Проектирование привода

0,00022

5-6

Резкое расширение Ф11/Ф17

1

0,6

0,0004

0,00088

0,00022

Колено90 град.

2

1,2

0,00176

СЛ

0,000113

7-10

Колено 90 град.

2

1,2

0,0001

0,00041

0,000113

Резкое сужение (вход в плиту) Ф17/Ф11

1

0,6

0,0002

0,00022

Резкое расширение Ф11/Ф17

1

0,75

0,00006

Напорная линия: = 0,01039 МПа.

Сливная линия: = 0,00067 МПа.

Суммарные местные потери: = 0,01106 МПа.

Расчет суммарных потерь давления в гидросистеме

Суммарные потери во всех линиях сводятся в таблицу 2.5

Таблица 2.5. Суммарные потери давления в гидросистеме

Линия	Этап цикла	pга МПа	pl МПа	pм МПа	p МПа
Напор	Подъем	0,2985	0,091	0,01039	0,39989
Слив		0,052	0,01398	0,00067	0,6665

Проверка насосной установки по давлению:

Рн_треб = Р₁+Р_н, МПа, (2.121)

Рн_треб = 24+0,39989=24,39989; МПа

Рн_треб < Рн (24,39989<32) значит насосная установка выбрана верно.

2.6 Разработка конструкции основных узлов агрегата продольной резки

Выбор муфты

Для передачи момента с вала двигателя на вал редуктора требуется выбрать муфту. Если со осность соединяемых валов в процессе монтажа и эксплуатации выдерживается, то допустимо использовать глухую (закрытую) фланцевую муфту. Конструкция глухой (закрытой) фланцевой муфты позволяет использовать её в качестве тормозного шкива. [30, c. 11]

Типоразмер муфты выбираю по диаметрам валов и величине расчетного крутящего момента.

(2.122)

где Т_р - допустимый крутящий момент, Н?м;

Т_ном - номинальный расчетный крутящий момент, Н?м;

k - коэффициент условий эксплуатации, согласно рекомендациям [14, c. 272] принимаю k = 1,2.

НЕм

Выбираю фланцевую муфту исполнения 1:

Муфта фланцевая 250-40-11-38-11 ГОСТ 20761-96.

Допустимый крутящий момент муфты [T] = 250 НЕм;

Диаметры отверстий полумуфт 40 и 38 мм; исполнение полумуфт 1

, условие выполняется, надежность муфты обеспечена.

Производить проверку выбранной муфты на прочность не требуется, т.к. во первых она стандартная, а во вторых крутящий момент выбран с большим запасом. Это позволяет утверждать, что прочность муфты обеспечена.

Расчет и выбор тормоза

Тормозной момент

, Нм (2.123)

где М_ин - момент сил инерции поступательно движущихся и вращающихся

масс, приведенный к валу двигателя, Н?м;

М_с - момент сил сопротивления, при веденный к валу двигателя, Нм;

Для груженой тележки:

, (2.124)

где Q - грузоподъёмность Q=25000 кг (исходные данные);

m_т - масса тележки m_т=10111 кг (исходные данные);

а_т - замедление при торможении, м/с² (а_т=0,3…0,6 м/с²);

k_ин - коэффициент неучтённых инерционных масс k_ин=1,1…1,3.

, Нм.

, (2.125)

где W_ст - статическое сопротивление движению тележки с грузом, Н.

Нм

Нм

Выбираем колодочный тормоз с пружинным замыканием и приводом от электромагнита [14, табл. 2.7] типа ТКТ - 200, с приводным электромагнитом МО - 200Б. Параметры тормоза:

Максимальный тормозной момент М_{т мах}=160 Н?м при продолжительности включения ПВ 25% - 40%.

Диаметр тормозного шкива d_шк=200 мм.

Подбор шпонок и проверка прочности шпоночных соединений

Шпоночные соединения предназначены для соединения валов с деталями передающими вращение. В приводе механизма передвижения шпоночные соединения применяются для передачи крутящего момента с вала электродвигателя на полумуфту, передачи крутящего момента с полумуфты на быстроходный вал редуктора, передачи крутящего момента с тихоходного вала редуктора к звёздочке цепной передачи, передачи крутящего момента с ведомой звёздочки на вал приводного ската, передачи крутящего момента с вала ската ходовым колёсам.

Выходной конец быстроходного вала редуктора имеет диаметр d_б = 40 мм и длину l_б = 110 мм. Для передачи крутящего момента с полумуфты на вал при заданных размерах вала выбираю шпонку призматическую со скруглёнными торцами. Материал шпонки - сталь 45 ГОСТ 1050 - 88. [40, c. 295]

Шпонка 12 8 70 ГОСТ 23360 - 78

Напряжение смятия

(2.126)

где t₁ - глубина паза вала, мм; [10, c. 295]

[_см] - допустимое напряжение смятия, для стали 45 [_см] = 100…200 МПа;

l - длина шпонки, мм;

h - высота шпонки, мм;

b - ширина шпонки, мм;

Т - крутящий момент на валу электродвигателя, Н?м.

Условие прочности выполнено, прочность шпоночного соединения обеспечена.

Выходной конец быстроходного вала редуктора имеет диаметр d_б = 40 мм и длину l_б = 110 мм. Для передачи крутящего момента с полумуфты на вал при заданных размерах вала выбираю шпонку призматическую со скруглёнными торцами. Материал шпонки - сталь 45 ГОСТ 1050 - 88. [40, c. 295]

Шпонка 12 8 70 ГОСТ 23360 - 78

Выходной конец тихоходного вала редуктора имеет диаметр d_б = 80 мм и длину l_б = 170 мм. Для передачи крутящего момента с вала редуктора на звёздочку цепной передачи при заданных размерах вала выбираю шпонку призматическую со скруглёнными торцами. Материал шпонки - сталь 45 ГОСТ 1050 - 88. [40, c. 295]

Шпонка 22 14 150 ГОСТ 23360 - 78

Проверяем шпоночное соединение на смятие.

Напряжение смятия по формуле (2.126)

Условие прочности выполнено, прочность шпоночного соединения обеспечена.

Ступень вала приводного ската для посадки ведомой звёздочки цепной передачи имеет диаметр d_с = 165 мм и длину l_с = 170 мм. Для передачи крутящего момента со звёздочки на вал при заданных размерах вала выбираю шпонку призматическую со скруглёнными торцами. Материал шпонки - сталь 45 ГОСТ 1050 - 88. [40, c. 295]

Шпонка 40 22 140 ГОСТ 23360 - 78

Проверяем шпоночное соединение на смятие.

Напряжение смятия по формуле (2.126)

Условие прочности выполнено, прочность шпоночного соединения обеспечена.

