Исходные данные: обрабатываемый материал, диаметр отверстия до и после протягивания, длина протягивания, модель протяжного станка, тип производства (П. 4).
Порядок расчета [2]
1. Устанавливают группы обрабатываемости (табл. 2.1) и качества (табл. 2.2) протянутой поверхности.
2. Выбирают материал режущей части протяжки (табл. 2.3).
3. Выбирают конструкцию протяжки. Инструменты из быстрорежущей стали диаметром до 15 мм и стали марки ХВГ всех размеров изготавливают цельными, диаметром 15…40 мм – сварными или сборными. Сварочный шов располагают на расстоянии 15…25 мм от начала переходного конуса. Материал хвостовика – сталь 45Х или 40Х по ГОСТ 4543-71. Размеры хвостовика принимают по ГОСТ 4044–70 (табл. 2.4). Диаметр хвостовика выбирают ближайшим меньшим к диаметру отверстия до протягивания. Размеры центровых отверстий формы В или Т выбирают в табл. 2.5.
где – допускаемое напряжение при растяжении, МПа (сталь быстрорежущая – =400 Мпа, стали ХВГ и 40Х – =300 Мпа); – площадь опасного сечения хвостовика, мм (см. табл. 2.4).
5. Выбирают передний и задний углы зубьев протяжки (табл. 2.6).
6. Выбирают скорость резания (табл. 2.7) и сравнивают со скоростью рабочего хода протяжного станка. Если на станке отсутствует требуемая скорость, то в расчетах применяют имеющуюся у станка скорость.
2.1. Группы обрабатываемости металлов
Сталь
при группе обрабатываемости
Группа
Марка
I
II
III
IV
V
Автоматная конструкционная по ГОСТ 1414–75
А12, А20, А30
£229
--
--
--
--
Углеродистая конструкционная качественная по ГОСТ 1050–74
* Детали из этих сталей с содержанием углерода до 0,25% в любом состоянии и с содержанием углерода более 0,25% в отожженном состоянии имеют большую шероховатость обработанной поверхности
2.2. Группы качества протягиваемых поверхностей
Группа качества
Технические требования
Шероховатость поверхности
Квалитет
1,25 мкм
Все, начиная с 5
2,5 мкм
7…8
20 мкм
9…10
40 мкм и грубее
11 и более
Примечание. Группа качества протягиваемой поверхности определяется одним из более жестких требований (к шероховатости поверхности или квалитету)
2.3. Материалы режущей части протяжек
Группа обрабатываемости
Производство
массовое, крупносерийное, среднесерийное
мелкосерийное, единичное
I-III, VI, VIII-X
Р6АМ5, Р12Ф3, Р6М5
ХВГ
IV, V, VII и труднообрабатываемые стали и сплавы
Р18, Р12Ф5М, Р9К10, Р6М5К5, Р6ФК8М5
Р18, Р6АМ5, Р12Ф3
2.4. Хвостовики круглые для протяжек по ГОСТ 4044-70
мм
, °
Площадь сечения по размеру , мм2
8,0
0,2
0,6
0,5
50,3
9,5
0,3
70,9
11,0
95,0
13,0
132,7
15,0
1,0
176,7
17,0
227,0
19,0
233,5
22,0
1,0
380,1
25,0
0,4
1,6
490,9
28,0
1,5
615,7
32,0
0,5
2,5
804,2
34,0
907,9
38,0
1134,1
42,0
0,6
4,0
1385,4
48,0
1809,6
53,0
2206,4
60,0
0,8
6,0
2,0
2827,4
70,0
3848,4
75,0
4417,9
2.5. Размеры центровых отверстий по ГОСТ 14034-74
мм
, Н14
, не менее
, Н12
, не менее
номин.
пред. откл.
2,0
(0,5)
1,06
--
--
0,8
0,48
Н11
--
--
2,5
(0,63)
1,32
--
--
0,9
0,60
--
--
(0,8)
1,70
2,50
--
1,1
0,78
1,02
--
1,0
2,12
3,15
--
1,3
0,97
1,27
--
(1,25)
2,65
4,0
--
1,6
1,21
Н12
1,60
--
1,6
3,35
5,0
--
2,0
1,52
1,99
--
2,0
4,25
6,30
7,0
2,5
1,95
2,54
0,6
2,5
5,30
8,0
9,0
3,1
2,42
3,20
0,8
3,15
6,70
10,0
12,0
3,9
3,07
4,03
0,9
8,50
12,50
16,0
5,0
3,90
5,06
1,2
(5)
10,60
16,0
20,0
6,3
4,85
6,41
1,6
6,3
13,20
18,0
25,0
8,0
5,98
7,36
1,8
(8)
17,0
22,40
32,0
10,1
7,79
9,35
2,0
21,20
28,0
36,0
12,8
9,70
11,66
2,5
25,40
33,0
--
14,6
11,60
13,80
--
33,90
42,50
--
19,2
15,50
18,0
--
42,40
51,60
--
25,0
19,40
22,0
--
53,00
63,30
--
32,0
24,00
27,0
--
Примечания: 1. Размеры, заключенные в скобки, применять не рекомендуется.
