11 Конструирование и расчет режущего инструмента
Рассчитаем и сконструируем режущий инструмент – квадратную протяжку для обработки квадратного отверстия с расстоянием между сторонами S=30+0.14 мм и диаметром по углам D=38+0.32 мм, длиной отверстия 118мм. Материал обрабатываемой детали - сталь 12Х18Н10Т ГОСТ4632-72 . Предварительная обработка производится на фрезерно-расточном станке с ЧПУ, сверлится и фрезеруется отверстие в размер S=30-0,3 мм с двух сторон концевой фрезой Ø15мм. Дальнейшая обработка производится на горизонтально-протяжном станке 7Б52 с применением эмульсии. Патрон на станке – с чекой.
Данная протяжка имеет материал режущей части – инструментальная сталь Р6М5 ГОСТ19265-73 и хвостовик сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Соединение режущей части и хвостовика при помощи сварки.
Определим основные конструктивные размеры протяжки.
1) Принимаем 4 ступени [ ]стр.218;
2) Подачу на первом зубе первой ступени
по [ ] табл.37 выбираем равной 0,03мм, т.е. 
Sz1=0,03
мм;
3) Диаметр первого зубца протяжки:
d1=Do=Sмин=30 мм;
4) Диаметр последнего режущего и калибрующих зубцов:
dn=D6=
Dmax-
(11.1)
Принимаем =0,02
мм, получаем dn=D6= Dmax-=38,32-0,02=38,3 мм;
5) Расстояние между сторонами зубцов
Sn= Sмах-s=30,14-0,02=30,12 мм
6) Шаг режущих зубьев t=14 мм [ ] табл.8
7) Количество одновременно работающих зубцов zi=7;
8) Размеры основной стружечной канавки [ ] табл.7: h0=5,5 мм,
r=2,8мм, Fa=23,8 мм2.
9) Углы зубцов [ ] табл.10,11 : 
10) Определяю силу протягивания на первой ступени
Р1=Ср*S*S
*z1*Kv*Kc*Ki,
Н (11.2)
где Ср=910; S=30; S=0,03; z1=7; х=0,87; Kv=1;
Kc=1; Ki=1,15.
Р1=910*30*0,030,87*7*1,15=10400 Н
11) Поперечное сечение протяжки :
- по первой стружечной канавке
F1=
, мм2
(11.3)
где, d- диаметр первого зубца протяжки, d=30 мм;
h0 – высота зуба, h0=5,5 мм;
F1=
=283 мм2
- по хвостовой части для хвостовика под чеку [ ] табл.16: D1=26 мм.
12) Напряжение в материале протяжки по первой стружечной
канавке: 
кг/мм2
< [
]=40 кг/мм2 ( для
легированных сталей).
13) Коэффициент заполнения стружечной канавки на первой
ступени: К1=
=6,7>Kмин=3,5 [ ]
табл.9
Таким образом, первая ступень полностью удовлетворяет всем требованиям. Подачи на остальных ступенях:
Sz1=
*Szi (11.4)
Sz2=1,5*0,03=0,045 мм, принимаю Sz2=0,04мм;
Sz3=2,3*0,03=0,069 мм, принимаю Sz3=0,06 мм;
Sz4=3,8*0,03=0,114 мм, принимаю Sz4=0,1 мм.
Коэффициент заполнения стружечной канавки на остальных ступенях
К2=
=4,45> Kмин=3,5
К3=
=2,9< Kмин=3,5
К4=
=1,7> Kмин=3,5
Для третей и четвертой ступени принимаю туже стружечную канавку, но с вогнутой спинкой зубца при R=6 мм. Учитывая, что третья и четвертая ступени срезают относительно узкие стружки, можно предполагать, что коэффициент достаточный для размещения срезаемого слоя металла в канаве.
14) Диаметры первых зубцов на ступенях:
(11.5)
где S – расстояние между сторонами, S=30 мм;
Szi - подача на зуб по ступеням;
мм;
мм;
мм;
мм.
15) Количество режущих зубцов в ступенях:
;
(11.6)
+1=
24;
=23;
=21,5
принимаю Z3=22;
=13,5
принимаю Z4=14.
16) Общее количество режущих зубцов:
Zр= Z1+Z2+Z3+Z4=24+23+22+14=83
где Z1,Z2,Z3,Z4 – количество зубьев в ступени.
17) Длина режущей части:
L5=Zp*t=83*14=1162 мм
где Zp- общее количество режущих зубьев;
t- шаг режущих зубьев.
18) Длина калибрующей части:
L6=Zк* Zк tк=9*7=63 мм
где Zк – количество калибрующих зубьев, Zк=9 tк [ ] стр.94
tк – шаг калибрующих зубьев, tк=7 [ ] табл.15
Стружечные канавки – такие же, как на четвертой ступени. Ленточка на вершинах зубцов принимается равной 0,2 мм.
Расчет гладких частей не производим, записываем только результирующие цифры:
хвостовик D1=28
мм, L1=80 мм;
шейка и переходной конус D2=27,5 мм, D3=28 мм, L3=20 мм [ ]стр.108;
длина протяжки до первого зуба L=318 мм;
передняя направляющая
часть D4=30
мм,
L4=45
мм;
задняя направляющая часть
D7=30 мм,
L7=30
мм;
19) Общая длина протяжки:
Lp=L+L5+L6+L7= 318+1162+63+30=1573 мм.
Переходим к комплекту протяжек.
20) Количество протяжек в комплекте:
j=
(11.7)
где L0=L7+L=318+30=348 мм; Ln max- максимальная длина протяжки ограничиваемая ходом станка;
j=
=1,88 т.е. две протяжки.
21) Число зубчов в каждой протяжке:
=
=48
Принимаю для первой протяжки – 47 зубцов, а для второй – 49, причем в первую войдут первые две ступени.
22) Длина режущей и калибрующих частей:
- первой протяжки L/=Zj/*t=47*14= 658 мм;
- второй протяжки L//=Zj//*t+L6=36*14+63= 563 мм.
Зубцы №1-3 первой протяжки круглые [ ] стр.215. На второй протяжке начиная с первого зубца (3 ступень) принимаем стружечную канавку с вогнутой спинкой зубцов.
Количество стружкоделительных канавок:
-на зубцах первой протяжки №1-3 (круглые зубцы)-12, на зубцах №4-34 – 2, на зубцах №35-46 – 1 [ ] табл.13;
- у второй протяжки на зубцах №1-22 – одна канавка.
Расстояние между сторонами зубцов:
- первой протяжки S1=30,12-0,03 мм;
- второй протяжки S2=30,09-0,03 мм;
Передняя направляющая второй протяжки:
S4j=30,09
мм, D4j=33,27мм [ ] табл.23
23) Общая длина протяжки:
- первой протяжки Ln/=L0+L/=348+658 = 1006 мм;
- второй протяжки Ln//=L0+L//=348+563= 911 мм
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.