Ступень вала приводного ската для посадки ходового колеса имеет диаметр d_хк = 130 мм и длину l_хк = 123 мм. Для передачи крутящего момента с вала на ходовое колесо, при заданных размерах вала выбираю шпонку призматическую со скруглёнными торцами. Материал шпонки - сталь 45 ГОСТ 1050 - 88. [40, c. 295]

Шпонка 32 18 120 ГОСТ 23360 - 78

Проверяем шпоночное соединение на смятие.

Напряжение смятия по формуле (2.126)

Условие прочности выполнено, прочность шпоночного соединения обеспечена.

3. Технологическая часть

3.1 Разработка технологического процесса изготовления детали «Звездочка - ведущая»

Описание назначения и конструкции детали

Деталь «Звездочка ведущая» представляет собой высокоточное и достаточно прочное изделие, предназначенное для передачи значительного вращающего момента от вала редуктора на приводной скат при помощи трехрядной втулочно-роликовой цепи. Деталь требует при изготовлении соблюдения ряда технологических норм и правил для обеспечения заданного качества.

Основные элементы конструкции звёздочки, на которые следует обратить внимание при обработке - осевое отверстие в ступице для посадки детали на вал, шпоночный паз и зубчатый венец. Отверстие Ш80Н7 - седьмой квалитет точности с шероховатостью равной Ra2,5 мкм. Передача усилия с вала на деталь осуществляется через призматическую шпонку, поэтому в отверстии ступицы выполняется шпоночный паз по 9 квалитету точности, допуск симметричности 0,01. Зубчатый венец звёздочки выполняется трёхрядным под стандартную цепь 3ПР - 38,1-38100 по ГОСТ 13568-97.

Зубчатый венец подвергается воздействию силовых нагрузок и абразивному износу, поэтому зубья упрочняются путем закалки токами высокой частоты до твердости HRC 45-50 на глубину 1…3 мм. Звездочка изготавливается из стали марки - Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Технологический контроль чертежа детали

Чертеж детали выполнен по нормам ЕСКД. Точность, обозначение всех посадок, отклонений, шероховатостей поверхности, составляющих детали дают возможность получить все необходимые данные для разработки техпроцесса изготовления.

В качестве установочной базы на первых операциях может быть использована наружная поверхность заготовки. В качестве чистовой установочной базы на последующих операциях - центральное отверстие.

Материал, выбранный для изготовления детали, соответствует всем требованиям, предъявляемым по прочности и износостойкости.

Исходя из вышесказанного, способов дальнейшего упрощения детали нет.

Анализ технологичности конструкции изделия

Вместе с техническими требованиями, к устройству изделия предъявляют такие требования как технологические и производственные. Устройство изделия и его составляющих должно быть таким, чтобы максимально снизить трудозатраты (трудоемкость), потраченные на его изготовление на всех стадиях производства. Изделие отвечающее таким требованиям называют технологичным.

Одной из главных технологических сложностей для данной детали является получение заготовки, конфигурация которой максимально приближена к конфигурации и размерам готовой детали.

Данная деталь является достаточно технологичной для серийного производства при применении прогрессивных способов получения исходной заготовки.

Основные причины, снижающие технологичность деталей:

- форма заготовки далека от конфигурации детали, т.е. заготовка имеет большие припуски для механической обработки (увеличивается время обработки, расход инструмента, затраты энергии);

- неправильное расположение обрабатываемых поверхностей на заготовке (например, две параллельных плоскости, расположенных рядом, рекомендуется располагать на одном уровне);

- не предусматривается возможность нормального выхода режущего инструмента (для резцов, сверл, фрез, метчиков рекомендуется вводить специальные канавки и т.д.);

- в ступенчатых отверстиях наиболее точную ступень рекомендуется делать сквозной; (снижение трудоемкости, упрощение обработки и конструкции инструмента).

Выбор способа изготовления заготовки

Выбор того или иного вида заготовки определяется назначением детали, ее размерами и серийностью производства.

Требуемые механические свойства материала заготовки для звездочки цепной передачи диктуют необходимость применения кованой заготовки. Это связано с тем, что стальная заготовка после прокатки (в состоянии поставки с металлургического завода) имеет разные механические характеристики вдоль и поперек прокатных волокон. Если из такой заготовки изготовить зубчатые венцы, то возможно их разрушение при относительно малых нагрузках в непредсказуемых местах.

Максимальный диаметр детали превышает 300 мм, при ширине 140 мм, чистовая масса детали составляет - 58,9 кг. По заданию: тип производства - мелкосерийное. Следовательно, по размерам и весу подходит поковка на молотах или кривошипных прессах. Изготавливать закрытый штамп для горячей штамповки в мелкосерийном производстве дорого. С другой стороны, при ковке свободной ковкой, заготовка будет иметь большие припуска, на снятие которых потребуется много станкочасов. Поэтому, из всего многообразия поковок для данной детали наиболее целесообразным способом изготовления заготовки является поковка методом ковки на молоте в подкладном штампе. По этому методу затраты на оснастку минимальные, но припуски и допуски будут меньше, чем при свободной ковке.

Для окончательного определения способа получения заготовки рассчитаем и сравним массу заготовок по двум вариантам:

1. Поковка методом свободной ковки.

2. Поковка в подкладном штампе.

Вариант 1.

При использовании метода свободной ковки наружный диаметр с учетом припуска Z = 19 ± 7 [37 с. 216] принимаем D = 332 ± 7 мм, высоту H = 159 ± 7 мм, тогда масса заготовки:

, кг, (3.1)

где - плотность стали;

Q = 0,25Ч3,14Ч0,332²Ч0,159Ч7,85Ч10³=108, кг.

Вариант 2.

При использовании подкладного штампа можно снизить припуски. В этом варианте возможна прошивка центрального отверстия. Чертеж заготовки выполнен в графической части. Припуски и допуски взяты по ГОСТ 7829-70 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые ковкой на молотах»:

Высота Н =140 мм; мм; Н₁=155±4 мм;

Наружный диаметр D=312; мм; D₁=

Диаметр отверстия мм; мм; мм.

Подставляем значения в формулу (3.1):

Масса без учета отверстия:

Q₁ = 0,25Ч3,14Ч0,326²Ч0,155Ч7,85Ч10³=101,5, кг

Масса металла удаляемого из отверстия:

Q₂ = 0,25Ч3,14Ч0,06²Ч0,155Ч7,85Ч10³=3,4, кг

Окончательно масса заготовки составит:

Q= Q₁ - Q₂, кг, (3.2)

Q=101,5 - 3,4 =98,1 кг

Рассчитаем стоимость изготовления заготовки методом свободной ковки

, руб., (3.3)

где Q - масса заготовки, - 108, кг;

q - масса готовой детали - 58,9, кг;

С - стоимость 1 т базовой заготовки, 515 руб./т;.

Коэффициенты, зависящие от:

k_t - класса точности поковки; принимает 1 для нормальной точности;

k_m - материала; для стали принимаем 1;

k_c - сложности; для 2 группы сложности принимаем 0,84;

k_b - массы; для массы от 63 до 160 кг принимаем 0,7;

k_n - объема производства; для 2 группы серийности принимаем 1;

S_отх - цена отходов, принимаем 25 руб./т или 0,025 руб./кг;.

