Расчет шевера для обработки зубчатого колеса

МІНИСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

Механічний факультет

кафедра: «Металорізальні верстати та інструменті»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни: Ріжучі інструменти

На тему: Расчет шевера для обработки зубчатого колеса

ПК 04.28.50.000.00

Виконавець

Студент гр. МС 04н Горобець О.І.

Консультант Кисельова І.В.

Донецьк 2007

Задание

Материал детали - чавун НВ220

Инструмент:

1. Шевер для обробки зубчастого колеса m=5 мм, z=28, Ст. 6-D

2. Розвертка комбінована для обробки отворів , ,

, ,

3. Протяжка для обробки шліцьової втулки , ,

4. Розробити карту наладки на загострювання протяжки по задній поверхні.

Реферат

Курсовой проект: 26 стр., 3 рис., 4 приложений, 5 источников.

Объект исследования: протяжка шлицевая, развертка комбинированная и дисковый шевер для обработки зубчатых колес.

Цель работы: спроектировать указанные инструменты для обработки деталей с заданными размерами и параметрами.

В курсовом проекте приведены расчеты всех параметров и размеров указанных инструментов, выбраны материалы для изготовления инструмента и станки, на которых будет вестись обработка.

Разработаны рабочие чертежи исследуемых инструментов, а также приведена карта наладки на заточку развертки по передней поверхности.

Содержания

Введение

1. Расчет дискового шевера

1.1 Определение параметров зуба шевера в нормальном сечении

1.2 Определение угла скрещивания осей шевера и колеса

1.3 Определение параметров зуба шевера в торцовом сечении

1.4 Выбор внешнего диаметра шевера

1.5 Определение числа зубьев шевера

1.6 Определение диаметра делительной и основной окружностей шевера

1.7 Выбор диаметра посадочного отверстия d по диаметру посадочной части шпинделя станка

1.8 Выбор ширины шевера в зависимости от метода шевингования

1.9 Определение формы и размеров стружечных канавок

1.10 Определение размеров стружечных отверстий

1.11 Профилирование шевера

2. Расчет комбинированной развертки

2.1 Исходные данные для расчета комбинированной развертки

2.2 Диаметр развертки

2.3 Геометрические параметры развертки

2.4 Распределение зубьев развертки

2.5 Глубина стружечной канавки

3. Расчет шлицевой протяжки

3.1 Анализ и техническое обоснование принятой конструкции протяжки

3.2 Выбор материала протяжки

3.3 Выбор типа хвостовика и его размеры

3.4 Определение профиля и геометрических параметров зубьев протяжки

3.4.1 Выбор размеров и профиля стружечных канавок

3.4.2 Выбор геометрических параметров протяжки

3.4.3 Определение подъемов на зуб

3.5 Выбор станка

3.5.1 Расчет сил резания при протягивании

3.5.2 Выбор модели станка

3.5.3 Проверка протяжки на прочность

3.6 Расчет фасочной части протяжки

3.6.1 Определение припуска на фасочные зубья

3.6.2 Расчет количества зубьев

3.6.3 Определение параметров выкружек

3.6.4 Расчет длины фасочной части протяжки

3.7 Расчет шлицевой части протяжки

3.7.1 Припуск на шлицевые зубья

3.7.2 Расчет количества зубьев

3.7.3 Параметры выкружек

3.7.4 Определение длины шлицевой части протяжки

3.8 Определение конструктивных размеров протяжки

3.8.1 Определение диаметров зубьев

3.8.2 Передняя направляющая

3.8.3 Шейка и переходной конус

3.8.4 Задняя направляющая

3.8.5 Общая длина протяжки

Введение

Целью данного курсового проекта является расчет и проектирование металлорежущих инструментов: протяжка шлицевая, развертка комбинированная и шевер дисковый для обработки зубчатых колес.

Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием. Высокая производительность процесса протягивания объясняется тем, что одновременно находится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок. Протягивание позволяет получать поверхности высокой точности (6-го - 8-го квалитетов точности) и низкой шероховатости (Ra=0.63-0.25 мкм).

Наиболее широкое применение получили протяжки для обработки шлицевых отверстий.

