме

 

lш = l0 – (lx + lк + lп н) = 260 – (115 + 20 + 40) = 85 мм

где l0 - размер для станка 7А510 (таблица 28) l0 > 220+40=260 мм. Принято l0 = 260 мм , lx = lз =115 мм (таблица 3),

lк = 20 мм ,

    lп н = L = 40 мм

5.    Диаметр задней направляющей части принимаем наименьшему диаметру шлицевого отверстия dmin с полем допуска f7:

                         D5 = 23f7( )

6.    Длина задней направляющей части определяется по таблицам 5, 6

     lз н = 35±1мм.

 

 

4. Расчет общей длины протяжки.

4.1   Общая длина протяжки определяется по формуле

      Lоб = l0 + lчерн ц + lчист ц + lк ц + lчерн ш + lчист ш + lк ш + lз н      ,где l0 = 260 мм

      lчерн ц = (zчерн ц – 1) tчерн ц = (10 – 1)8 = 72 мм

      lчист ц = zчист ц • tчист ц = 3 • 8 = 24 мм

      lк ц = zк ц • tк ц = 4 • 6 = 24 мм

      lчерн ш = zчерн ш • tчерн ш = 19 • 9 = 171 мм

      lчист ш = zчист ш • tист ш = 3 • 9 =27 мм

      lк ш = zк ш • tк ш = 8 • 9 = 72 мм

      lз н = 35 мм

      Lоб = 260+72+24+24+171+27+72+35= 685 мм

4.2   Допустимая длина протяжки.

Из условия жесткости Lдоп = 40 • d = 40 • 23 = 920 мм.

Вывод: т.к. Lоб < Lдоп протяжка удовлетворяет условию жесткости.

По полученным данным выполняем рабочий чертеж протяжки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

 

 

 

 

Список литературы :

1. А.П. Москалев, В.Г. Безродный. Расчет и конструирование фасонных резцов. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование и изготовление металлорежущих инструментов».- Николаев: НКИ, 1984-30 с.

2. А.П. Москалев. Расчет и конструирование протяжек. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Проектирование и изготовление металлорежущих инструментов».- Николаев: НКИ, 1979-52 с.