Подставляем в формулу (3.3)

S_заг руб.

Рассчитаем стоимость изготовления заготовки с использованием подкладного штампа

По формуле (3.3)

S_заг 28,7 руб.

Следовательно, выбираем заготовку, изготовленную с помощью подкладных колец.

Разработка плана обработки детали

Создаем план-маршрут обработки поверхностей детали.

В качестве заготовки целесообразно использовать поковку методом ковки на молоте в подкладном штампе. Этот метод позволяет получить высокую производительность и небольшую стоимость при близкой степени соответствия формы заготовки и формы детали.

В основе проектируемого техпроцесса используем типовой технологический процесс [25, с. 447]. Для повышения точности нарезки зубчатого венца необходимо на первых операциях технологического процесса подготовить чистовую базу для нарезки зубьев. Учитывая это положение, на первой операции с установкой по наружному диаметру проводим обработку чистовой базы - центрового отверстия. Одновременно обрабатываем торец детали, чтобы получить достаточную точность взаимного расположения между базовым торцом и базовым внутренним диаметром. На второй и третьей операциях завершаем обработку центрального отверстия и шпоночного паза в нем методом протягивания.

Для завершения обработки детали и получения концентричного расположения наружного и внутреннего диаметров (радиальное биение наружного диаметра относительно базового - 0,06 мм) проводим вторую установку детали. Устанавливаем деталь на консольную разжимную оправку по внутреннему диаметру с упором в обработанный торец и проводим черновую токарную обработку. Протачиваем канавки между зубчатыми венцами и закругляем венцы по радиусу. После этого обтачиваем торцы и наружный диаметр под нарезку зубьев окончательно. Наряду с радиальным биением, при обработке следует выдержать биение торцов относительно оси отверстия в пределах 0,05 мм.

Перед наиболее трудоемкой операцией - обработкой зубьев - проводим технологический контроль с обязательной проверкой радиального биения венца под нарезку зубьев, т.к. нет смысла нарезать зубья, если допущены отклонения на предварительной стадии обработки.

Для обработки зубьев по методу обката применим зубофрезерный станок и червячную фрезу. В связи с тем, что нам необходимо обеспечить минимальное биение наружного диаметра относительно установочной базы, устанавливаем деталь на оправку с базой по внутреннему диаметру. Все три венца обрабатываем одновременно с одной установки.

После нарезки зубьев проводим зачистку заусенцев и комплексный контроль полученных зубчатых венцов. Далее следует термическая обработка - зубья закаливаем токами высокой частоты на глубину 1…3 мм до твердости 45…50 НRС. Цель обработки - повысить стойкость зубьев против истирания.

Окончательно шлифуем базовое отверстие для повышения шероховатости.

Последним следует окончательный контроль. Полностью технологический процесс отражен в таблице 7 и эскизах обработки (графическая часть)

Определение типа производства и формы организации труда

При незначительном объеме производства (около 200 штук в год) целесообразно применять технологию изготовления разработанную для мелкосерийного вида производства. Приближенно это можно подтвердить, используя таблицу [15, с. 18];

Чистовая масса детали - 58,9 кг

Используя эти данные по таблице определяем тип производства - мелкосерийное.

Для серийного производства применяют в основном универсальные станки, приспособления и инструменты, иногда специализированные для выполнения отдельных операций.

Расчет числа деталей партии для одновременного запуска в серийное производство определяется по формуле: [15, с. 18]

(3.4)

где N - программа выпуска в квартал, принимаем 50 шт.;

а - периодичность запуска, принимаем равным 4;

Т - количество рабочих дней в планируемом периоде выпуска, принимаем 254;

Таким образом, в среднем надо выпускать менее 1 детали в день. Исходя из этого ежемесячно должно изготавливаться 17 деталей.

Для данной детали форма организации производства - по видам оборудования. Эта форма выбрана в связи с тем, что партии деталей слишком малы для создания участков «по видам изделий» или тем более создания поточных линий производства. Поэтому цех механической обработки разбивается на участки.

Станки будут установлены среди аналогичных станков: участок токарных станков, участок сверлильных, участок зуборезных станков. Для обеспечения загрузки тяжелых деталей на станки в пролете установлен мостовой кран. В частности наша деталь весит более 50 кг, поэтому устанавливать и снимать ее со станков придется краном.

Расчет припусков на обработку

Расчет припуска выполняем для отверстия - Ш80 Н7, шероховатость - R_а2,5.

Руководствуясь рекомендациям [37, с. 17, таблица 8] применяем три технологических перехода - зенкерование, протягивание и внутреннее шлифование.

Определение припуска: [37, с. 175]

2Z₁ = 2 (R_{Z I-1}+ T _i-1 +v с _i-1² + о_y²), мкм, (3.5)

где R_zi-1 - значение высоты микронеровностей на предыдущем переходе;

T _i-1 - значение глубины дефектного слоя поверхности на предыдущем переходе;

с _i-1 - суммарное значение пространственного отклонения на предыдущем переходе;

о_y - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе;.

Значения T _i-1 и R_{Z i-1} выбираем по [37, с. 180, таблица 2]:

В нашем случае:

для заготовки (поковка) R_{Z i-1} = 700; T _i-1= 700;

после зенкерования чернового R_{Z i-1} = 50; T _i-1= 50;

после протягивания R_{Z i-1} = 20; T _i-1= 25;

Формулу для определения пространственного отклонения для отверстий, выполненных в поковке, выбираем [3, с. 186, таблице 13]:

с ₌ v с_кор ² + с_см ², мм, (3.6)

где с_кор = Д_К L - коробление поковки;

Д_К - удельный увод отверстия на 1 мм глубины [37, с. 192, таблица 22] - (0,7 мкм);

L - глубина отверстия - 140 мм;

с_см - смещение стержня, формирующего отверстие в поковке.

Численно равно допуску на диаметр отверстия в поковке (по ГОСТ 2009-55 на размер детали от 120 мм до 260 мм при максимальном габарите детали от 500 до 800 мм допуск составляет 1 мм). Следовательно, величина допуска 2 мм.

с ₌ v (0,0007Ч140)² + 2² = 2,00 мм;

Расчет пространственных отклонения после обработки с использованием формулы и таблицы [37 с. 202]:

с_ост = К_у Чс_заг, мм, (3.7)

где с_ост - значения остаточных пространственных отклонений после механической обработки;

с_заг - суммарное значение пространственного отклонения заготовки; (определено выше = 2 мм);

К_у - коэффициент уточнения, выбираемый по таблице 31; после первого технологического перехода при обработке отверстий - 0,06; после чистовой обработки отверстий - 0,005.

с_ост = 0,06 х 2 = 0,12 мм.

с_ост = 0,005 х 2 = 0,01 мм.

