Розрахунок протяжки

1. Протягуємо заготівку: матеріал - Сталь А12; твердість при потягуванні НВ 220, заготівка після відпуску; отвір під протягування оброблено; діаметр отвору до протягування:

мм

мм

мм; діаметр отвору після протягування мм; параметр шорсткості поверхні мкм; довжина протягування мм

2. Верстат: горизонтально-протяжний, модель 7Б56; тягова сила станка ; максимальна довжина ходу штоку мм; діапазон робочих швидкостей 1,6 - 11,5 м/хв; стан станка - задовільний; протяжка закріплюється в швидкозмінному автоматичному патроні.

3. Характер виробництва - масовий.

4. Довжина протяжки, допустима можливостями інструментального цеху, та загострювального відділення, не більш ніж 1500 мм.

Порядок розрахунку:

1. Вибираємо групу оброблюваності за допомогою табл. П1: Ст.5 з твердістю НВ ?229 відноситься до І групи оброблюваності.

2. Вибираємо групу якості по (1. П2).

Параметр шорсткості поверхні км досягнути важче, ніж квалітету отвору Н7, тому приймаємо 1-шу групу якості по шорсткості.

3. Матеріал робочої частини протяжки приймаємо в залежності з рекомендаціями табл. П3 - швидко ріжуча сталь Р6АМ5.

4. Конструкцію протяжки приймаємо з привареним хвостовиком, матеріал хвостовика - сталь 40Х. Розміри по ГОСТ 4044 - 70 (або по табл. П4). Діаметр переднього хвостовика мм, Силу, допустиму хвостовиком, розраховуємо за формулою (3.1), прийняв МПа:

Н.

5. Передній та задній кути вибираємо по табл. П5.

Передній кут чорнових та перехідних зубців, чистових та калібруючих зубців . Задній кут чорнових та перехідних зубців , чистових , калібруючих .

6. Швидкість різання встановлюємо за табл. П6: м/хв. Ця швидкість верстатом забезпечується.

7. Підняття чорнових зубців визначаємо за умови рівностійкості чорнової та чистової частини за табл. П7 для І групи оброблюваності. Спочатку для швидкості різання м/хв. та подачі чистових зубців мм встановлюємо наробітку чистової частини: Т=66 м. По тій швидкості різання та стійкості чорнових зубців Т=69м. знаходимо підняття чорнових зубців мм/зуб на сторону. Для І групи оброблюваності та 1-ї групи якості при швидкості різання м/хв. за табл. П17 обмежуємо підняття чорнових зубців до мм. Поправні коефіцієнти на наробітку приймаємо за табл. П18: ; (призначаємо ЗОР - сульфофрезол по ГОСТ 122-54). Наробок з виправними коефіцієнтами

м

8. Глибина стружкової канавки h, необхідної для розміщення стружки при підйомі мм, знаходимо по ( 1.форм.3.2 ) взявши коефіцієнт розміщення К= 3;

мм

В (1.П19) найближча більша глибина стружкової канавки h=2.0 мм. Її й приймаємо для подальших розрахунків. Перевірку на жорсткість протяжки не робимо, оскільки

мм - не більше 40мм.

9.Крок чорнових зубів приймаємо по (1.П19). Оскільки глибині h=2.0 мм відповідає декілька значень кроку то відповідно (1.п.9) приймаємо менший профіль №3. Інші елементи стружкової канавки: . Число одночасно приймаючих участь в роботі зубів знаходимо по (1. форм.3.7), відкидаючи дробову частину:

10. Максимально допустиму силу різання беремо мінімальну з трьох:

кН

кН

11. Число зубів в групі знаходимо по (1 форм.3.12) де МПа для мм та по (1.П20) по (1.П21)

приймаємо

12. Визначаємо розрахункову силу протягування по (1. форм.3.14)

Н

13. Повний припуск визначаємо по (1. форм.3.16)

де - припуск на перехідні зубці, беремо по (1. П23)

- припуск на чистові зубці, беремо з (1.П22)

А - повний припуск

мм

мм

14. Число груп чорнових зубців знаходимо по (1. форм.3.17)

Залишкову частину припуску знаходимо по (1.форм.3.18)

мм

Оскільки то залишаємо в перехідній частині та збільшуємо число груп на 1.

15. Число чорнових зубів знаходимо по (1.форм.3.19)

число перехідних зубів по (1.П23), чистових - , калібруючих - по (1.П22).

