Проектирование протяжки для обработки квадратного отверстия

2. Проектирование протяжки

Спроектировать протяжку для обработки квадратного отверстия.

Исходные данные:

Расстояние между сторонами –S = 37­ ;

Диаметр по углам –D = 52 ;

Длина втулки –L = 50 мм;

материал обрабатываемой детали – сталь 45 (Н­_В = 180-220).

Предварительная обработка отверстия производится сверлом с диаметром 24 мм. Протягивание осуществляется на горизонтально – протяжном станке модели 7Б56 с применением эмульсии.

По [2, с. 197] принимаем четыре ступени. Толщину стружки на первом зубце первой ступени выбираем по [2, табл. 35] равной 0,035 мм, т. е.         а₁ = 0,035 мм. Диаметр первого зубца протяжки равен

d₁ = D₀ = S_мин = 37 мм.

Диаметр последнего режущего и калибрующих зубцов определяется по формуле:

d_n = D₅ = D_макс -                             (2.1)

где , получаем

d­_n = D₅ = 52,32-0,08=52,24 мм.

Расстояние между сторонами зубцов определяем по формуле:

S_n = S_макс - =37,14-0,02=37,12 мм.                  (2.2)

Шаг режущих зубцов выбираем по [2, табл. 7] –t = 11 мм.

Количество одновременно работающих зубцов z_i = 5.

Размеры стружечной канавки нормальной глубины выбираем по [2, табл. 8]:

h_o = 4,5 мм;  r = 2,5 мм;  F_a = 15,9 мм .

Значение переднего и заднего углов зубцов определяем по [2,табл.10 и 11]:

.

Определяем силу протягивания на первой ступени по формуле:

                                                 (2.3)

где по [2, табл. 23 и 24] С=762; х=0,85; =0,93; К_с=1; К_и=1.

Тогда

Определяем поперечные сечения протяжки:

1) по первой стружечной канавке:

                 .               (2.4)

2) по хвостовой части для хвостовика под чеку [2, табл. 15] с диаметром D₁ , равным 35 мм:

.

Напряжения в материале протяжке определяем по хвостовой части:

.

Определяем коэффициент заполнения стружечной канавки на первой ступени:

                     .                    (2.5)

Таким образом, первая ступень полностью удовлетворяет всем требованиям.

Толщина стружки на остальных ступенях по формуле:

                                                                   (2.6)

а_ІІ = 1,5∙0,035=0,0525 мм; принимаем 0,05 мм;

а_III = 2,3∙0,035=0,0805 мм; принимаем 0,08 мм;

а_IV = 3,8∙0,035=0,133 мм; принимаем 0,13 мм.

Поскольку принятые толщины стружки каждой ступени весьма близки к своим расчетным значениям, не требуется определять силу протягивания для остальных ступеней, кроме уже высчитанной для первой ступени.

Определяем коэффициент заполнения стружечной канавки на остальных ступенях:

;

;

.

Для четвертой ступени принимаем глубокую стружечную канавку с размерами: h_o = 5,5 мм; r = 2,5 мм; F_a = 23,8 мм ; тогда

Определяем диаметры первых зубцов на ступенях по формуле:

                                                           (2.7)

d_I = 1∙37+2∙0,035=37,07  мм;

d_II = 1,045∙37+2∙0,05=38,765 мм;

d_III = 1,105∙37+2∙0,08=41,045 мм;

d_IV = 1,19∙37+2∙0,13=44,29 мм.

Определяем количество режущих зубцов в ступенях по формуле:

                                               (2.8)

, т.е. 24;

, т.е. 22;

, т.е. 20;

, принимаем 31.

Определяем общее количество режущих зубцов:

z_p = z_I + z_II + z_III + z_IV = 24+22+20+31=97.

Определяем толщину стружки на чистовых зубьях:

z₁ =2/3∙a_IV =2/3∙0,12=0,08 мм;

z₂­ =2/3∙a_Z1 =2/3∙0,08=0,05 мм;

z₃­ =2/3∙a_Z2 =2/3∙0,05=0,03 мм;

z₄­ =2/3∙a_Z3 =2/3∙0,03=0,02 мм;

z₅­ =2/3∙a_Z4 =2/3∙0,02=0,01 мм;

Общее количество чистовых зубьев равно 5.

Длина режущей части

l = (z_p +z_ч ) ∙ t = 102 ∙ 11 = 1122 мм.

Калибрующая часть [2, с. 87]:

z_к = 4 [2, табл. 14];

t_к = 7 мм.

                                                     (2.9)

Стружечные канавки – глубокие, как на четвертой ступени. Ленточка на вершине зубцов принимается равной 0,2 мм.

Передняя направляющая часть: диаметр D₄ =  мм; длина l₄ = 50 мм.

Задняя направляющая часть: диаметр D₆ =  мм; длина l₆ = 35 мм.

Шейка: диаметр D₂ = D₁ -0,5 мм = 35-0,5=34,5 мм; длина l₂ = l_c + l_k. Толщина стола l_c для станка модели 7Б56 составляет 60 мм [2, с. 317]; высота опорного кольца l_k принимаем равной 25 мм. Тогда l₂ = 60+25=85 мм.

Переходной конус: диаметр D₃ = D₁ = 35 мм; длина l₃ = 20 мм.

Хвостовик: диаметр D₁ = 35 мм; длина l₁ = 80 мм.

Общая длина протяжки:

L_П = l + l₁ + l₂ + l₃ + l₄ + l₅ + l₆ =

=1122+80+85+20+50+28+35=1420 мм.

Количество стружкоделительных канавок на зубцах №1 и 3 (круглые зубцы) равно двенадцати [2, с. 12], на зубцах с №4 по 34 – две канавки и с №35 по 98 – одна канавка.

Центровые отверстия по [2, табл. 20] тип В по ОСТ 3725; номинальный диаметр d_ц = 2,5 мм.

Материал протяжки – легированная инструментальная сталь 9ХВГ.