Комбинированные развертки представляют собой специальный инструмент для совмещенной обработки нескольких отверстий.

Шеверы используются для чистовой и отделочной обработки незакаленных зубчатых цилиндрических колес. Во время шевенгования точность колеса повышается на одну степень. При этом выправляется профиль зубьев, шаг, биение зубчатого венца и снижается шероховатость поверхности до . Стойкость шевера до перетачивания составляет 10-15 тыс.колес. Число переточек шевера 4-6.

1. Расчет дискового шевера

Шевер представляет собой многолезвийный инструмент, который имеет в данном случае вид косозубого зубчатого колеса.

Шеверы используются для чистовой и отделочной обработки незакаленных зубчатых цилиндрических колес. Во время шевенгования точность колеса повышается на одну степень. При этом выправляется профиль зубьев, шаг, биение зубчатого венца и снижается шероховатость поверхности до . Стойкость шевера до перетачивания составляет 10-15 тыс.колес. Число переточек шевера 4-6.

Шеверы изготовляют из быстрорежущей стали чаще цельной конструкции. Твердость режущей части должна быть не меньше 62-65 .

Так как заданное зубчатое колесо имеет степень точности Ст.6-D, то принимаем шевер класса точности А.

1.1 Определение параметров зуба шевера в нормальном сечении

При обкатывании выходной поверхности шевера с обрабатываемым колесом их зубья теоретически должны как бы быть в зацеплении с одной и той же косозубой инструментальной рейкой, поэтому у шевера и колеса в нормальном по направлению их зубьев сечении должно быть обеспечено равность профильного угла и шага зубьев:

_;

Толщина зуба шевера по делительной окружности будет равна:

где толщина зуба колеса:

,

гарантированный боковой зазор,

Поверхности выступов и впадин колеса не должны контактировать с соответствующими поверхностями шевера. То есть

Кроме этого, надо чтобы часть переходной кривой зуба колеса была обработана шевером. Из этих условий принято назначать

=5, мм,

где =0,2+0,3m =1,1-1,2 - припуск на перетачивание;

высота головки колеса:

;

К=1,0 - запас на величину возможного отвода сверла во время сверления стружечных отверстий, определяется в зависимости от модуля.

Высота головки зуба нового шевера

=7,55, мм,

де h_f - висота ножки зуба обрабатывемого колеса;

- профильний угол колеса;

=0,2+0,3m - припуск на перетачивание инструмента.

Висота зубця шевера h_и = h_аи + h_fи,=12,55 мм.

1.2 Определение угла скрещивания осей шевера и колеса

При установке на станок ось шевера наклонена к оси обрабатываемого колеса на угол скрещивания . С увеличением угла скрещивания улучшаются условия обработки, увеличивается продуктивность, но снижается точность обработки. Установлено, что наиболее удовлетворительным является угол скрещивания равный (10-15).

В общем случае ,

где угол наклона зубьев обрабатываемого колеса;

угол наклона зубьев шевера.

Так как нарезаем прямозубое колесо, то

1.3 Определение параметров зуба шевера в торцовом сечении

Так как шевер представляет собой косозубое колесо, то его параметры в торцовом сечении определяются по формулам:

- шаг зубьев:

=17,88мм

- модуль:

=5,694мм

- профильный угол:

=0,378,

1.4 Выбор внешнего диаметра шевера

Внешний диаметр щевера должен удовлетворять следующие условия:

- быть как можно большим, исходя из возможностей шевинговального станка, потому что это повышает продуктивность обработки;

- обеспечивать возможность обработки колеса с минимальным числом зубьев с учетом минимального межцентрового расстояния А, что допускается станком.

где делительный диаметр шевера;

для m=2…8,0 мм и

делительный диаметр наименьшего обрабатываемого данным шевером колеса.

Следовательно, принимаем основные параметры зубошевинговального станка 5А714:

- максимальный модуль m=6 мм;

- диаметр обрабатываемого колеса, ;

- межосевое расстояние пары «шевер-колесо», ;

- максимальный диаметр шевера,

1.5 Определение числа зубьев шевера

Число зубьев шевера должно удовлетворять зависимости

где высота головки зуба нового шевера.