Погрешность установки заготовки на выполняемом переходе рассчитывается по формуле: [10, с. 9]

о_y = v о_б² + о_з², мкм, (3.8)

где о_y - Погрешность установки заготовки;

о_б - погрешность базирования;

о_з - погрешность закрепления;.

Погрешность базирования при этой схеме установки детали на станке будет равняться нулю и погрешность установки будет равняться погрешности закрепления.

По справочнику [37, с. 66, таблице 19] находим, что о_y = 800 мкм (базовая поверхность - поковка, без предварительной обработки; установка в трехкулачковом патроне).

На следующем переходе - протягивание о_y = 0. Перед внутренним шлифованием установочная база подвергается обработке, и о_y = 120 мкм по [37 с. 66, таблице 19]

Определяем припуски по формуле (3.5)

Припуск на шлифование после протягивания:

2Z₁ = 2 (20+25 + v10² + 120²) = 330 мкм.

Припуск на протягивание после зенкерования:

2Z₂ = 2 (50+50 + v120² + 0) = 440 мкм.

Припуск на зенкерование:

2Z₁ = 2 (700+700 + v2000² + 800²) = 7108 мкм.

Определяем допуски на технологических переходах:

Допуск после шлифования (окончательный):

₁= 30 мкм

Допуск на шлифование после протягивания: [37, с. 20, таблица 9]

₂ = 46 мкм

Допуск на протягивание после зенкерования по той же таблице 9:

₃ = 200 мкм

Допуск заготовки (прошитого отверстия) на зенкерование (по чертежу):

₃ = ±5 мм =10000 мкм

Расчет размеров детали (необходимый для расчет диаметра заготовки):

Максимальный размер отверстия после шлифования:

d_1min = 80,00 + 0,03 = 80,03 мм

Минимальный размер отверстия:

d_1max = 80,0 мм

Максимальные размеры отверстия по переходам.

после протягивания:

d _2max = 80,03 - 0,330 = 79,7 мм

после зенкерования:

d _3max = 79,7 - 0,44 = 79,26 мм

Заготовки

d _4max = 79,26 - 7,108= 72,152~72,15 мм

Минимальные размеры детали определяем, вычитая из максимальных (округленных) размеров, найденные допуска:

d _2min = 79,7 - 0,046 = 79,24 мм

d _3min = 79,26 - 0,2= 79,06 мм

d _4min = 72,15-10,0= 62,15 мм

Рассчет предельных размеров припусков:

2Z_1min =80,0 - 79,7 = 0,3 мм

2Z_1max =80,03 - 79,24 = 0,79 мм

2Z_2min = 79,26 - 79,24 = 0,02 мм

2Z_2max =79,7 - 79,06 = 0,64 мм

2Z_3min =79,06 - 72,15 = 6,91 мм

2Z_3max =79,26 - 62,15 = 17,11 мм

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.1, на основании результатов строим схему припусков и допусков рисунок 3.1.

Таблица 3.1. Припуски и допуски на обработку

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный размер. мм	Допуск , мкм	Предельные размеры, мм	Предельные размеры припуска, мкм
	Ri-1	T I-1	с I-1	оy				dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
Заготовка	700	700	2000	-		67,15	10000	62,15	72,15	7,88	17,88
Зенкерование	50	50	120	800	7108	79,16	200	79,06	79,24	6,91	17,11
Протягивание	20	25	10	0	440	79,47	46	79,26	79,7	0,02	0,64
Шлифование	-	-	-	120	330	80	30	80,0	80,03	0,03	0,79

3.2 Расчет и выбор режимов резания, технологической оснастки, оборудования

Выбор оборудования

На первой операции выбираем серийный токарно-револьверный полуавтомат модели 1П426ПФ40 с ЧПУ.

Для протягивания центрального отверстия и шпоночного паза применяем протяжной станок 7Б55.

Для черновой и чистовой обточки применяем токарный станок 16К30Ф305 с ЧПУ. Данный станок выбран из условия обработки над станиной заготовки диаметром не менее 320 мм.

Для фрезерной операции применяем зубофрезерный станок 5В312.

Для шлифования центрального отверстия применяем внутришлифовальный станок 3К228В.

Выбор приспособлений

а) Токарная

Для выполнения токарно-револьверной операции используем стандартный трехкулачковый патрон Ш400 мм по ГОСТ 2675-80 с пневматическим приводом зажима.

б) Протяжная (центровое отверстие)

При протягивании отверстия применяем жесткую опору (планшайбу) с отверстием Ш100 мм.

в) Протяжная (шпоночный паз)

Для протяжки шпоночного паза необходима специальная направляющая втулка (адаптер).

г) Токарная черновая и токарная чистовая

На токарных черновой и чистовой операциях используем оправку консольную разжимную центровую для точных работ тип 7110-0412-1 по ГОСТ 31.1066.03 - 97 с пневматическим приводом.

д) Зубофрезерная

Для установки заготовки на столе станка для обработки зубьев используем оправку специальную с базой по внутреннему диаметру и торцу центрального отверстия. Червячная фреза ставится на оправку, которая входит в комплект станка.

е) Внутришлифовальная

На внутришлифовальной операции зубчатые колеса устанавливают в специальный мембранный патрон с базой по делительной окружности и торцу звездочки. Для этого во впадины между зубьями закладывают ролики до упора в пальцы патрона, затем отводят шток пневмопривода и кулачки зажимают звездочку.

Выбор режущего инструмента

а) На токарно-револьверной операции для подрезки торцов применяем:

Резец подрезной отогнутый правый с пластинкой Т15К6 по ГОСТ 18880-73, сечение державки 25Ч20, длина - 140 мм;

Для проточки Ш170:

Резец проходной упорный правый с пластинкой Т15К6 по ГОСТ 18879-73, сечение державки 25Ч20, длина - 140 мм;

При расчете припуска определено, что в центральном отверстии необходим значительный припуск (10 мм на сторону), поэтому для черновой обработки отверстия применяем последовательно два зенкера:

Зенкер насадной 75, №1- I со вставными пластинками Т15К6 ГОСТ 3231-71, исполнительный диаметр 73,5_-0,06; (глубина резания составит 6,75 мм)

Зенкер насадной 80, №1-I - Т15К6 - ГОСТ 3231-71; исполнительный диаметр под протягивание - 78,5_-0,06; (глубина резания составит 2,5 мм)

Для проточки Ш 312 и для протачивания и растачивания фасок применяем:

Резец проходной отогнутый правый с пластинкой Т15К6 по ГОСТ 18877-73, сечение державки 25Ч20, длина - 140 мм;

б) Для выполнения протяжных операций применяем:

Для протягивания круглого отверстия

Протяжку круглую 80Н7 Р6М5 ГОСТ 20365-74;

Для протягивания шпоночного паза:

Протяжку шпоночную 22Js9 - Р6М5 - ГОСТ 18220-73;

в) На токарной операции (черновой и чистовой проходы) применяем:

Для подрезки торцов применяем:

