Последовательность выполнения расчетной части работы

Для определения конструктивных и геометрических параметров протяжек разработан алгоритм расчета, включающий в себя: исходные данные в соответствии с индивидуальным заданием, предварительный расчет параметров протяжек, определение расчетной силы резания, выбор схемы резания, уточнение параметров протяжек.

В связи с вышеизложенным предлагается следующий порядок расчета:

1. Диаметр предварительного отверстия

d₀=d-A₀,

где d – номинальный диаметр окончательного отверстия в детали;

A₀ – припуск на диаметр, (прил.1, табл.3)

Подобрать метод обработки предварительного отверстия:

· Сверление, в случае когда возможно подобрать сверло из стандартного ряда по ГОСТ 885 – 77

· Сверление с последующим растачиванием, в случае если невозможно подобрать сверло подходящего диаметра

Примечание. Диаметр передней направляющей части будет равен диаметру предварительного отверстия d_0. Допуск на диаметр передней направляющей части по f7. А ее длина будет равна длине обрабатываемого отверстия.

2. Наибольший допустимый диаметр отверстия

D_max=d+Δ^B_d,

где Δ^B_d – верхнее отклонение диаметра отверстия [5].

3. Диаметр последнего режущего и калибрующих зубьев

d_n=d_k=d_max-δ,

где d_n – диаметр последнего режущего зуба;

d_k – диаметр калибрующих зубьев;

δ – наибольшее разбивание по диаметру (0,005 – 0,01)

4. Суммарный подъем протяжки

ΣΔd=d_n-d₀

5. Примерное количество режущих зубьев (окончательно выбирается при расчете диаметров режущих зубьев см. п. 30)

z_p=z_ч+z_пер=,

где z_ч – число черновых зубьев;

ΣΔd_ч – суммарный подъем черновых зубьев ΣΔd_ч= ΣΔd-2S_z

S_z – подача на зуб (прил.1, табл.4)

z_пер – число переходных зубьев (обычно принимается равным 3);

6. Шаг режущих зубьев

P=(1,25-1,5)√L,

где L – длина отверстия

7. Принятый шаг округлить до ближайшего большего целого по прил.1, табл.2)

8. Максимальное количество одновременно работающих зубьев (дробная часть отбрасывается)

z_imax=L/P_n + 1≥3

Окончательно число z_imax выбирается из табл. 5.

Если z_imax < 3 нужно уменьшить шаг или протягивать сразу по нескольким деталям. В этом случае в записке следует указать значение и причину выбора уменьшенного шага. Либо число деталей для одновременного протягивания, приведя схему их закрепления. [1]

9. Расчетное значение шага (округляется до большего целого)

P_p=L/(z_imax-0,1)

10. Активная площадь стружечных канавок F_k,

Активная площадь F_к стружечных канавок первой и второй форм (обрабатываемые материалы – легированная сталь, конструкционная сталь, твердый чугун) определяется по формуле

F_k=πh²/4,

где h=0,4Р_р – примерная высота зуба протяжки

Для канавок третьей формы (обрабатываемые материалы – серый чугун и другие хрупкие материалы) F_a определяется по формуле

F_k=h_рс,

где с – длина канавки (табл. 6)

11. Геометрические параметры зубьев

Выбираются в зависимости от потребной площади стружечной канавки (см. п. 10), если полученное значение оказывается в интервале между табличными (прил. 1,табл. 6), то принимается большее табличное значение. Далее в одной строке с выбранным F_k выбираются остальные параметры зубьев и стружечных канавок:

· Радиусы закругления стружечной канавки (r₁,r₂)

· Ширина зуба (c)

· Высота зуба (h)

· Передний угол (γ)

· Задний угол (α)

12. Выбирается коэффициент заполнения стружечной канавки «К_з»

К_з =F_k/S_z·L

Если полученное значение оказывается в интервале между табличными (прил. 1,табл. 7), то принимается большее табличное значение.

13. Подача, допустимая по размещению стружки, мм/зуб

S_zk =F_k/ К_з ·L

14. Выбор хвостовика

Выбирается круглый хвостовик для быстродействующих патронов исполнение №2. Размеры хвостовика (прил.1, табл. 2) выбираются с таким расчетом, чтобы при вводе его через отверстие в заготовке (п.1) остался зазор на сторону, равный 2...2,5 мм.

В этом пункте настоящей пояснительной записки следует привести параметры выбранного хвостовика и эскиз с обозначением этих параметров. (см. прил.1, табл.2)

15. Наибольшее усилие, допускаемое хвостовиком, Н

P_x=F_x·δ_x,

где F_x – наименьшая площадь сечения хвостовика (прил.1, табл.2)

δ_x – допускаемое напряжение растяжения (прил.1, табл.8)

16. Наибольшее усилие, допускаемое протяжкой по первому зубу, Н

P₁=π(d₀ – 2h)/4·δ₁,

где δ₁ – допускаемое напряжение на растяжение, МПа (прил.1, табл. 8)

17. Тяговая сила протяжного станка – P₀ (прил.1,табл.9)

Окончательно принимается сила, равная 90% от табличного значения.

18. Расчетная сила резания, Н - Р_расч

Выбирается меньшее значение из P_0, P_1, P_x.