Для повышения точности обработки за счет отсутствия повторного контакта того самого зуба шевера с тем же зубом колеса, число зубьев шевера не должно иметь общих множителей с числом зубьев обрабатываемого колеса. Следовательно, число зубьев шевера принимаем из стандартного ряда: .

1.6 Определение диаметра делительной и основной окружностей шевера

Делительный диаметр в торцовом сечении определяется по формуле

Диаметр основной окружности:

1.7 Выбор диаметра посадочного отверстия d по диаметру посадочной части шпинделя станка

Диаметр посадочного отверстия шевера принимается равным диаметру стандартной оправки, исходя из условий прочности. Для шевера с делительным диаметром диаметр посадочного отверстия равен .

1.8 Выбор ширины шевера в зависимости от метода шевингования

Примем равнобежный метод шевингования, при котором ось колеса равнобежна продольной подачи. При этом стандартная ширина шевера при . Ширина ступицы делается на 1 мм большей.

1.9 Определение формы и размеров стружечных канавок

Примем такую форму стружечных канавок шевера как боковые стороны канавок перпендикулярны зубу. Для этой схемы передние углы имеют нулевое значение.

Размеры канавок:

Глубина канавки влияет на величину заострения зуба шевера на вершине , которая не должна быть меньше 0,1 мм. Проверка величины должна быть выполнена по условию

где угол давления эвольвенты в точке профиля, которая лежит на диаметре выступов,

толщина зуба нового шевера по диаметру выступов.

Для обеспечения достаточной прочности шевера толщина зуба по окружности выступов должна удовлетворять условию

Принимаем

1.10 Определение размеров стружечных отверстий

Стружечные канавки на боковых поверхностях шевера выполняют долблением специальной гребенки. Для вольного выхода долблежных гребенок выполняются цилиндрические отверстия диаметром на окружности .

Диаметр отверстия

где ширина впадин между зубьями по окружности впадин шевера ,

мм

где товщина зуба шевера по окружності в торцевом сечении

- угол давления на окружности впадин

Диаметр окружности центров отверстий



1.11 Профилирование шевера

В процессе эксплуатации шевер перетачивается, в результате этого изменяется межцентровое расстояние пары „шевер-колесо”, угол зацепления , угол скрещивания осей . Поэтому необходимо определить размеры шевера при разной степени износа.

Профилирование шевера лежит в расчете параметров, что определяют форму эвольвенты и размеры зубьев шевера.

Размеры и расположение припуска на перетачивание шевера зависит от нескольких причин: необходимого срока службы шевера до полного износа; заострение зубьев шевера; ширины впадин между зубьями на окружности впадин.

Для колес с профильным углом при значении коеффициента смещения обрабатываемого колеса принято симметричное расположение профилей нового и изношенного шеверов по отношению к теоретическому профилю, т.е. .

Тогда для нового шевера толщина зуба по делительной окружности и высота головки зуба равны соответственно

припуск, назначается в зависимости от модуля.

где висота головки зуба шевера в нормальном сечении,

нормальный угол зацепления на начальном цилиндре нового шевера, величина коррекции угла

Толщина зуба по делительной окружности и высота головки зуба переточенного шевера равны соответственно

где висота головки зуба шевера в нормальном сечении,

нормальный угол зацепления на начальном цилиндре нового шевера, величина коррекции угла

Диаметр окружности выступов нового шевера будет

Диаметр окружности выступов сточенного шевера будет

Высота ножки сточенного шевера должна быть:

Диаметр окружности впадин сточенного шевера будет

Для предотвращения появления переходных кривых на зубе обрабатываемого колеса необходимо чтобы рабочая часть эвольвенты заканчивалась, не доходя до основной окружности на 1…2 мм. Т.е. необходимо проверить выполнение условия

,

где

Следовательно, условие выполняется.

2. Расчет комбинированной развертки

2.1 Исходные данные для расчета комбинированной развертки

- номинальный диаметр меньшего отверстия D₁=мм;

- номинальный диаметр большего отверстия D₂=мм;

- длина развертывания первой ступени l₁=60 мм;

- длина развертывания второй ступени l₂=28 мм;

В зависимости от диаметра обрабатываемого отверстия развертку выполним цельной

2.2 Диаметр развертки

где D_imin - минимальный диаметр соответствующей ступени отверстия;

В_i - верхнее предельное отклонение диаметра отверстия;

р - допуск на разбивание отверстия, р=0,01 мм

Рисунок 2.1 Схема расположения полей допусков отверстий.