Резец подрезной отогнутый правый с пластинкой Т15К6 по ГОСТ 18880-73, сечение державки 25Ч20, длина - 140 мм;

Для проточки Ш170:

Резец проходной упорный правый с пластинкой Т15К6 по ГОСТ 18879-73, сечение державки 25Ч20, длина - 140 мм;

Для обработки наружной поверхности Ш312

Резец проходной отогнутый правый Т15К6 - ГОСТ 18877-73

Для прорезки пазов шириной 18

Резец широкий В=16 мм с пластинкой Т15К6 ГОСТ 18881-73

Для обработки радиусов

Резцы специальные радиусные R25 (правый и левый)

г) Для обработки зубьев применяем червячную фрезу для обработки зубьев звездочек к приводным втулочно-роликовым цепям Ш 200 - Р6М5 - ГОСТ 15127-69

д) На внутришлифовальной операции используем круг абразивный на керамической связке - тип ЧЦ (чашечный цилиндрический) Ш70Ч50Ч20 ГОСТ 4785-84

Выбор измерительного инструмента

Для измерения размеров применяем штангенциркули по ГОСТ 166-83: - ШЦ-III с пределами измерения: 0-150 мм; 0-500 мм.

Центральное отверстие проверяем калибром-пробкой ГОСТ 14815-69.

Шпоночный паз - специальный калибр пробка, шаблон.

Для контроля фасок используем шаблон.

Равномерность шага зубьев проверяем шагомером; профиль зуба - шаблоном.

Радиальное биение наружной поверхности перед нарезкой зубьев можно проверить путем установки индикаторной головки с пружинным приводом (ГОСТ 6933-82) на стойке, непосредственно на токарном станке при проведении токарной операции.

Технологический процесс изготовления детали

Процесс изготовления детали приведен в таблице 3.2

Таблица 3.2. Технологический процесс изготовления детали

Номер или обозначение	Наименование и содержание операции (установки, перехода)	Оборудование (наименование, модель, мощность, особенности)	Приспособление, вспомогательный инструмент.	Инструмент
Операции	Установки	Позиции	Переход				Режущий (наименование, материал, размер, количество)
005	А		1 2 3 4 5 6 7	Токарно-револьверная Установить в патрон по наружной поверхности - резцом с суппорта Подрезать торец 170 до размера по ширине 147,5+2 Подрезать торец 312 до размера по ширине 122,5+2 Проточить 170 на длине L=12,5 - зенкером с револьверной головки Зенкеровать отв. 80 под протягивание в два прохода - проходным резцом с суппорта Расточить фаску 345 на 80 Проточить фаску 345 на 170	Токарно-револьверный полуавтомат с ЧПУ 1П426ПФ40 (мах. 500, L=200 мм)	Патрон трехкулачковый пневматический;	Резец подрезной отогнутый правый Т15К6 ГОСТ 18880-73 Резец проходной упорный правый Т15К6 ГОСТ 18879-73 Зенкер насадной 75, №1-I Т15К6 ГОСТ 3231-71 Зенкер насадной 80, №1-I Т15К6 ГОСТ 3231-71 Резец проходной отогнутый правый Т30К6 ГОСТ 18877-73
010				Протяжная Протянуть 80Н7 под шлифование	Горизонтально-протяжной станок 7Б55	Опора жесткая	Протяжка Р6М5 80Н7 ГОСТ 20365-74
015	А		1 2 3 4 5 5 6	Токарная черновая Установить на оправку с базой по обработанным отверстию и торцу Подрезать торец 170, выдерживая размер L =140 Подрезать торец 312, выдерживая размер L =115 Проточить 170 на длине L=12,5 Точить 312 начерно в два прохода Проточить два паза шириной В=16 начерно Точить три радиуса R25 правых предварительно Точить три радиуса R25 левых предварительно	Токарно-винторезный 16К30Ф305 с ЧПУ (max. 320, L=1300)	Оправка консольная, разжимная, пневматическая	Резец подрезной отогнутый правый Т15К6 ГОСТ 18880-73 Резец проходной отогнутый правый Т30К6 ГОСТ 18877-73 Резец проходной упорный правый Т15К6 ГОСТ 18879-73 Резец широкий В=16 мм Т15К6 ГОСТ 18881-73 Резец специальный радиусный R25 левый Резец специальный радиусный R25 правый
020	А		1. 2 3 4 5 6	Токарная чистовая Установить на оправку с базой по обработанному торцу Точить 312h11 начисто Точить три радиуса R25 правых окончательно Точить три радиуса R25 левых окончательно Проточить два паза шириной В=18 за два прохода окончательно Расточить фаску 345 на 80 Проточить фаску 345 на 170	Токарно-винторезный 16К30Ф305 с ЧПУ (max. 320, L=1300)	Оправка консольная, разжимная, пневматическая	Резец проходной отогнутый правый Т30К6 ГОСТ 18879-73 Резец специальный радиусный R25 левый Резец специальный радиусный R25 правый Резец широкий В=16 мм Т15К6 ГОСТ 18881-73
030				Контроль Проверить диаметр 312,5 под нарезку зубьев Проверить радиальное биение 312,5 Проверить торцевое биение базового торца
035				Зубофрезерная Фрезеровать 24 зуба одновременно на трех венцах	Зубофрезерный станок 5В312 (Ш320 мм; L=180 мм)	Оправка специальная	Червячная фреза ГОСТ 15127-69
040				Слесарная Зачистить заусенцы Промыть деталь
045				Внутришлифовальная Шлифовать отверстие 80Н7 окончательно	внутришлифовальный станок 3К228В	Патрон мембранный специальный	Круг абразивный - ЧЦ Ш70Ч50Ч20 ГОСТ 4785-84
050				Контроль окончательный

Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания проведем на примере обработки наружной поверхности Ш312h11 в два перехода черновое и чистовое точение. Режущий инструмент - резец проходной отогнутый правый по ГОСТ 18880-73. Пластинка твердого сплава Т15К6. Державка 25Ч20, L=140 мм.

Расчет скорости резания

Припуск на данной поверхности определен выше - 14 мм, глубину резания t принимаем:

Для черновых проходов t₁ = 6,5 мм,

чистового прохода t_чист = 1,0 мм

Выбираем подачу:

при черновом точении [34, т. 2, с. 266, таблице11]: S_черн = 0,7-1,3 мм/об, принимаем S_черн =1,0 мм/об,

при чистовом точении [34, т. 2, с. 268, таблице 14]: S_чист = 0,29 - 0,32 мм/об, принимаем S_чист = 0,3 мм/об,

Скорость резания при наружном продольном точении определяем по формуле: [34, т. 2, с. 265]

, м/мин, (3.9)

где C_V - постоянная, табличное значение;

X_VS, Y_V - показатели степени, табличное значение;

T - период стойкости инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

K_V - поправочный коэффициент, который представляет собой произведение отдельных коэффициентов, которые принимаются по таблицам.