Загальне число зубів знаходимо (1.форм.3.20)

16. Довжину ріжучої частини протяжки знаходимо по формулі:

, ,

,

Кроки чистових та калібруючих зубів - змінні, приймаємо по (1.П24): , розміри профілю однакові для всіх кроків, їх вибираємо по (1. П19) по меншому кроку:

мм

мм

мм

мм

мм

Нові два варіанти розраховуємо для ;

По (1. форм.3.7) знаходимо крок чорнових зубів для обох варіантів:

мм мм, приймаємо

мм мм

Число зубів в групі знаходимо по (1 форм.3.12) де Н, Н для по (1.П20) ; по (1.П21)

приймаємо

,

приймаємо

Визначаємо розрахункову силу протягування по (1. форм.3.14)

Н

Н

Повний припуск визначаємо по (1. форм.3.16)

мм

мм

мм

Число груп чорнових зубців знаходимо по (1. форм.3.17)

Залишкову частину припуску знаходимо по (1.форм.3.18)

мм

мм

Оскільки в ІІ та в ІІІ випадках , то залишаємо в перехідній частині та збільшуємо число груп на 1.

Число чорнових зубів знаходимо по (1.форм.3.19)

ІІ - число перехідних зубів по (1.П23), чистових - , калібруючих - по (1.П22).

ІІІ - число перехідних зубів по (1.П23), чистових - , калібруючих - по (1.П22).

Загальне число зубів знаходимо (1.форм.3.20)

Довжину ріжучої частини протяжки знаходимо по формулі:

Кроки чистових та калібруючих зубів - змінні, приймаємо по (1.П24):

для II: ,

для III: ,

розміри профілю вибираємо по (1. П19) по меншому кроку:

для варіанту ІІ ,

для варіанту III-

мм мм

мм мм

мм мм

мм мм

мм мм

Вихідний параметр	Варіант
	I	II	III
	2	3	4
,мм	4.5	4	4
,мм	2	1.8	1.8
,мм	1.5	1.2	1.2
,мм	0.12	0.10	0.10
	2	2	2
,Н	16010	20194	26925
A,мм	0.528	0.528	0.528
,мм	0.16	0.14	0.14
,мм	0.14	0.14	0.14
,мм	0.228	0.248	0.248
,мм	0.228	0.048	0.048
	0	1	1
	0	2	2
	6	6	6
	12	12	12
	7	7	7
	25	27	27
на групах:	0.115 0.05 0.03	0.04 0.03 0.024	0.04 0.03 0.024
,мм(кількість груп)	0,02(2) 0,01(2) 0,005(2)	0,02(2) 0,01(2) 0,005(2)	0,02(2) 0,01(2) 0,005(2)
,мм	(4, 4.5, 5)	(4, 4.5, 5)	(4, 4.5, 5)
,мм	(4, 4.5, 5)	(4, 4.5, 5)	(4, 4.5, 5)
,мм	1.8	1.8	1.8
,мм	1.2	1.2	1.2
,мм	0	8	8
,мм	27	24	24
,мм	54	54	54
,мм	31.5	31.5	31.5
,мм	112.5	117.5	117.5

Порівнявши основні показники можемо побачити, що оптимальний варіант - І, оскільки в протяжки при трохи більшій подачі чорнових зубів, більша ширина зуба, та значно менша кількість зубів та довжина робочої частини. Визначення інших елементів конструкції протяжки проводимо лише для даного варіанту.

17. Діаметр калібруючи зубів мм

18. Кількість викружок та їх ширину на чорнових зубцях приймаємо по (1.П25) мм.

19. Кількість викружок на перехідних та чистових зубцях приймаємо по (1.П26) мм

20. Діаметр та довжину передньої напрямної знаходимо згідно (1.п20)

мм

21. Довжину перехідного конусу вибираємо по (1.П28) мм

22. Відстань від першого торця протяжки до першого зуба знаходимо за (1.форм.3.29):

мм

23. Діаметр та довжину задньої напрямної знаходимо згідно (1.П29)

мм,

Протяжку виконуємо з заднім хвостовиком. Діаметр хвостовика приймаємо по ГОСТ 4044-70 (табл. П4), меншим, ніж діаметр переднього хвостовика мм, довжину заднього хвостовика беремо по (1.П30) мм

24. Загальну довжину протяжки розраховуємо по (1.форм.3.30)

Вибір геометричних параметрів різця

Через те, що передні та задні кути тангенціальних різців значно змінюється в

Процесі різання, задаємо їх найменші значення, що забезпечують задовільне різання.