2.3 Геометрические параметры развертки

Передний угол для чистовой развертки принимаем =5, а задний угол б=6. Величина заднего угла является одинаковой на режущей и калибрующей частях. На калибрующей части выполняется ленточка f=0.2 мм.

Угол наклона зубьев целесообразно выполнить равным нулю, что упрощает технологию изготовления развертки.

Главный угол в плане ц на заборной части зависит от свойств обработанного материала, для чугуна ц=5

Длина калибрующей части развертки:

где мм - величина калибрующей части стачивания при одной переточки

- число переточек;

мм

мм

Длина заборной части ступени

где - минимальный диаметр заборной части;

t - глубина резания принимаем 0.2 мм

m₂ =2 мм

тогда

мм

Длина рабочей части ступени

где Lф =2 мм - длина фаски,

величина обратного конуса.

мм

мм

Чтобы исключить повреждение обработанной поверхности при выводе развертки из отверстия, конец калибрующей части необходимо выполнить по радиусу равному 3-5 мм

Число зубьев развертки определяется зависимостью:

принимаем для всех ступеней развертки число зубьев 10

2.4 Распределения зубьев развертки

Для устранения огранки отверстий распределение зубьев развертки должно быть неравномерным, разность между соседними угловыми шагами определяется зависимостью

Определим значения угловых шагов

Рисунок 2.2 Распределения зубьев развертки.

2.5 Глубина стружечной канавки

Глубина стружечной канавки целесообразно выполнять переменной, что позволяет использовать для всех стружечных канавок фрезу с постоянным углом. Тогда глубину канавка можно определить по зависимости

где - угол, соответствующий ширине спинки;

н - угол профиля фрезы принимаем ;

с - ширина спинки зуба, приведена в таблице 1

Таблица 1 Размер стружечной канавки

Стружечная канавка	Z1-1	Z2-2	Z3-3	Z4-4	Z5-5
с	1.3	1.7	1.5	1.4	1,6

Рисунок 2.3 Размеры стружечной канавки.

Угол, соответствующий ширине спинки для Ш35

Тогда глубина стружечной канавки

Угол, соответствующий ширине спинки для Ш42

Тогда глубина стружечной канавки

3. Расчет шлицевой протяжки

При выборе заготовки для последующего протягивания определяют диаметр и точность предварительно изготовленного отверстия. При центрировании по внутреннему диаметру предварительно обработанное отверстие обрабатывается.

- диаметр отверстия до протягивания мм;

- наружный диаметр шлицев мм;

- внутренний диаметр шлицев мм;

- число шлицев ;

- ширина шлица мм;

- материал детали чугун НВ220;

- длина протягивания мм;

- шероховатость мкм;

Протягивание является высокопродуктивным способом обработки, с помощью которого получают детали с высокой точностью размеров (6-го-8-го квалитета точности) и с малой шероховатостью (). По продуктивности процесс протягивания в 5-10 раз выше растачивания и развертывания.

Протяжка - это многолезвийный режущий инструмент, при работе которого в контакте с обрабатываемой поверхностью детали находятся одновременно большое количество режущих кромок, которые имеют большую суммарную длину.

3.1 Анализ и техническое обоснование принятой конструкции протяжки

Конструктивные особенности, суммарная длина и технологичность изготовления шлицевых протяжек много в чем зависят от принятой последовательности срезания припуска, т.е. от комбинации зубьев, которые обрабатывают те или другие элементы шлицевой втулки.

При обработки втулки для шлицевого соединения с центрированием по внутреннему диаметру протяжка должна иметь фасочные, шлицевые и круглые группы зубьев.

Протяжка типа КФШ используется при обработки втулки для шлицевого соединения с центрированием по внутреннему диаметру.

