Расчет и проектирование протяжки для круглого отверстия
1.3 Расчет конструктивных элементов круглой протяжки
1) Припуск на сторону отверстия под протягивание определяем по формуле:
, (1.1)
где - номинальный диаметр протягиваемого отверстия, мм;
- минимальный диаметр отверстия заготовки под протягивание, мм.
.
2) Подъем на зуб на сторону выбирают по таблице 3 [4]. Принимаем .
Между режущими и калибрующими зубьями делают несколько зачищающих зубьев с постоянно убывающим подъемом на зуб. Принимаем и распределяем подъем на зуб следующим образом:
3) Профиль, размеры зуба и стружечных канавок между зубьями выбирают по таблице 9 [4] в зависимости от площади слоя металла, снимаемого одним режущим зубом протяжки. Необходимо, чтобы площадь сечения стружечной канавки между зубьями отвечала условию:
, (1.2)
где - коэффициент заполнения канавки, выбирают по таблице 11 [4], учитывая, что сталь 30 с твердостью НВ179 имеет предел прочности , принимаем ;
- площадь сечения канавки, мм2
; (1.3)
- площадь сечения среза металла, снимаемого одним зубом, мм2.
(1.4)
;
.
Пользуясь таблицей 9 [4] для ближайшего большего значения , при стружечной канавке с удлиненным дном (рис. 1.2) принимаем: шаг зубьев протяжки ; глубину канавки ; длину задней поверхности ; радиус скругления канавки и .
Рисунок 1.2 - Эскиз профиля режущих зубьев протяжки
Шаг калибрующих зубьев круглых протяжек принимаем равным 0,6 - 0,8 шага режущих зубьев. Принимаем .
Рисунок 1.3 - Эскиз профиля калибрующих зубьев
На калибрующих зубьях делается ленточка с углом Ширина ленточки мм (рис. 1.3).
Шаг зачищающих зубьев протяжки делают переменным: от до . Принимаем изменение шага мм. Тогда из двух смежных шагов один равен мм, а второй мм.
4) Геометрические элементы лезвия режущих и калибрующих зубьев выбираем по таблицам 6 и 7 [4]: передний угол; задний угол: для черновых зубьев , для калибрующих .
Число стружкоразделительных канавок выбираем по таблице 2 [4]: число канавок . Предельное отклонение передних углов всех зубьев , задних углов режущих зубьев , задних углов калибрующих зубьев .
Рисунок 1.4 - Эскиз стружкоразделительных канавок
5) Максимальное число одновременно работающих зубьев:
(1.5)
.
6) Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части: . Диаметр каждого последующего зуба увеличиваем на . На последних трех зачищающих зубьях, предшествующих калибрующим зубьям, подъем на зуб постепенно уменьшаем по данным п. 2.
7) Число режущих зубьев подсчитываем по формуле и затем уточняем по таблице размеров зубьев:
, (1.6)
где - величина припуска под протягивание на сторону.
.
Принимаем .
8) Диаметр калибрующих зубьев определяем по формуле:
, (1.7)
где - максимальный диаметр обрабатываемого отверстия;
- изменение диаметра отверстия после протягивания, определяется для каждого материала опытным путем, при протягивании стали наблюдается разбивание в пределах 0,005…0,01 мм.
.
9) Число калибрующих зубьев принимаем по таблице 12 [4].
По таблице П.3 [3] по допуску выбираем квалитет точности . Принимаем число калибрующих зубьев , а число зачищающих зубьев .
10) Число выглаживающих зубьев принимаем . Размеры отдельных элементов выглаживающих зубьев зависят от шага зубьев, а шаг от длины протягиваемого отверстия. По таблице 13 [4] при длине протягиваемого отверстия , принимаем шаг . Выбираем второй тип зубьев (рис. 1.5), который применяется при шаге больше 6 мм для обработки незакаленных сталей. Для этого типа размеры выглаживающих зубьев:
,
,
.
Рисунок 1.5 - Эскиз выглаживающих зубьев
Диаметр выглаживающих зубьев принимаем равным мм.
11) Вычисленные размеры зубьев сводим в таблицу 2, помещаемую на рабочем чертеже протяжки.
Таблица 2 - Диаметры зубьев протяжки
Номер зуба |
Диаметр, мм |
Номер зуба |
Диаметр, мм |
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
11,200 11,262 11,324 11,386 11,448 11,510 11,572 11,634 11,696 11,758 11,820 11,882 11,944 11,975 |
15 16 |
11,996 12,006 |
|
17 18 19 20 21 22 |
12,014 |
|||
23 24 25 26 27 |
12,016 |
12) Длину протяжки от торца хвостовика до первого зуба принимают по станку в зависимости от патрона, толщины опорной плиты, приспособления для закрепления заготовки, зазора между ними, длины заготовки и других элементов (рис. 1.6):
, (1.8)
где - длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкции патрона, принимаем ;
- зазор между патроном и стеной опорной плиты станка, равной 5…20 мм, принимаем ;
- толщина стенки опорной плиты станка, принимаем ;
- высота выступающей части планшайбы, принимаем ;
- длина передней направляющей с учетом зазора ?:
, (1.9)
где мм.
.
Находим , принимаем . Длина должна быть проверена по станку с учетом длины протягиваемого изделия согласно таблицы 23 [4]: ; так как , то , принимаем .
Рисунок 1.6 - Схема для определения длины протяжки от торца хвостовика до первого зуба
13) Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки по ГОСТ 4044-70. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .
Рисунок 1.6 - Основные размеры хвостовика
Длина переходного конуса равна 5…40 мм, принимаем . Диаметр передней направляющей принимаем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением по : ; длина передней направляющей до первого зуба . Длину шейки принимаем конструктивно в зависимости от габаритов станка:
, (1.10)
,
принимаем .
Диаметр задней направляющей протяжки должен быть равен диаметру протягиваемого отверстия с предельным отклонением по , прочие размеры задней направляющей даны в таблице 24 [4].
Рисунок 1.7 - Эскиз задней направляющей протяжки
Задний хвостовик протяжки делаем аналогично переднему с теми же размерами.
14) Определяем общую длину протяжки :
. (1.11)
Длина рабочей части:
, (1.12)
где - количество черновых зубьев;
- количество зачищающих зубьев.
.
Длина калибрующей части:
, (1.13)
.
Длина выглаживающих зубьев:
, (1.14)
.
Длина задней направляющей принимается в зависимости от диаметра задней направляющей (таблица 24 [4]). Этот диаметр равен диаметру протянутого отверстия:
,
выполненного с полем допуска , т.е. ; .
Длину заднего хвостовика принимаем .
Тогда
.
Принимаем .