2. Размеры рекомендуемые.
3. Длина конической поверхности в технически обоснованных случаях может быть уменьшена до 0,5 .
2.6. Геометрические параметры режущей части круглых протяжек
мм
Условия протягивания
Группа заточки зубьев
Зубья
черновые и переходные
чистовые и калибрующие
форма
, °
форма
, °
, °
Сталь I группы обрабатываемости и материалы X группы обрабатываемости
I
А
20*
А
20*
Стали I и II групп обрабатываемости
II
15*
18*
Стали IV и V групп обрабатываемости
III
Чугун ковкий
VI и VII групп обрабатываемости
IV
Б
0–5
Чугун серый
VI и VII групп обрабатываемости, бронза, латунь
VIII и IХ групп обрабатываемости
V
В
-5–0
Зубья
черновые и переходные
чистовые
калибрующие
Задний угол , °
* Для протяжек диаметром до 20 мм допускается передний угол =10°.
2.7. Скорости резания протяжками из стали Р6АМ5
Протяжки
Тип производства
Группа качества протягиваемой поверхности
Скорости резания (м/мин) при обрабатывании следующих металлов
Сталь
Чугун, бронза
Алю-миний
Группа обрабатываемости
I
II
III
IV
V
VI, VIII, IX
VII
X
Круглые
Массовое, крупносерийное, среднесерийное
--
--
Мелкосерийное и единичное
1–4
Примечания: 1. Поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от марки инструментальной стали:
Марка инструментальной стали
Р18
Р12Ф5М
Р6АМ5
Р12Ф3
Р9К10
Р6М5К5
Р6Ф2К8М5
ХВГ
Коэффициент
1,6
1,0
1,8
2,0
2. Смазывающе-охлаждающие жидкости выбирают в табл. 2.20.
3. При протягивании сталей повышенной вязкости, отмеченных звездочкой в табл. 2.21, в случаях появления рванин скорость резания следует снижать на 20–30%.
4. При работе протяжками диаметром более 100 мм скорости резания могут быть снижены на 30%.
5. Рекомендуемые в табл. 2.7 скорости резания могут быть повышены при условии обеспечения требований к качеству протянутой поверхности.
7. Выбирают подачу (подъем) черновых зубьев по средней наработке между отказами. Для этого сначала по табл. 2.8–2.17 устанавливают наработку чистовой части для принятой в табл. 2.7 скорости резания при максимальной подаче чистовых зубьев =0,02 мм. Затем подачу черновых зубьев выбирают из условия равной стойкости черновой и чистовой частей протяжки левее жирной ломаной линии (табл. 2.8–2.17).
Выбранные подачи чистовых зубьев при протягивании отверстий 1 и 2 групп качества в металлах I, II, III, VI, VII, VIII, IX, X групп обрабатываемости во избежание повреждения обрабатываемых поверхностей ограничивают в соответствии с рекомендациями табл. 2.18.
При протягивании отверстий других групп качества и обрабатываемости среднюю наработку протяжек определяют по формуле (табл. 2.19):
(м),
где – стойкость, см. табл. 2.8 – 2.17; – коэффициент, зависящий от группы качества протягиваемых поверхностей; – коэффициент, зависящий от схемы резания; – коэффициент, зависящий от вида заготовки; – коэффициент, зависящий от материала режущей части протяжки; – коэффициент, зависящий от доводки зубьев протяжки; – коэффициент, зависящий от вида СОЖ.
8. Рассчитывают глубину стружечной канавки:
- для сливной стружки
,
- для стружки надлома
,
где – коэффициент заполнения стружечной канавки ( =2,0…3,0); – длина протягивания, мм; – максимально допустимая подача (подъем) черновых зубьев, мм.
По этому значению в табл. 2.20 выбирают ближайшее бóльшее значение глубины стружечной канавки и другие ее размеры (, , ).
Если диаметр сечения по дну стружечной канавки протяжки меньше 40 мм, то для обеспечения достаточной жесткости протяжки глубина стружечной канавки должна быть
,
где – диаметр отверстия, подготовленного под протягивание, мм (если £20 мм, то в этой формуле используют коэффициент 0,20).
Если , то берут ( – подъем на зуб (подача) черновых зубьев), а когда , то подачу уменьшают:
- для сливной стружки
;
- для стружки надлома
,
где – глубина канавки, ближайшая меньшая к (табл. 2.20).
9. Выбирают шаг черновых зубьев (табл. 2.20) в зависимости от принятой в П. 8 глубины стружечной канавки. Причем из нескольких значений шага берут мéньший из них. Шаг и профиль переходных зубьев будут такими же, как у черновых зубьев.
Рассчитывают число одновременно участвующих в срезании припуска зубьев
.