3.2 Выбор материала протяжки

Материал режущей части протяжки выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, его физико-механических особенностей, типа протяжки, характера производства. При обработке чугуна, в качестве инструментального материала чаще используют быстрорежущую сталь ХВГ.

По конструкции протяжки бывают цельными, составными и сборными. Протяжки из быстрорежущей стали при изготовляют со сваренным хвостовиком. Сваривание хвостовика со стержнем делают по переходной шейке на расстоянии 15-20 мм от начала переходного конуса сваркой трением или электроконтактной сваркой.

3.3 Выбор типа хвостовика и его размеры

Тип хвостовика и его размеры выбираются в зависимости от вида патрона протяжного станка, преимущества следует отдавать быстросменным патронам.

Диаметр хвостовика должен быть меньше диаметра предварительно обработанного отверстия не меньше, чем на 0,3 мм для свободного входа хвостовика в деталь. Окончательный диаметр хвостовика принимают равным ближайшему стандартному размеру. Хвостовик протяжки выполняют с допуском по .

Таблица 1 - Основные размеры и допустимые усилия на разрыв для хвостовиков под быстросменные патроны

Dхв	D1	D2	?1	?2	?3	С	Припустиме розривне зусилля, Рдоп., Н
							для сталі Р6М5
50	36	49	90	20	32	8	453200

Рис.3.1 Основные размеры хвостовика протяжки

3.4 Определение профиля и геометрических параметров зубьев протяжки

3.4.1 Выбор размеров и профиля стружечных канавок

У протяжек группового резания шаг черновых и переходных зубьев на всех частях протяжки принимаем одинаковым и равным

длина обрабатываемой втулки.

Рис.3.2 Форма и размеры профиля зубьев протяжки

Полученное значение шага зубьев округляем до ближайшего большего стандартного.

Таблиця 2 - Розміри профілів зубців протяжки у (мм)

№ проф.	t	b	R	h	r	Fакт, мм2
11	19	6,0	13,0	8,0	4,0	50,24

Для обеспечения нормальной работы протяжки без вибраций и удовлетворительного качества обработанной поверхности одновременно в работе должно находиться четыре- пять зубьев. При обработке коротких втулок возможно, чтобы в работе одновременно находилось не менее двух зубьев. Но количество одновременно работающих зубьев не должна превышать восемь штук. Поэтому рассчитанное значение шага зубьев необходимо проверить на выполнение этого условия.

Количество одновременно работающих зубьев рассчитывается по формуле

Целая часть показывает минимальное количество одновременно работающих зубьев , а величина максимальное количество одновременно работающих зубьев.

3.4.2 Выбор геометрических параметров протяжки

Величины передних углов зубьев протяжки зависят от обрабатываемого материала. Величина заднего угла на черновых зубьях ограничена тем, что при значительных величинах задних углов протяжка быстро теряет диаметральные размеры после перезаточки по передней поверхности.

Передние и задние углы зубьев протяжки выбирают по табл. 3 в зависимости от типа зубьев и обрабатываемого материала.

Таблица 3 - Геометрические параметры протяжек группового резания

Вид зубьев	Передние углы в зависимости от обрабатываемогоматериала	Задние углы в зависимости от точности обработки
	Чугун	7-9-й квалитеты	10-й квалитет и ниже
	Св. НВ180
Черновые, переходные	4-8	3 - 4	3 - 4
Чистовые	0*	2	3
Калибрующие	0*	1	130

Примечание В случаях, * углы = 0 выпольнять на участке = 0,5 - 1,0 мм.

На чистовых зубьях допускается фаска на задней поверхности не больше 0,05 мм. На калибрующих зубьях фаска по задней поверхности может достигать 0,2-0,3 мм.

3.4.3 Определение подъемов на зуб

Черновые зубья протяжки объединены в группы по два зубца в каждой. Подъем на черновую группу рассчитывается по формуле

где активная площадь стружечной канавки зубьев протяжки (выбирается по табл. 2), мм;

минимально допустимый коэффициент заполнения стружечной канавки, который зависит от обрабатываемого материала. При обработке чугуна .

Для нормального размещения в канавке стружка должна обращаться в спиральный валик. Для каждой глубины стружечной канавки h (см. табл. 2) существует максимальный подъем на зуб, при котором обращение стружки в валик происходит нормально. Эти значения подъемов приведенные в таблице 4. Рассчитанные значения должно быть меньшим, чем приведенные в таблицы.

