Проектирование металлорежущих инструментов
2.2 Расчет плоской шпоночной протяжки
Припуск А на обработку шпоночной протяжкой, а следовательно и суммарный подъем зубцов будет складываться из глубины канавки и величины f0 дуги, соответствующей ширине протягиваемой канавки в. Таким образом:
А=h=t1-D+ f0,
где t1- расстояние от края отверстия до дна канавки
t1=29,51мм
D - диаметр отверстия
D=26.021мм
Величина f0 определяется по формуле:
f0=0,5(D-D2-в2)=0,5(26,021-26,0212-7,0222)=0,48
А=h=29,51-26,021+ 0,48=3.97
Ширина тела протяжки принимается равной:
В=в+(2…6)мм
В=8+(2…6)=10-14мм
Принимаем В=12(-0,006;-0,018)мм
Ширина зубчатой части вп определяется по формуле:
вп=вmax-в,
где вmax - наибольшая допустимая ширина шпоночного паза на изделии;
в- Наибольшее разбивание по ширине паза
в=(0,005…0,010)мм
вп=7,022-0,005=7,017мм.
Подача на зуб: Sz=0.1мм
Шаг зубьев: t=12мм.
Число одновременно работающих зубьев: z1=6
Размеры стружечной канавки:
h0=5мм
r=2,5мм
Fa=19,6 мм2
Для упрощения расчетов отношение объемов канавки и стружки может быть заменено отношением площади активной части Fa к площади продольного сечения среза, т. е.
Fa/ Fс= Fa/Sz*L=h02/4Sz*LKmin
Kmin=3,5
Fa/ Fс =19.6/4*0.1*60=3,63,5
У шпоночных протяжек не следует делать передний угол больше 150, т.к. в противном случае получается волнистая поверхность из-за того, что протяжка втягивается в обрабатываемый металл, что может привести к перегрузке и поломке протяжки. Принимаем =150. Задний угол обычно принимают 2…3є. Допустимые отклонения для передних углов могут быть приняты равными 1030, а для задних 30. Принимаем =40.
Высоту зубчатой части h0 можно считать приблизительно равной
h01.25 h0,
где h0 - глубина стружечных канавок.
При этом необходимо учитывать, чтобы полностью сточенная по высоте протяжка не задевала верхними углами за материал детали, это означает, что высота h0 должна быть больше глубины стружечной канавки.
h0=1,25*5=6,25мм
Принимаем h0=9, что больше t1-D=3.5
Сила протягивания определяется по следующей формуле:
Р=СрSzxвzmaxkykckи,
где в- ширина шпоночной канавки в мм,
Ср- постоянная, зависящая от обрабатываемого материала и формы протяжки
Ср=202 ,
Sz - подача на зуб или подъем зубцов на сторону в мм
Sz=0,1,
zmax - наибольшее количество одновременно работающих зубьев.
х - показатель степени при Sz
х=0,85
ky, kc, kи - поправочные коэффициенты, характеризующие влияние переднего угла, состава СОЖ, степени износа зубцов протяжки
ky=0,93,
kc=1.34,
kи=1.
Наибольшее количество одновременно работающих зубьев определяется по формуле:
zmax=L/t,
где L - длина протягиваемой поверхности
L=60мм
t - шаг режущих зубцов
t=12.
zmax=60/12=5
Р=202 *0,10,85*7*5*0,93*1,34=1242кг.
Высота протяжки по первому зубцу h1 должна удовлетворять следующему условию:
h1P/B[]+h0,
h11242/12*20+9=14.
Принимаем h1=18мм.
Высота протяжки по последнему режущему зебу hп и по калибрующим зубцам Нв составляет:
hп = Нв= h1+ h/
hп = Нв=18+3,97=21,97мм
Количество режущих зубцов определяется по формуле:
zp= h/Sz+(1…2)мм
zp=3,97/0,1+2=41,7
Принимаем zp=42
Длина режущей части l=t* zp
l=12*42=504мм.
Угол бокового поднутрения i=1030, переходные кромки высоты 0,3мм с углом 450.
Хвостовик выбираем плоский с размерами Н1=Н2=18мм.
Fx=h1*в1
Fx=18*7=126мм2
Напряжение на растяжение в материале хвостовика
=Р/ Fx
=1242/126=9,9кг/мм.
Калибрующая часть:
Высота зубцов Н5=hп=21,97мм,
Количество зубцов zк=5,
Шаг tk=t=12мм,
Длина lк=t(zк+0.5)=12(5+0.5)=60
Стружечная канавка такая же, как у режущих зубцов.
Фаска fk=0.2мм.
Общая длина гладких частей протяжек l определяется суммой длин отдельных элементов:
l= l1- l3+ lс+ lа+ lв+ lн,
где l1 - длина хвостовика, зависящая от способа крепления и размеров протяжки.
l3 - длина входа патрона в отверстие станка
lс - толщина опорной плиты станка
а - длина выступающей части опорного кольца
lв - длина выступающей части фланца направляющей оправки
lн - длина, необходимая для беспрепятственного насаживания изделия.
l =70-0+70+25+8+70+0=243
Принимаем lн=250мм
Общая длина: L= l + l5+l6
L=814мм
Глубина паза в направляющей оправке:
Н=h1+f0
Н=18+0.48=18.48
Проверка толщины тела оправки определяется по наибольшему допустимому значению глубины паза Н:
Н0,5(D+0.5D2-В2)
Н0,5(26+0.5*262-122)=19,98
№ зуба Высота h Допуски № зуба Высота h Допуски 1 18.00 -0,02 25 20,40 -0,02 2 18.10 -0,02 26 20,50 -0,02 3 18,20 -0,02 27 20,60 -0,02 4 18,30 -0,02 28 20,70 -0,02 5 18,40 -0,02 29 20,80 -0,02 6 18,50 -0,02 30 20,90 -0,02 7 18,60 -0,02 31 21,00 -0,02 8 18,70 -0,02 32 21,10 -0,02 9 18,80 -0,02 33 21,20 -0,02 10 18,90 -0,02 34 21,30 -0,02 11 19,00 -0,02 35 21,40 -0,02 12 19,10 -0,02 36 21,50 -0,02 13 19,20 -0,02 37 21,60 -0,02 14 19,30 -0,02 38 21,70 -0,02 15 19,40 -0,02 39 21,80 -0,02 16 19,50 -0,02 40 21,88 -0,02 17 19,60 -0,02 41 21,97 -0,015 18 19,70 -0,02 42 21,97 -0,015 19 19,80 -0,02 43 21,97 -0,015 20 19,90 -0,02 44 21,97 -0,015 21 20,00 -0,02 45 21,97 -0,015 22 20,10 -0,02 46 21,97 -0,015 23 20,20 -0,02 47 21,97 -0,015 24 20,30 -0,02 |