Каждый из этих коэффициентов отражает влияние на скорость резания определенных факторов.

K_V= K_MVЧK_nVЧK_uVЧK_qVЧK_OV, (3.10)

где K_MV - качество обрабатываемого материала;

K_nV - состояние поверхности заготовки;

K_uV - материал режущей части;

K_qV - поперечное сечение державки;

K_OV - вид обработки.

Период стойкости инструмента принимаем Т=60 мин.

По таблицам находим [34, т. 2, с. 269, таблице 17]

Для черновой обработки: C_V=340; X_V=0,15; Y_V=0,45; m=0,2;

Для чистовой: C_V=420; X_V=0,15; Y_V=0,2; m=0,2;

По таблицам [34, т. 2, с. 261-269, таблице 4-9] находим:

K_MV

K_nV=1,4;

для черновой обработки K_uV=0,83; K_rV =0,94;

для чистовой обработки K_uV=1,25; K_rV =1,03

K_qV =1; K_OV=1,04.

для черновой обработки

K_V= K_MVЧK_nVЧK_uVЧK_qVЧK_OVЧK_rV=0,8Ч1,4Ч0,83Ч1Ч0,94Ч1,04=0,9

для чистовой обработки

K_V= K_MVЧK_nVЧK_uVЧK_qVЧK_OVЧK_rV=0,8Ч1,4Ч1,25Ч1Ч1,03Ч1,04=1,5

для черновой обработки

м/мин.

для чистовой обработки

м/мин.

Расчетная частота вращения шпинделя

n_черн = 1000 Ч101 /3,14 Ч 326 =98,6 об/мин.

n_чист = 1000 Ч 292/3,14 Ч312 = 298 об/мин.

Действительная скорость резания

Уточняем по характеристике станка: n_чер = 100 об/мин, n_чист = 250 об/мин.

Действительная скорость резания:

_черн = 3,14Ч326Ч100/1000 = 102 м/мин.

_чист = 3,14Ч312Ч250/1000 = 245 м/мин.

Расчет силы резания.

Составляющие силы резания при точении определяются по формуле, см. [1, т. 2 с. 271]:

, Н, (3.11)

где С_р, х, у, n_p - коэффициенты, определяются [34, т. 2, с. 273, таблице 22];

t - глубина резания;

S - подача;

V - скорость резания;

K_p - поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние следующих факторов; [34, с. 271]

K_p= K_MРЧK_цРЧK_гРЧK_лРЧK_rР, (3.12)

где K_MР - механических свойств материала;

K_цР - главного угла в плане;

K_гР - переднего угла;

K_лР - угла при вершине;

K_rР - радиуса при вершине;.

По таблицам [34, т. 2, с. 264, таблица 9] находим:

, (3.13)

где n_P=0,75 - тогда 0,11

K_цР=1; K_гР=1; K_лР=1,0

для составляющей : K_rР=0,93

для составляющей : K_rР=0,82

для составляющей : K_rР=1,0

для составляющей :

K_p= K_MРЧK_цРЧK_гРЧK_лРЧK_rР = 0,11Ч1Ч1Ч1Ч0,93=0,1

для составляющей :

K_p= K_MРЧK_цРЧK_гРЧK_лРЧK_rР = 0,11Ч1Ч1Ч1Ч0,82=0,09

для составляющей :

K_p= K_MРЧK_цРЧK_гРЧK_лРЧK_rР = 0,11Ч1Ч1Ч1Ч1,0=0,11

Выбираем значения из таблиц:

для составляющей :

С_р = 300; х_р= 1,0; у_р = 0,75; n_р =-0,15;

для составляющей :

С_р = 243; х_р= 0,9; у_р = 0,6; n_р =-0,3;

для составляющей :

С_р = 339; х_р= 1,0; у_р = 0,5; n_р =-0,4;

Для чернового точения

Н;

Н

Н

Для чистового точения:

Н

Н

Н

Для определения эффективной мощности резания применяем формулу:

, кВт, (3.14)

где - мощность станка, было принято для станка

16К30Ф305 - =22 кВт;

з - КПД станка, принимаем з=0,8;

кВт.

При черновом точении

кВт.

При чистовом точении

кВт.

Результаты расчетов сводим в таблицу 3.3. Эффективная мощность при черновом и чистовом точении не превышает мощность двигателя станка.

Таблица 3.3. Режимы резания по переходам

Технологические переходы	Элементы режимов резания
	t, мм	S, мм/об	Vp, м/мин	nф, об/мин	Vф, м/мин
Подрезать торец 170 до размера по ширине 147,5+2	7,5	1,2	94	170	90
Подрезать торец 312 до размера по ширине 122,5+2	7,5	1,2	94	100	98
Проточить 170 на длине L=12,5	7,5	1,2	95	170	90
Зенкеровать отв. 80 под протягивание в два прохода	6,75 2,5	1,4 1,2	36 40	150 150	34 38
Расточить фаску 345 на 80	3	1,2	95	400	100
Проточить фаску 345 на 170	3	1,2	95	170	90
Протянуть 80Н7 под шлифование	1,0	-	2	-	2
Протянуть шпоночный паз 22	5,4	-	6	-	6
Подрезать торец 170, выдерживая размер L =140	7,5	1,2	94	170	90
Подрезать торец 312, выдерживая размер L =115	7,5	1,2	94	100	98
Проточить 170 на длине L=12,5	7,5	1,2	95	170	90
Точить 312 предварительно в два прохода	6,5	1,0	101	100	102
Проточить два паза шириной В=16 предварительно	16	1,5	90	100	82
Точить три радиуса R25 правых предварительно	3	1,0	90	170	166
Точить три радиуса R25 левых предварительно	3	1,0	90	170	166
Точить 312h11 окончательно	1,0	0,3	292	250	245
Точить три радиуса R25 правых окончательно	0,3	0,1	292	250	245
Точить три радиуса R25 левых окончательно	0,3	0,1	292	250	245
Проточить два паза шириной В=18 за два прохода окончательно начисто	16	1,5	90	100	82
Расточить фаску 345 на 80	3	1,2	95	400	100

3.3 Техническое нормирование операций

Определение режимов резания и расчет основного времени на обработку.

Операция 010. Токарно-револьверная. Станок 1П426Ф40

Время на установку и закрепление, раскрепление и снятие делали в патроне с выверкой при помощи крана - 4,2 мин. [27, с. 53, карта 3]

Переход 1. Используем резец с суппорта станка

Подрезать торец 170 до размера по ширине 147,5⁺²

Время на подвод резца - 0,12 мин [34, т. 1, с. 605, таблице 12],

Режимы резания (определены выше, см. табл. 3.10):

Глубина резания t = 7,5 мм;

Подача: S= 1,2 мм/об

Скорость резания: V = 90 м/мин

Число оборотов шпинделя: n = 170 об/мин

Основное (машинное) время:

, мин, (3.15)

где l - длина обработки;

при подрезании торца с отверстием:

мм.