Таблица 4 - Максимальные значения подъема на зуб, при которых стружка сворачивается в валик, мм/зуб

Ширина снимаемого слоя b, мм	Максимальний подъем на зуб при глубине стружечной канавки h
	3	4	5	6	7
3 до 1,2d до 1,5d	0,15 0,10 0,05	0,2 0,15 0,10	0,25 0,20 0,15	0,30 0,30 0,20	0,40 0,30 0,25

После этого определяют фактический коэффициент заполнения стружечной канавки



и проверяют выполнение условия К К_доп.

На переходной части протяжки зубья также объединены в двузубые группы. Подъем на переходную группу выбирается в зависимости от найденной по таблице 5.

Таблица 5 - Подъем на переходную группу зубьев протяжки

Подъем на черновых зубьях Szч, мм	Подъем на переходные зубья Sz пер, мм	Припуск на переходные зубья Апер, мм
0,21 - 0,3	0,12 - 0,15	0,56 - 0,66

Чистовые зубья протяжки выполняют несекционоваными с подъемом на каждый зуб. Подъем на чистовые зубья и общее количество чистовых и калибрующих зубьях зависит от квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности. Значение их приведены в таблицы 6.

Таблица 6 - Подъем зубьев на чистовой части, припуск, число чистовых и калибрующих зубьев

Вид зубьев	Шлицевые	Круглые
Квалитет точности, шероховатость поверхности	7-й квалитет при Ra = 2,5 - 1,25	грубее	7-й квалитет при Ra = 2,5 - 0,63	7-й квалитет при Ra = 2,5 - 1,25	грубее
Число чистовых зубьев Zчт	2 Sz год m = 0,02; 2 Sz год m = 0,01;	1 2	2	2 3	2 2	2 1
Припуск на чистовие зубья на диаметр	0,08	0,08	0,14	0,12	0,10
Число калибрующих зубьев	4	3	4 - 5	4 -5	3 - 4

3.5 Выбор станка

3.5.1 Расчет сил резания при протягивании

Для выбора станка необходимо определить силы резания, которые возникают при протягивании на разных частях комбинированной протяжки. Максимальные силы резания возникают при работе черновых зубьев, поэтому при выборе станка учитывают только их.

Сила резания, которая возникает во время работы черновых зубьев протяжки, зависит от параметров среза и обрабатываемого материала

где удельная сила резания, которая приходится на единицу длины режущей кромки зубца, Н/мм, выбирается из таблицы 7, ;

подъем на черновые группы зубьев, мм/гр;

максимальное число одновременное работающих зубьев;

длина резальной кромки одного зуба, мм.

Для протяжек группового резания каждый зуб группы снимает 1/Z часть общей ширины снимаемого слоя металла, где Z - количество зубьев в группе. Для фасочной части протяжки длина режущей кромки одного зубца равна

где ширина шлицевого паза, мм,

величина фаски в основе шлица, мм,

количество зубьев в группе фасочной части протяжки,

количество шлицев.

Для шлицевой части протяжки длина режущей кромки одного зубца равна

где количество зубьев в группе шлицевой части протяжки.

Для круглой части протяжки длина режущейї кромки одного зуба равна

, мм,

где d - внутренний диаметр обрабатываемой втулки, мм,

Z_к=2 - количество зубьев в группе круглой части

Сила резания для фасочной части

Сила резания для шлицевой части

Сила резания для круглой части



3.5.2 Выбор модели станка

В данное время наиболее широко используются четыре модели протяжных станков, которые отличаются по тяговому усилию и максимальной длине хода штока. Характеристики протяжных станков приведены в табл. 8. Для эффективной работы станков необходимо их оптимальное использование по мощности. Наиболее рациональным есть использования мощности станка на (80-90)%. Станок выбирают по максимальной рассчитанной силе резания.

