При протягивании существуют такие следующие образования поверхностей: профильный, генераторный и комбинированный.
Переходя к рассмотрению схем протягивания шестигранного отверстия, можно отметить, что при профильном способе все зубья протяжки имеют шестигранную форму и, постепенно увеличиваясь в своих размерах, срезают припуск, который остался после обработки предварительного отверстия цилиндрической формы. Шестигранное отверстие образовывается последним режущим зубом протяжки. Таким образом, режущие кромки этой протяжки располагаются на боковой поверхности усечённой шестигранной пирамиды.
У протяжки, работающей по генераторному методу, первый зуб имеет очертание окружности и соответствует форме предварительного цилиндрического отверстия. Промежуточные зубья очерчиваются с углов дугами концентрических окружностей, а с боков прямыми линиями, расстояние между которыми является постоянным для всех зубьев и равным поперечному размеру шестигранника. Радиус режущих кромок на углах профиля зубьев увеличивается на каждом зубе на величину подачи. Очевидно, что количество полосок на схеме протягивания должно равняться числу режущих зубьев на протяжке. Дуговые участки промежуточных зубьев по мере приближения к последнему зубу укорачиваются, в то время как прямолинейные боковые удлиняются до тех пор, пока последний режущий зуб не примет очертания окончательного отверстия.
Несмотря на простоту первого принципа, конструкция протяжек в этом случае не всегда получается технологически простой. Так, например, обыкновенные протяжки для обработки плоскостей и цилиндрических отверстий получаются конструктивно и технологически проще тех же протяжек, работающих по прогрессивному и комбинированному принципам. С другой стороны, квадратные и шестигранные внутренние протяжки, а так же протяжки для обработки наружных фасонных поверхностей, выполненные по генераторному принципу, значительно легче в изготовлении.
Поэтому, рассмотрев все вышеприведенные рекомендации, принимаем метод образования поверхности – генераторный, а схему срезания припуска - одинарную (когда весь припуск равномерно распределяется между всеми зубьями).
Требуется протянуть шестигранное отверстие со следующими исходными данными: расстояние между сторонами S = 44+0,25 мм, диаметр описанной окружности D = 50,3+0,3 мм, длина L = 35 мм. Материал обрабатываемой детали –
сталь 45 (НВ = 200…300) ГОСТ 4543 – 71.
Предварительная обработка отверстия производится сверлом. Наименьший диаметр отверстия 44 мм, диаметр сверла 44 мм. Протягивание осуществляется на горизонтально – протяжном станке модели 7Б56 (в хорошем состоянии) с при-менением эмульсии. Патрон на станке с чекой. Длина протяжки ограничена производственными возможностями инструментального цеха и составляет 700 мм.
Материал протяжки – инструментальная сталь марки ХВГ.
Принимаем три ступени [1, с.218]. Подачу на первом зубе первой ступени по таблице 38 [1, с.218] выбираем равной Sz1 = 0,045 мм. Диаметр первого зуба протяжки: d1 = D0 = Smin = 44 мм. Диаметр последнего режущего и калибрующего зубьев (по формуле (85) [1, с.214]):
dп = Dmax – δ (18)
где: Dmax – наибольший размер протягиваемого отверстия между углами – диаметр описанной окружности, мм;
δ – разбивание отверстия, мм.
Принимая δ = 0,01 мм [1, с.92], получаем: dп = 50,6 – 0,01 = 50,59 мм. Расстояние между сторонами зубьев [1, формула (86)]:
Sп = Smax – δs , (19)
где: Smax – наибольшее допустимое расстояние между сторонами протягиваемого отверстия, мм;
δs – разбиение отверстия по размеру S.
Тогда: Sп = 44,25 – 0,01 = 44,24 мм. Шаг режущих зубьев [1, таблица 8] t = =9 мм, количество одновременно работающих зубьев zi = 4. Размеры основной стружечной канавки [1, таблица 7]: h0 = 3,5 мм; r = 1,8 мм; Fа = 9,63 мм2; g = 3 мм, R = 6 мм.
Углы зубьев [1, таблица 10, 11]: γ = 15˚, α = 3˚. Сила протягивания на первой ступени [1, формула (90)]:
Рi = Cр·S·s2z1·zi·Kγ·Kc·Kи (20)
Согласно [1, таблица 25]: Cр = 762, x = 0,85; и [1, таблица 26] Kγ = 0,93; Kc=1; Kи = 1,15, тогда: Рi = 762 · 44 · 0,0450,85 · 4 · 0,93 · 1 · 1,15 ≈ 10277 кг < Q = =0,8 · 20000 = 16000 кг.
Поперечные сечения протяжки:
- по первой стружечной канавке
F1 = (π · (d1 – 2 · h0)2) / 4 (21)
F1 = (3,14 · (44 – 2 · 3,5)2) / 4 ≈ 1075 мм2;
- по хвостовой части для хвостовика под чеку [1, таблица 16]: D1 = 40 мм;
Fx = 775 мм2.
Напряжения в материале протяжки по первой стружечной канавке:
σ = Р1 / F1 , (22)
σ = 10277 / 1075 = 9,56 кг/мм2 < [σ] = 30 кг/мм2.