19. Подача, допустимая по силе резания, мм/зуб

S

где х – показатель степени (прил.1, табл.9);

С_р – постоянная (прил.1, табл. 9);

Kγ, Ku, Kc – поправочные коэффициенты (прил.1, табл. 11)

Если S_zp ≥ S_zk следует применять одинарную (см. осн. пон.) схему резания. Дальнейший расчет выполняется по пунктам с пометкой «для одинарной схемы резания»

Если S_zp < S_zk применяют групповую схему резания. Дальнейший расчет выполняется по пунктам с пометкой «для групповой схемы резания»

Примечание. Kγ - выбирается в зависимости от переднего угла γ (п. 11)

20. Подача, допустимая по силе резания для групповой схемы протягивания, мм/зуб

S_zp,

Где Zc – число зубьев в группе (секции), наиболее предпочтительным является Zc=3.

21. Шаг режущих зубьев для групповой схемы резания, мм

Pp = (1.45 – 1,9)√L.

Значение расчетного шага следует округлить до табличного значения в большую сторону (прил.1, табл.5).

22. Активная площадь стружечных канавок F_k для групповой схемы резания (см. п. 12)

23. Геометрические параметры зубьев для групповой схемы резания

Из-за изменившегося шага, следует заново выбрать параметры стр. канавки. Выбираются в зависимости от потребной площади стружечной канавки (см. п. 22), если полученное значение оказывается в интервале между табличными (прил. 1,табл. 6), то принимается большее табличное значение. Далее в одной строке с выбранным F_k выбираются остальные параметры зубьев и стружечных канавок:

· Радиусы закругления стружечной канавки (r₁,r₂)

· Ширина зуба (c)

· Высота зуба (h)

24. Коэффициент заполнения стружечной канавки для групповой схемы резания – К_з (п. 12)

25. Подача, допустимая по размещению стружки в канавке для групповой схемы резания, мм/зуб

S_zk =F_k/ К_з ·L

26. Диаметры режущих зубьев с учетом принятых схем резания, чисел зубьев в группе Zc (для групповой схемы резания) и выбранных подач S_z:

d_n = d₀ + (n-1)Δd,

где n = 1,2,3,4……….n

Δd = 2S_z

Примечание. 1. Для расчета выбирается минимальное расчетное значение подачи S_z. Либо принимается меньшее значение из условия лучшего разбивания по диаметру. Например, S_z =0,1; S_z =0,125; и т.д.

2.Для групповой схемы резания зубья (из-за особенности конструкции) выполняются по 3 штуки (в зависимости от Zc, п.20) каждого диаметра.

3. Вместо расчета диаметра последнего зуба, выполняется расчет 3 переходных зубьев, в сумме дающих подъем, равный 2 S_z

Подача на переходные зубья рассчитывается по формулам:

а₁ = 0,5 S_z;

а₂ = 0,3 S_z;

а₃ = 0,2 S_z.

4. Диметр последнего режущего зуба должен быть равен d_n (п.3)

27. Дина режущей части

для одинарной схемы резания: lрч = n · Pp

для групповой схемы резания lрч = n · Pp · Zc

28. Шаг калибрующих зубьев, мм

Р_к = 0,7 Р_р

29. Длина калибрующей части, мм

l_k = P_k · Z_k,

где Z_k – число зубьев калибрующей части (прил.1, табл.14)

30. Общая длина протяжки

L_пр = l_x + l_ш + l_p + l_k + l_н,

где l_x – длина хвостовика (прил.1, табл.2)

l_ш – длина шейки (прил.1, табл.2)

l_н – длина задней направляющей части (прил.1, табл. 15)

30. Проверка допустимой длины протяжки:

L_пр не должна превышать 1600 мм. Если L_пр превышает допустимую длину, нужно проектировать комплект протяжек из 2-3 штук. [4].

31. Количество и размеры стружкоразделительных канавок (прил.1, табл.16)

Примечание. Стружкоразделительные канавки выполняются только на черновых и переходных зубьях протяжек одинарной схемы резания.

32. Параметры выкружек для протяжек групповой схемы резания

Расчетное количество выкружек n_В, шт.:

n_В=(π·l₀)/n·b_рк

где b_рк – длина режущей кромки зуба между выкружками по дуге окружности, мм:

при d₀ 100 мм b_рк = (1,1…1,3) d₀

при d₀ 100 мм b_рк = 10…12.

n – число зубьев в группе

Расчетное n_В округляем до большего целого числа (лучше четного).

Ширина выкружки по дуге окружности по хорде b_В, мм:

b_В=π· l₀(n-1)/ n_В·n

Расчетную ширину выкружки по хорде b_В округляем до числа кратного 0,5 мм.

На чистовой части протяжки ширину выкружки выполняют на 2…3 мм меньше, чем на черновой и переходной частях.

Радиус выкружек R_В выбираем по табл. 17 прил. 1

Рекомендуемый задний угол на выкружках α_В = 4…8.

33. Определение допустимого радиального биения

Радиальное биение режущих зубьев протяжек на 100 мм ее длины

0,005 мм – у протяжек длиной до 40D,

0,006 мм – у протяжек длиной свыше 40D.

34. Отклонения общей длины

3 мм – для протяжек длиной до 1000 мм.

5 мм – для протяжек длиной свыше 1000 мм.

35. Допуски зубьев (прил.1, табл. 18)

36. Выбор материала режущей части (прил.1, табл.19)

 

Пример расчета и графического построения протяжки приведен в приложении 2.