Таблица 8 - Характеристики протяжных станков

Показатели	Показатели по модели станков
	7Б510	7А520	7А530	7Б540
Номинальное тяговое усилие станка Q, Н Максимальная длина рабочего хода, мм	100000 1250	200000 1600	300000 1800	400000 2000
Границы скорости рабочего хода протяжки в м/мин	1 - 9	1,5 - 11	1,5 - 8	1,5 - 8
Минимальный размер от торца хвостовика протяжки к первому зубу, который режет lсч = l1+l2+l3+l4 (рис.1)	190 + L	200 + L	300 + L	400 + L

Принимаем станок 7Б510

3.5.3 Проверка протяжки на прочность

Для того чтобы в процессе работы не состоялось разрыва протяжки, необходимо сделать ее проверку на прочность по опасному сечению. Опасным сечением протяжки является то, в котором ее диаметр минимальный. В зависимости от размеров обрабатываемой втулки опасным может быть сечение, которое проходит через минимальный диаметр хвостовика, или сечение, которое проходит по впадине первого зубца. Необходимо проверить выполнение двух условий:

1) условие отсутствия опасности разрыва протяжки по хвостовику



где допустимое разрывное усилие для хвостовика (см. табл. 1), Н,

тяговое усилие станка, Н,

ККД станка.

2) условие отсутствия опасности разрыва протяжки по впадине первого зубца

где минимальный диаметр протяжки в сечении, которое проходит по впадине первого зуба,

диаметр отверстия до протягивания, мм,

глубина стружечной канавки, мм,

допустимое напряжение материала протяжки на разрыв, для стали ХВГ

3.6 Расчет фасочной части протяжки

3.6.1 Определение припуска на фасочные зубья

Фасочная часть протяжки предназначена для формирования фаски в основе шлица. Эта часть протяжки имеет лишь черновые зубья.

Величина припуска, который снимают фасочные зубья протяжки зависит от ее типа. Диаметр предварительно обработанного отверстия равняется внутреннему диаметру шлицев с соответствующим полем допуска

Припуск под фасочные зубья равен

где диаметр последнего фасочного зуба, мм;

величина фаски в основе шлица, мм;

внутренний диаметр шлицевой втулки, мм.

Диаметр последнего фасочного зуба принимается на 0,3...0,4мм больше диаметра фаски для того, чтобы обеспечить запас на перетачивание протяжки.

3.6.2 Расчет количества зубьев

Для всех протяжек, у которых фасочные зубья расположены после круглых, количество зубьев определяется по формуле

где подъем на зуб в черновых секциях.



Рис.3.3 Профиль фасочных зубьев

3.6.3 Определение параметров выкружек

Фасочные зубья группируются в двузубые секции, причем первые зубья в каждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для распределения стружки по ширине, а вторые выполняются без выкружок, заниженные по диаметру на 0,02-0,04 мм для компенсации упругой деформации металла втулки. Радиус выкружки выбирается графически так, чтобы ширина первого зубца секции была приблизительно на половину меньше ширины второго зуба (рис.3.3). Глубина выкружки должна быть не меньше 3Sz. Боковые стороны зубьев выполняют под углом фаски.

3.6.4 Расчет длины фасочной части протяжки

Общая длина фасочной части протяжки определяется по формуле

где t - шаг черновых зубов протяжки.

3.7 Расчет шлицевой части протяжки

3.7.1 Припуск на шлицевые зубья

Шлицевые зубья протяжки, независимо от ее типа, снимают припуск, величина которого рассчитывается по формуле

где максимальный внешний диаметр втулки, мм,

диаметр фаски в основе шлица,

допуск на разбивание отверстия.

Весь припуск снимают черновые, переходные и чистовые зубья протяжки. Припуск на переходные группы () и чистовые зубья () выбирают из таблиц 5 и 6 соответственно.

Припуск на черновую часть рассчитывают по формуле

3.7.2 Расчет количества зубьев

Количество черновых зубьев

Если выходит дробное число, то его округляют в меньшую сторону к ближайшему целому числу, а не снятый припуск переносится на переходные секции.