В кінцевий момент різання задній кут б в площині, перпендикулярній до вісі деталі, приймають рівним б=3є … 12є ( = 5є).

При роботі тангенціальних різців передній кут змінюється в широких межах від до . Передній кут в початковий момент різання приймається рівним =0…5є (=0).

Звідси передній кут в кінцевий момент різання:

де -мінімальний діаметр деталі;

- діаметр прутка заготовки.

Значення кута в градусах округлюється до цілого числа.

Передній кут заточування різниця в площині, що перпендикулярно до вісі деталі

Повздовжній кут нахилу передньої поверхні л задається в межах .Кут бокового нахилу передньої поверхні , заміряний в площині, перпендикулярній до бокової грані різця, знаходимо з точністю за формулою

Вибір вузлових точок профілю деталі

Профіль деталі складається із спряжених прямолінійних та радіусних ділянок. Обираємо базову поверхню (крайня права поверхня деталі), відносно її і проводимо нумерацію вузлових точок. Вузлові точки розташовуємо згідно рекомендацій: на прямолінійній ділянці профілю деталі - 2 точки, на прямолінійній ділянці профілю яка утворює з віссю деталі кут - 3 точки, на радіусній - 5 точок.

Вимірюємо відстані від базової поверхні до вузлових точок, а також радіуси деталі в цих точках:

i	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
l, мм	0	2.25	2.25	4.5	14.25	24	33.75	43.5	45.75	48
r, мм	37.49	37.49	47.5	47.5	39.56	37.49	39.56	47.5	46.895	46.295

Аналітичний метод профілювання фасонних різців

Суттю аналітичного метода профілювання є розрахунок координат окремих точок профілю деталі, а також заміни криволінійних ділянок профілю (дугою кола чи відрізком прямої) технологічно зручними ділянками та розрахунок останніх.

Розрахунок висоти профілю призматичного тангенціального фасонного різця

Висота профілю тангенціального фасонного різця для довільної вузлової точки:

де - відповідно заданий та передній кут різця в кінцевій момент різання;

- відстань до і-ї вузлової точки профілю деталі вздовж вісі від базової точки ( знак вибирається позитивним в сторону вільного кінця деталі (точки 1-8) і від`ємним - в бік закріплення прутка в патроні верстату ( точки 9-10 )); л-кут нахилу ріжучої кромки.

Точність виконання розрахунків висоти профілю різця - 0.0001мм.

Таблиця 1.

і	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
,мм	0	0.043	9.551	9.593	2.238	0	2.609	10.34	9.805	9.278

Апроксимація профілю різця

Дугою кола апроксимують ділянки профілю різця, які обробляють сферичні, тороїдальні і бочкоподібні ділянки профілю деталі, а також конічні (крім фасок) ділянки з кутом між утворюючою профілю і віссю деталі більш

Координати центра апроксимуючого кола:

радіус його дуги

мм

Розрахунок допусків фасонних різців

За основу розрахунків допусків різця беруть висоти профілю і осьові розміри деталі і різця, а також допуски на діаметральні розміри деталі.

Допуск на висоту профілю фасонного різця в довільній вузловій точці допуск на радіусну ділянку та допуск на лінійні (осьові) розміри різця розраховуються за формулами:



мм

мм

мм

мм

мм

Приймаємо мм

Побудова епюр змінних кутів фасонних різців

Для тангенціальних фасонних різців будують епюри зміни переднього г і заднього б кутів різця, який оброблює деталь в базовій точці.

Для побудови епюри зміни передніх і задніх кутів в напрямку подачі для точки, яка оброблює поверхні найменшого діаметра деталі, відстань від початку контакту з поверхнею обробленої деталі розділяємо на n=6…8 рівних частин. На нормалях, встановлених із точок поділення, відкладаємо вертикальні відрізки, пропорційні відповідним значення задніх і передніх кутів:

де - передній кут на початку процесу різання;

- задній кут при завершенні процесу різання;

- змінна складова для і-го відрізка:

де і- порядковий номер відрізка;

n- кількість відрізків;

- діаметр заготовки;

- найменший діаметр деталі.

і
0	0	0	3
1	8.367	8.367	11.367
2	16.391	16.391	19.391
3	23.808	23.808	26.808
4	30.468	30.468	33.468
5	36.329	36.329	39.329
6	41.127	41.127	44.127