Коэффициент заполнения стружечной канавки на первой ступени:
,
(23)
К1 = 9,63 / (0,045 · 35) = 6,1 > Кmin = 3 мм [1, таблица 9].
Таким образом, первая ступень полностью удовлетворяет всем требованиям. Подача на остальных ступенях [1, формула (91)]:
Szm = ζm · sz1 . (24)
Коэффициент ζm, согласно [1, таблица 36] соответственно для каждой ступени: ζm2 = 1,8; ζm3 = 2,95. Тогда: Sz2 = 1,8 · 0,045 = 0,081 мм, принимаем 0,08 мм; Sz3 = 2,95 · 0,045 = 0,132, принимаем 0,13 мм.
Коэффициент заполнения стружечной канавки на остальных ступенях:
К2 = 9,63 / (0,08 · 35) = 3,44 > Кmin = 3 мм; К3 = 9,63 / (0,13 · 35) = 2,45.
Для третьей ступени принимаем ту же стружечную канавку, но с вогнутой спинкой зуба при R = 6 мм. Учитывая, что третья ступень срезает относительно узкую стружку, можно полагать коэффициент 2,45 достаточным для размещения срезаемого слоя металла в канавке.
Диаметры первых зубьев на ступенях [1, формула (88)]:
dm = ηmS + 2szm , (25)
Коэффициент ηm, согласно [1, таблица 35] соответственно для каждой ступени: ηm1 = 1; ηm2 = 1,033; ηm3 = 1,058. Тогда:
- для первой ступени dm1 = 1 · 44 + 22 · 0,045 = 44,09 мм;
- для второй ступени dm2 = 1,023 · 44 + 22 · 0,08 = 45,17 мм;
- для третьей ступени dm3 = 1,058 · 44 + 22 · 0,13 = 46,82 мм.
Подсчитанные значения dm могут быть подвергнуты небольшой корректировке при составлении таблицы диаметров зубцов на чертеже протяжки.
Количество режущих зубцов в ступенях [1, формулы (92) и (92`)]:
,
(26)
где: dm+1, szm+1 – диаметр и подача на первом зубе последующей ступени;
dm, szm – диаметр и подача на первом зубе рассчитываемой ступени.
Следовательно:
- первая ступень 
, принимаем12;
- вторая ступень 
, принимаем10;
- третья ступень 
, принимаем18.
Общее количество режущих зубьев: zр = z1 + z2 + z3 = 12 + 10 + 18 = 40. Длина режущей части:
ℓр = zр · t . (27)
Тогда ℓр = 40 · 9 = 360 мм.
Калибрующая часть [1, с.94]: zк = 4 [1, таблица 15], tк = 9 мм; длина калибрующей части ℓк = 4 · 9 = 36 мм. Стружечные канавки – такие же, как и на третьей ступени. Ленточка на вершинах зубцов принимается равной 0,2 мм. Допустимое отклонение на диаметр калибрующих зубьев принимаем согласно рекомендациям [1, с.93] равным 0,015 мм.
Далее производим расчёт
присоединительных и направляющих частей протяжки. Передняя направляющая часть:
диаметр Dпн = D0min = 44
мм; длина ℓпн=
= L = 35 мм. Хвостовик [1, таблица 16]: Dх = 40
мм, длина ℓх=
85 мм. Задняя направляющая Dзн = 44
мм, ℓзн= 30 мм. Шейка и
переходный конус: Dш = Dх
– – 0 ,5 = 40 – 0,5 = 39,5 мм, Dпк = Dх = 40 мм, ℓпк= 20 мм. Длина протяжки
до первого зуба при диаметре хвостовика 40 мм имеет значение [1, рисунок 59,в и
приложение 1]:
ℓz1 = b + a + 15 + ℓc + ℓa + ℓб + L + 15 . (28)
Согласно паспорта выбранного станка: ℓc = 60 мм, ℓa = 40 мм, ℓб принимаем равным 40 мм (толщина фланца приспособления), а = 35 мм, b = 25 мм. Тогда:
ℓz1 = 25 + 35 + 15 + 60 + 40 + 25 + 35 + 15 = 250 мм. Следовательно общая длина протяжки: Lп = ℓz1 + ℓр + ℓк + ℓзн = 250 + 360 + 36 + 30 = 676 мм.
Расстояние между сторонами зубьев соответственно для каждой ступени: S1,2 = 44,22-0,03 мм, S3 = 44,19-0,03 мм.
Согласно рекомендаций [1, с.215] зубья №1 - 3 протяжки – круглые. Начиная с зуба №23 (3-я ступень) используем стружечную канавку с вогнутой спинкой R = 6 мм. Количество стружкоделительных канавок: на зубьях №1 - 3 протяжки – двадцать [1, таблица 13], на зубьях №4 - 22 по две, на зубьях №23-36 по одной. На калибрующих зубьях оставлять ленточку шириной f = 0,2 мм.
Рисунок 4 – Стружечная канавка с вогнутой спинкой для третьей секции и калибрующих зубьев
Графическое изображение протяжки показано на чертеже РИ КР 02.31.00.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.