Количество переходных зубов

Количество чистовых () и калибрующих () зубьев выбирается по табл.6

3.7.3 Параметры выкружек

Рисунок 3.5 - Профиль черновых и переходных шлицевых зубов

Шлицевые черновые и переходные зубья группируются в секции, причем первые зубы в каждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для распределения стружки по ширине, а вторые выполняются без выкружок, заниженные по диаметру на 0,02-0,04 мм для компенсации упругой деформации металла втулки. Радиус выкружки выбирается графически так, чтобы ширина первого зуба секции была приблизительно на половину меньше ширины второго зуба. Глубина выкружки должна быть не меньше 3Sz.. На зубьях, диаметр которых больше dф+2,5 мм, делают боковые подъемы (угол 1) для уменьшения трения между боковой поверхностью зуба и обработанной поверхностью (рис.3.5).

Чистовые зубья выполняют не секционированими с подъемом на каждый зуб. Выкружек на чистовых и калибрующих зубьях нет.

3.7.4 Определение длины шлицевой части протяжки

Для повышения точности обработанной поверхности шаг чистовых и калибрующих зубьев принимают меньшим, чем шаг черновых зубьев , мм.

3.8 Определение конструктивных размеров протяжки

3.8.1 Определение диаметров зубьев

Все черновые и переходные зубья в фасочной, круглой и шлицевой частях протяжки объединенные в группы. В пределах каждой группы зубья отличаются между собой шириной, между группами - диаметром.

Диаметры первых зубьев групп определяют путем приложения двойного подъема на зуб к диаметру первого зубца предыдущей группы

Диаметр второго зубца группы выполняются меньшим по диаметру на 0, 02-0,04мм для компенсации упругой деформации обрабатываемого металла.

Зубья в чистовых частях протяжки выполняют несекционованими, т.е. диаметр каждого следующего зубца рассчитывается по формуле:

Диаметры последнего чистового зуба и всех калибрующих одинаковые и равны максимальному диаметру обрабатываемой втулки с учетом допуска на разбивку:

где =0,02-0,05 мм - допуск на разбивку отверстия.

3.8.2 Передняя направляющая

Передняя направляющая предназначена для установления обрабатываемой втулки соосно с протяжкой, благодаря чему снимается равномерный припуск по всему периметру отверстия.

За длину передней направляющей принимается расстояние от конца переходного конусу к первому режущему зубцу, включая ширину первой впадины между зубьями .

Длина передней направляющей выбирается в зависимости от отношения длины втулки, которая протягивается L, к ее диаметру D

Т.к. , то

Форма и диаметр передней направляющей принимается равным диаметру отверстия до протягивания с допуском по .

3.8.3 Шейка и переходной конус

Эти элементы предназначены для соединения хвостовика протяжки с ее рабочей частью. Длина переходной шейки должна обеспечить возможность присоединения протяжки к патрону протяжного станка.

Переходной конус выполняется для обеспечения легкого ввода направляющей протяжки в обрабатываемую втулку. Длина переходного конуса = 10- 20 мм, в зависимости от диаметра.

Минимальная длина шейки определяется в зависимости от типа станка и длины обрабатываемой детали.

где минимальный размер от торца хвостовика протяжки к первому режущему зубу (см. табл. 8) ,

длина переходного конусу, мм,

длина передней направляющей, мм.

Рассчитанную длину увеличивают на 5- 30 мм для более свободного оперирования с хвостовиком.

Диаметр переходной шейки принимается меньшим, чем диаметр хвостовика на 0, 3-1 мм с допуском по h14. Шейка обрабатывает с чистотой поверхности Ra3,2 и используется для маркировки протяжки и сварки.

3.8.4 Задняя направляющая

Задняя направляющая предназначена для того, чтобы исключить возможность перекоса обработанной детали в момент выхода из нее последнего зубца протяжки и повреждения обработанной поверхности.

Форма и диаметр задней направляющей принимается равным номинальному диаметру обрабатываемого отверстия с допуском по .

Длина задней направляющей зависит от длины обрабатываемой втулки и выбирается по табл. 10.

Т.к. ,

3.8.5 Общая длина протяжки

Общая длина протяжки рассчитывается как сумма длин все составных частей протяжки

Длина протяжки не должна превышать величины, которые допускается тех- нологічними возможностями ее изготовления (см. табл. 11), и параметрами станка (см. табл. 8).

По табл.8

По табл.11 , если