где l₂ - перебег резца, равен 1 мм;

S - подача, мм/об;

i - число проходов, равно 1;

n - число оборотов шпинделя;

мин.

Время на отвод резца в исходное положение - 0,12 мин

Переход 2. Подрезать торец 312 до размера по ширине 127,5⁺²

Режимы резания аналогичны переходу 1.

Время на подвод резца - 0,12 мин

длина обработки -

мм

мин

Время на отвод резца в исходное положение - 0,12 мин

Переход 3. Проточить 170 на длине L=12,5 мм;

Режимы резания: Глубина переменная, максимально t = 7,5 мм; подача: S= 1,2 мм/об; скорость резания: V =90 м/мин; число оборотов шпинделя: n = 170 об/мин;

Время на поворот головки суппорта (смена резца) - 0,07 мин.

Время на подвод резца - 0,12 мин

Основное (машинное) время (точение до упора):

, мин, (3.16)

где l - длина обработки, при продольном точении в упор равна длине поверхности L=5 мм;

S - подача, мм/об;

i - число проходов, равно 1;

n - число оборотов шпинделя: n = 170 об/мин.

мин.

Время на отвод резца в исходное положение - 0,12 мин

Переход 4. Используем инструменты с револьверной головки

Зенкеровать отв. 80 под протягивание в два прохода

Первый проход - зенкер 73,5_-0,06;

Режимы резания: Глубина резания t = 6,75 мм; подача: S= 1,4 мм/об; скорость резания: V = 34 м/мин; число оборотов шпинделя: n = 150 об/мин; время на подвод зенкера - 0,12 мин;

Основное (машинное) время по формуле:

, мин, (3.17)

где l - длина отверстия; l = 155 мм;

l₁ - длина врезания; для зенкерования мм;

l₂ - длина перебега; l₂ = 3 мм.

Принимаем [26, с. 308, таблица 204]),

Подставляем значения в формулу (3.17)

мин.

Время на отвод зенкера - 0,12 мин

Время на поворот револьверной головки - 0,07 мин

Второй проход - зенкер 78,5_-0,06;

Режимы резания: Глубина резания t = 2,5 мм; подача: S= 1,2 мм/об; скорость резания: V = 38 м/мин; число оборотов шпинделя: n = 150 об/мин; время на подвод зенкера - 0,12 мин;

Основное (машинное) время по формуле (3.17):

Принимаем: l = 155 мм; l₂ = 3 мм

мин

Время на отвод зенкера - 0,12 мин

Переход 4. Расточить фаску 345 на 80

Время на поворот головки суппорта - 0,07 мин.

Время на подвод резца - 0,12 мин

Режимы резания: Глубина переменная, максимально t = 3 мм;

Подача: S= 1,2 мм/об; Скорость резания: V =100 м/мин.; n = 400 об/мин

Основное (машинное) время, определяем по формуле (3.16), приняв l = 3 мм:

мин.

Время на отвод резца в исходное положение - 0,12 мин

Переход 5. Проточить фаску 345 на 170

Используем резец тот же, что и на предыдущем переходе.

Время на подвод резца - 0,12 мин

Режимы резания: Глубина переменная, максимально t = 3 мм;

Подача: S= 1,2 мм/об; Скорость резания: V =90 м/мин.; n = 170 об/мин

Основное (машинное) время, определяем по формуле (3.16), приняв l = 3 мм:

мин.

Время на отвод резца в исходное положение - 0,12 мин

Определение, штучного, подготовительно - заключительного и штучно-калькуляционного времени на операцию.

Вспомогательное и основное машинное время определены при нормировании переходов:

Т_о = 0,3+0,36+0,15+0,78+0,89+0,006+0,014 =2,5 мин.

T_всп=4,2+0,12+0,12+0,12+0,12+0,07+0,12+0,12+0,07+0,12+0,07+0,12+0,12+0,12+ +0,12=7,05 мин.

Штучное время определяем по формуле:

Т_шт= Т_о +T_всп(1+ х/100) = 2,5+7,05 (1+1,1/100) = 9,62 мин.

Число деталей в партии n = 17

Согласно [34, т. 1, с. 604] единая норма подготовительно-заключительного времени для станков с ЧПУ - Т_п.з.= 12 мин

Штучно-калькуляционное время определяем по формуле:

, мин., (3.18)

где n - число деталей в партии.

Подставляем значения:

мин

Аналогично проводим расчет основного времени для остальных операций с использованием [27], результаты заносим в таблицу 3.4.

Определение, штучного, подготовительно - заключительного и штучно-калькуляционного времени на технологический процесс изготовления детали.

Таблица 3.4. Определение, штучного, подготовительно - заключительного и штучно-калькуляционного времени на технологический процесс изготовления детали

Технологические переходы	Элементы нормирования
	l мм	S, мм/об	nф, об/мин	ТО мин	Твсп	Тшт мин	Тпз мин	Тшт-кал
Подрезать торец 170 до размера по ширине 147,5+2	63,5	1,2	170	0,3	0,24
Подрезать торец 312 до размера по ширине 122,5+2	75	1,2	100	0,36	0,24
Проточить 170 на длине L=12,5	12,5	1,2	170	0,15	0,31
Зенкеровать отв. 80 под протягивание в два прохода	163,9 161,4	1,4 1,2	150 150	0,78 0,89	0,74
Расточить фаску 345 на 80	3	1,2	400	0,006	0,31
Проточить фаску 345 на 170	3	1,2	170	0,014	0,24
По операции 010				2,5	7,05	9,62	12	10,33
Протянуть 80Н7 под шлифование	1,0	-	-	1,19	3,2
По операции 015						4,42	24	5,83
Протянуть шпоночный паз 22	5,4	-	-	0,4	3,2
По операции 020						3,63	24	5,04
Подрезать торец 170, выдерживая размер L=140	63,5	1,2	170	0,3	0,24
Подрезать торец 312, выдерживая размер L=115	75	1,2	100	0,36	0,24
Проточить 170 на длине L=12,5	12,5	1,2	170	0,15	0,31
Точить 312 предварительно в два прохода	115	1,0	100	2,44	0,24
Проточить два паза шириной В=16 предварительно	25	1,5	100	0,37	0,56
Точить три радиуса R25 правых предварительно	3	1,0	170	0,05	0,9
Точить три радиуса R25 левых предварительно	3	1,0	170	0,05	0,9
По операции 025				3,57	3,62	7,23	12	7,93
Точить 312h11 окончательно	115	0,3	250	1,68	0,24
Точить три радиуса R25 левых окончательно	3	0,3	250	0,2	0,9
Проточить два паза шириной В=18 за два прохода окончательно	25	0,3	100	1,11	0,56
Расточить фаску 345 на 80	3	0,3	400	0,02	0,31
Проточить фаску 345 на 170	3	0,3	170	0,04	0,24
По операции 030				3,25	3,15	6,43	12	7,13
Фрезеровать 24 зуба одновременно на трех венцах	-	1,2	50	32,8	4,5	37,35	14	38,17
Шлифовать отверстие 80Н7 окончательно	0,3	0,005	350	20,1	4,3	24,61	16	25,5
Всего						93,29	114	99,93

Заполняется маршрутная карта ГОСТ 3.1118-82 (см Приложение 3)

3.4 Расчет и проектирование протяжки

Припуск начального диаметра отверстия после растачивания с полем допуска Н11 необходимо взять 0,7 мм. [25]

Увеличение на зуб на сторону берем S_Z = 0,03 для обработки стали 45.

