Проектирование режущего инструмента (протяжка шлицевая, сверло комбинированное, фреза червячная для обработки шлицевого вала) (стр. 3 из 4)
ширина шлица b = 10D9
мм;Серия шлицев - средняя,
f = 0,5±0,3мм - размер фаски,
L = 100мм - длина детали (протягивания),
Ra=2,5 мкм - требуемая шероховатость поверхности втулки после обработки,
Обрабатываемый материал - Сталь 20Х, НВ 146-207.
Так как центрирование шлицев производится по боковым сторонам, то отверстие окончательно изготавливается на расточной операции и при протягивании не обрабатывается.
Конструктивные особенности, суммарная длина и технологичность шлицевой протяжки зависит от принятой последовательности срезания припуска, т.е. от комбинации зубьев, обрабатывающих те или иные элементы шлицевого отверстия.
Тип протяжки с расположением частей на ней - Тип В: фасочная часть, шлицевая часть, круглая отсутствует.
Рисунок 3.1 - Схема срезания припуска комбинированной протяжкой
Группа обрабатываемости стали - I. [5, табл.2, с.10]
Материал протяжки - сталь Р6М5. [5, табл.3, с.11]
1. Расчет размеров, определяющих положение фаски
Размер М.
где,
Диаметр dф.
где,
где, bmax - наибольшая допустимая ширина шлицевой канавки на детали, мм;
δb - наибольшая величина разбивания на ширине шлица (0,005-0,01мм).
Рисунок 3.2 - Форма шлицевой канавки
2. Тип хвостовика и его размеры
Т. к. диаметр протяжки больше 40мм - выполняем ее сварной с хвостовиком из стали 40Х. Сварку хвостовика со стержнем производим по шейке на расстоянии 15…25мм от начала переходного конуса.
Диаметр хвостовика Dхв принимаем равным ближайшему меньшему значению по отношению к внутреннему диаметру шлицевой втулки.
Таблица 3.1 - Основные размеры и допустимые силы резания для хвостовиков под быстросменные патроны
| Dхв,мм | D1,мм | D2,мм | l1,мм | l2`,мм | l3`,мм | C,мм | Площадь опасного сечения А-А, мм2 | Силы резания, допустимые прочностью хвостовика на разрыв, Рдоп, Н | |
| для стали Р6М5 [σр] =400МПа | для стали ХВГ 45Х [σр] =300МПа | ||||||||
| 75 | 62 | 74 | 125 | 25 | 38 | 12 | 3018 | 1207200 | 588600 |
Рисунок 3.3 - Хвостовик и его основные размеры
3. Шаг черновых зубьев и подача черновых секций
Определим шаг черновых зубьев.
Полученное значение t округляем до ближайшего стандартного, указанного в [5, табл.6, с.14]. По значению шага выбираем профиля №11. Для обеспечения увеличения подачи, с целью сокращения длины протяжки, принимаем следующий профиль с min шагом.
Принимаем профиль №12 с шагом 20мм. [5, табл.6, с.14]
Таблица 3.2 - Размеры профилей зубьев протяжек
| № профиля | t, мм | B, мм | R, мм | h, мм | r, мм | Fокт, мм2 | Fпол, мм2 |
| 12 | 20 | 6 | 14 | 9 | 4,5 | 63,58 | 98 |
| 21 | 7 | ||||||
| 22 | 8 |
Рисунок 3.4 - Размеры профиля зубьев протяжки
Коэффициент заполнения стружечных канавок К=3 - для стали.
Подача черновых секций:
Полученное значение округляем до стандартного значения Szч с шагом 0,01мм до Szч=0,3мм.
Принятое значение подачи черновых секций - Szч=0,21мм.
Фактический коэффициент заполнения стружечной канавки.
Таблица 3.3 - Геометрические параметры протяжек переменного резания
| Вид зубьев | Передний угол, γ | Задний угол, α | Фаска, f |
| Черновые и переходные | 20 | 3…4 | ----- |
| Чистовые | 2 | ----- | |
| Калибрующие | 1 | 0,2…0,3 |
Рисунок 3.5 - Углы протяжки
Количество зубьев в черновых секциях:
Фасочные зубья, когда они работают первыми, могут срезать стружку либо по одинарной схеме, либо по групповой. В последнем случае фасочные зубья группируются в двухзубые секции, аналогично шлицевым зубьям, причем первые зубья в каждой секции имеют на боковых сторонах выкружки для разделения стружки по ширине, а вторые выполняются без выкружек, занижение по диаметру на 0,02 - 0,04мм.