Если получается нецелым числом, то дробную часть не учитывают.
10. Определяют максимально допустимую осевую составляющую силы резания , которая ограничивается:
- тяговой силой протяжного станка
,
где – номинальная тяговая сила станка;
- прочностью протяжки в опасных сечениях
§ по хвостовику (см. формулу (2.1)),
§ по впадине перед первым зубом
,
где – допускаемое напряжение при растяжении, МПа ( =400…500 МПа для протяжек диаметром до 15 мм из быстрорежущих сталей; =350…400 МПа для протяжек диаметром более 15 мм из стали марки ХВГ); – площадь опасного сечения протяжки, .
Наименьшую из этих сил принимают в качестве максимально допустимой осевой составляющей силы резания .
11. Рассчитывают число зубьев в группе (их должно быть от 2 до 5)
,
где – диаметр отверстия после протягивания; – удельная нагрузка осевой составляющей силы резания, Н/мм (табл. 2.21); – число зубьев, одновременно срезающих припуск; , , , – поправочные коэффициенты (табл. 2.22); – максимально допустимая сила резания.
Если 2, то дальнейшие расчеты ведут для =2. Если 2 или дробное, то его округляют до ближайшего бóльшего числа – 3, 4 или 5.
Если 5, то удельную нагрузку осевой составляющей силы резания определяют при условии, что =5
.
Далее из табл. 2.21 берут новое значение подачи по ближайшему значению , меньшему, чем расчетное.
2.8. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали I группы обрабатываемости. Работа с охлаждением
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев мм/зуб
на сторону
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
1,5
2.9. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали II группы обрабатываемости. Работа с охлаждением
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев мм/зуб
на сторону
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
1,5
2.10. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали III группы обрабатываемости. Работа с охлаждением
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев , мм/зуб
на сторону
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
1,5
2.11. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали IV группы обрабатываемости. Работа с охлаждением
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев , мм/зуб
на сторону
0,03
0,04
0,05
0,06
0,08
0,10
0,12
0,15
0,7
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
2.12. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали V группы обрабатываемости. Работа с охлаждением
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев мм/зуб
на сторону
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,12
0,15
0,7
1,5
2,5
3,5
4,5
5,5
2.13. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Чугуны VI группы обрабатываемости
Скорость резания, м/мин
Наработка чистовой части, м
Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев , мм/зуб
на сторону
Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...
Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...
, (2.1)
– допускаемое напряжение при растяжении, МПа (сталь быстрорежущая – 
– площадь опасного сечения хвостовика, мм (см. табл. 2.4).
и задний 
углы зубьев протяжки (табл. 2.6).
при группе обрабатываемости
1,25 мкм
5
11 и более
, °
, мм2
, Н14
, не менее
, Н12
, не менее
, °
, °
(подъем) черновых зубьев по средней наработке между отказами. Для этого сначала по табл. 2.8–2.17 устанавливают наработку чистовой части для принятой в табл. 2.7 скорости резания при максимальной подаче чистовых зубьев 
=0,02 мм. Затем подачу черновых зубьев выбирают из условия равной стойкости черновой и чистовой частей протяжки левее жирной ломаной линии (табл. 2.8–2.17).
(м),
– стойкость, см. табл. 2.8 – 2.17; 
– коэффициент, зависящий от группы качества протягиваемых поверхностей; 
– коэффициент, зависящий от схемы резания; 
– коэффициент, зависящий от вида заготовки; 
– коэффициент, зависящий от материала режущей части протяжки; 
– коэффициент, зависящий от доводки зубьев протяжки; 
– коэффициент, зависящий от вида СОЖ.
,
,
– коэффициент заполнения стружечной канавки (
– длина протягивания, мм; 
в табл. 2.20 выбирают ближайшее бóльшее значение глубины стружечной канавки и другие ее размеры (
, 
, 
).
,
– диаметр отверстия, подготовленного под протягивание, мм (если 
, то берут 
(
– подъем на зуб (подача) черновых зубьев), а когда 
, то подачу уменьшают:
;
,
– глубина канавки, ближайшая меньшая к 
(табл. 2.20) в зависимости от принятой в П. 8 глубины стружечной канавки. Причем из нескольких значений шага берут мéньший из них. Шаг и профиль переходных зубьев будут такими же, как у черновых зубьев.
.
получается нецелым числом, то дробную часть не учитывают.
, которая ограничивается:
,
– номинальная тяговая сила станка;
,
– площадь опасного сечения протяжки, 
.
,
– удельная нагрузка осевой составляющей силы резания, Н/мм (табл. 2.21); 
– число зубьев, одновременно срезающих припуск; 
, 
, 
, 
– поправочные коэффициенты (табл. 2.22); 
– максимально допустимая сила резания.
2, то дальнейшие расчеты ведут для 
=2. Если 
2 или дробное, то его округляют до ближайшего бóльшего числа – 3, 4 или 5.
.
мм/зуб
на сторону
, мм/зуб
на сторону