В промежутках режущих зубьев необходимо сделать несколько (2 - 4) зачищающих зубьев с постоянно убывающим подъёмом на зуб. Приняв Z = 3 распределяю подъём на зуб следующим образом: мм; мм; мм. [41].

Площадь сечения стружечной канавки

, мм², (3.19)

где k - коэффициент заполнения канавки, k = 3 мм;

F_с - площадь сечения среза металла, снимаемого одним зубом, мм²;

F_с = , мм², (3.20)

F_с = мм².

мм².

Для ближайшего большего значения мм², по рекомендациям справочника [41] устанавливаем следующее: форма стружечной канавки - прямолинейная; шаг протяжки t = 10 мм; глубина канавки h = 3,6 мм; длина задней поверхности b = 4,0 мм; радиус закругления канавки r = 2,0 мм.

По рекомендациям [21] шаг калибрующих зубьев круглых протяжек берем равным 0,6-0,8 шага режущих зубьев.

, мм, (3.21)

= 8 мм.

Шаг режущих зубьев выбираю переменным. Беру изменение шага равным 0,2 мм. Фаска на калибрующих зубьях возрастает от первого зуба к последнему с 0,2 до 0,6 мм. [41]

Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев принимаю: = 15; = 330; _k=1.

Выбираю число стружко разделительных канавок:

Количество канавок n = 36, глубина h_k = 0,7 - 0,8 мм; ширина m = 1,0 - 1,2 мм; радиус r = 0,3 - 0,4 мм. Предельное отклонение передних углов всех зубьев равно 2, задних углов режущих зубьев 30, задних углов калибрующих зубьев 15.

Максимальное число одновременно работающих зубьев

^, (3.22)



Рассчитываю диаметры режущих зубьев.

Диаметр первого зуба является равным диаметру передней направляющей части:

, мм, (3.23)

мм.

Диаметр каждого последующего зуба возрастает на 2S_Z. На крайних трех зачищающих зубьях (предшествующих калибрующим зубьям) подъём на зуб равномерно уменьшаем по данным пункта 2: мм; мм; мм. [41].

Диаметр калибрующих зубьев

(3.24)

Результаты сводим в таблицу 3.12.

Таблица 3.5. Диаметры зубьев протяжки

№ зуба	Диаметр, мм	№Зуба	Диаметр, мм
1	79,3	16	80,025
2	79,36	17
3	79,42	18
4	79,48	19
5	79,54	20
6	79,6	21	80,025
7	79,66
8	79,72
9	79,78
10	79,84
11	79,9
12	79,96
13	79,99
14	80,01
15	80,02

Число режущих зубьев:

(3.25)

Проверяю число режущих зубьев и беру Z_p = 12

Число калибрующих зубьев Z_К цилиндрической протяжки для отверстия 11-го квалитета принимаю Z_К = 6.

Расчет длины протяжки от торца хвостовика до первого зуба

, мм, (3.26)

где l_В - длина входа хвостовика в патрон, мм; l_В=120 мм;

l_З - зазор между патронам и стенкой опорной плиты станка, равных 5…20 мм; принимаю l_З=15 мм;

l_С - толщина стенки опорной плиты протяжного станка, мм; принимаю l_С=65 мм;

l_П - высота выступающей части планшайбы, мм; принимаю l_П=30 мм;

l_Н - длина передней направляющей (с учетом зазора ), мм; принимаю l_Н=112 мм.

мм.

Проверяем длину протяжки учитывая длину протягиваемой заготовки

l₀ , мм, (3.27)

мм.

Принимаю l₀ = 342 мм.

Конструктивные размеры хвостовой части протяжки. По ГОСТ 4044-78, [41] выбираю хвостовик типа 2 без предохранения от вращения с наклонной опорной поверхностью. d₁=70e8 мм; d₂=53c11 мм; d₄=70-1=69 мм; c=1,5 мм; l₁=210 мм; l₂=40 мм; l₃=40 мм; l₄=25 мм; r₁=0,6 мм; r₂=4,0 мм; =30.

Диаметр передней направляющей d₅ выбираем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением по е8: d₅ = 79,3 e8 мм. [41]

Длину переходного конуса выбираю l_К= 12 мм; длину передней направляющей до первого зуба

, мм, (3.28)

мм.

Полная длина хвостовика:

, мм, (3.29)

l_D= 210+12+137= 342 мм.

Расчет общей длины протяжки

, мм, (3.30)

где мм;

- длина режущих зубьев;

- длина зачищающих зубьев;

- длина калибрующих зубьев;

- длина задней направляющей (берется по диаметру задней направляющей D_и).

Длина режущих зубьев

, мм, (3.31)

мм.

Длина зачищающих зубьев

, мм, (3.32)

мм.

Длина калибрующих зубьев

, мм, (3.33)

мм.

мм.

Выбираю .

Максимально допустимая главная составляющая силы резания, [41, с. 126]

, Н, (3.34)

где С_р - коэффициент для обработки стали 45 круглой протяжкой, С_р =7000

МПа, показатель степени х = 0,85;

поправочные коэффициенты на измененные условия резания:

, для = 15⁰; [41, с 126]

, при условии применения смазочно-охлаждающей жидкости;

, для зубьев протяжки со стружко разделительными канавками.

Обработку детали нужно производить на горизонтально - протяжном станке 7Б55 с номинальным усилием протягивания 100 тонн; [34, т. 1].

Проверка конструкции протяжки на прочность, расчет конструкции на разрыв во впадине первого зуба [41, с. 127]

, МПа, (3.35)

где F - площадь опасного сечения во впадине первого зуба;

- допустимое напряжение для материала протяжки;

принимаю МПа.

, мм², (3.36)

мм².

Напряжение в опасном сечении не превышает допустимого значения.

Рассчитываю конструкцию на разрыв для сечения хвостовика

, мм², (3.37)

Напряжение в опасном сечении не превышает допустимого значения.

Рассчитываем хвостовик на смятие

Опорная площадь замка

, мм², (3.38)

мм².

Напряжение смятия по формуле (3.64.)

кгс/мм² =122,5 МПа.

Расчетное напряжение смятия не выходит за рамки допустимого значения. Для выбранных условий работы режущую часть протяжки следует изготавливать из стали Р6М5, а хвостовик из стали 40Х.

На основе технических требований выполняется рабочий чертеж протяжки.