Материал: Расчет и проектирование протяжки для круглого отверстия

Расчет и проектирование протяжки для круглого отверстия

Содержание

Введение

1. Расчет и проектирование протяжки для круглого отверстия

.1 Исходные данные

.2 Выбор материала инструмента

.3 Расчет конструктивных элементов круглой протяжки

.4 Расчет силы резания и проверка протяжки на прочность

1.5 Выбор предельных отклонений на основные элементы протяжки и другие технические требования

2. Расчет и проектирование канавочного резца

.1 Исходные данные

.2 Разработка эскиза резца

.3 Выбор материала инструмента

.4 Расчет конструктивных элементов резца

.5 Расчет державки на прочность и изгиб

Заключение

Библиографический список

Нормативные ссылки

Введение

Протяжки являются многозубыми металлорежущими инструментами, осуществляющими снятие припуска без движения подачи за счет превышения высоты или ширины последующего зуба по отношению к высоте или ширине предыдущего.

Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессов обработки деталей резанием и применяется при изготовлении различных деталей, формы обрабатываемых поверхностей, которых весьма разнообразны. Протяжкой можно обработать сквозные отверстия различной формы, получить различные прямые или винтовые канавки и фасонные наружные поверхности, различные зубчатые секторы и т.д.

Протяжки позволяют получить поверхности высокой точности (7, 8-й квалитет) и низкой шероховатости. Протягивание производительнее строгания, фрезерования развертывания в два, три и более раз. Высокая производительность процесса протягивания объясняется большой длиной режущих кромок зубьев протяжки, одновременно участвующих в работе.

Из всех разновидностей протяжек чаще всего применяются протяжки для обработки круглых отверстий.

Резец - однолезвийный инструмент для обработки деталей с поступательным или вращательным главным движением резания и возможностью движения подачи в любом направлении.

Резец является наиболее распространенным инструментом, его применяют на токарных, револьверных, карусельных, расточных, строгальных и долбежных станках, токарных автоматах или полуавтоматах. В зависимости от вида станка и рода выполняемой работы применяют резцы различных типов, отличающихся по назначению, форме, конструкции и размерам.

В данной курсовой работе разрабатывается конструкция круглой протяжки, применяемой на горизонтально-протяжном станке модели 7А510, и токарного канавочного резца, который применяется на токарном станке с ЧПУ модели 16К20ФЗ, для чернового и чистового точения канавочных отверстий валов.

. Расчет и проектирование протяжки для круглого отверстия

.1 Исходные данные

Наименьший диаметр обрабатываемого отверстия ;

Величина допуска на отверстие ;

Характер стенок отверстия ТН - тонкостенное;

Материал детали - ст. 30;

Твердость материала - НВ179;

Длина детали ;

Наименьший диаметр отверстия под протягивание ;

Класс точности d_о - Н12;

Модель протяжного станка 7А510;

Тяговое усилие протяжного станка Q_т = 10 т;

Наибольший ход каретки протяжного станка L_ст = 1250 мм;

Толщина фланца приспособления - 25;

Тип рабочего патрона А - автоматический;

Конструктивные особенности протяжки ЗХ/ВЗ - наличие заднего хвостовика и выглаживающих зубьев.

Рисунок 1.1 - Эскиз детали

.2 Выбор материала инструмента

Для проектирования протяжки выбираем быстрорежущую инструментальную сталь марки Р9, химический состав которой приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав стали марки Р9

Расшифровка марки стали Р9: буква Р говорит о том, что перед нами инструментальная быстрорежущая сталь, в которой присутствует вольфрам в количестве около 9%.

.3      Расчет конструктивных элементов круглой протяжки

)        Припуск на сторону отверстия под протягивание определяем по формуле:

где  - номинальный диаметр протягиваемого отверстия, мм;

 - минимальный диаметр отверстия заготовки под протягивание, мм.

.

)        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:

)        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.

)        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

)        Максимальное число одновременно работающих зубьев:

 (1.5)

.

)        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.

)        Число режущих зубьев подсчитываем по формуле и затем уточняем по таблице размеров зубьев:

, (1.6)

где  - величина припуска под протягивание на сторону.

.

Принимаем .

)        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.

.

)        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.

)        Вычисленные размеры зубьев сводим в таблицу 2, помещаемую на рабочем чертеже протяжки.

Таблица 2 - Диаметры зубьев протяжки

)        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 ;

 - 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 .