Таким образом, количество зубьев в черновых секциях принимается:
фасочная часть - zчсф=2,шлицевая часть - zчсш=2.
4. Расчет допускаемой силы резания
Сила протягивания на черновых зубьях (на фасочной части).
где, Ср, Х - коэффициенты; [5, табл.9, с.17]
Kγ, Kи, Kс - поправочные коэффициенты для определения сил резания при протягивании, которые учитывают влияние переднего угла, степени затупления протяжки (протяжка изношенная) и вида СОЖ (сульфофрезол) соответственно; 5, табл.10, с.18]
zmax - наибольшее число одновременно работающих зубьев протяжки.
zчсф - количество зубьев в секции.
По силе протягивания на черновых зубьях выбираем станок модели 7А340 со следующими техническими данными: [5, табл.7, с.15]
Номинальное тяговое усилие, Н - 400000,Длина хода рабочего ползуна, мм - 2000,Диаметр отверстия в планшайбе, мм - 180,Минимальное расстояние от торца хвостовика протяжки до первого режущего зуба, мм - 500,Пределы скорости рабочего хода протяжки, м/мин - 1,5…6,8.
За величину максимально допустимой силы резания Рдоп принимаем меньшее усилие из 3-х.
а) сила резания, допускаемая прочностью хвостовика Рхв в опасном сечении (по шейке хвостовика).
Рхв=588600 Н - табл.3.1;
б) сила резания, допускаемая прочностью опасного сечения по впадине первого зуба.
где, Dоп=Do - h - диаметр опасного сечения, мм;
[σр] - допускаемое напряжение на растяжение - табл.3.1
в) расчетное тяговое усилие станка.
где, Q - тяговое усилие станка по паспорту, Н;
k=0,9 - КПД станка.
Следовательно, за величину максимально допустимой силы резания Рдоп принимаем Рст=360000 Н - расчетное тяговое усилие станка.
Определим величину максимальной глубины стружечной канавки по допустимому усилию:
Величина h [σ] > h (принята по [5, табл.6, с.14]).
5. Расчет фасочной и шлицевой частей протяжки
1) Распределение припуска
а) На фасочную часть:
где, dфп=Do+2f+ (0,3-0,4) =83,3мм - диаметр последнего фасочного зуба;
Подъем зубьев на фасочной части Szчф=Szч=0,21мм.
Рисунок 3.6 - Профиль фасочных зубьев
б) На шлицевую часть:
Общий
где, dш= dфп - диаметр первого шлицевого зуба, мм.
Подъем зубьев на шлицевую черновую часть Szч=0,21мм.
На переходные зубья: [5, табл.12б, с. 20]
Подъем зубьев на переходные секции - Szп=0,12 - 0,15мм=0,15мм.
Припуск на переходные зубья - Ап=0,56 - 0,66мм=0,6мм.
Число переходных секций -
.Число зубьев в переходных секциях равно - 2.
На чистовые и калибрующие зубья: [5, табл.12а, с. 20]
Число чистовых зубьев - zчт=2.
Подъем зубьев на чистовых секциях - Szчт=0,02мм.
Общее число чистовых секций - 2.
Припуск на чистовые зубья на диаметр - Аш=0,08мм.
Число калибрующих зубьев - zк=3.
Шаг чистовых и калибрующих зубьев
Размеры стружечных канавок чистовых и калибрующих зубьев принимаем по [5, табл.6, с.14].
Таблица 3.4 - Размеры профилей чистовых и калибрующих зубьев протяжки
| № профиля | t, мм | B, мм | R, мм | h, мм | r, мм | Fокт, мм2 | Fпол, мм2 |
| 9 | 14 | 4,0 | 10,0 | 6,0 | 3,0 | 28,5 | 45 |
| 15 | 5,0 |
