Проектирование протяжки
2.1 Протягиваемая заготовка. Исходные данные:
Материал – сталь 20ХНЗА, твердость – НВ 285-321, состояние – после отжига, отверстие под протягивание получено зенкерованием, диаметр его до протягивания do (Н12) = 25,2+0,21 мм, внутренний диаметр шлицев d (Н11) = 26+0,13 мм, наружный диаметр шлицев D (Н12) = 32+0,25 мм, ширина шлицевых впадин b (F8)= 6+0,028 мм, число шлицев z = 6, размер фаски fх45= 0,4 мм, параметр шероховатости поверхностей (по b, D, d) Ra = 2,5 мкм, длина протягивания l = 80 мм.
2. Станок: горизонтально-протяжной, мод. 7Б56; тяговая сила Q = 196000 H, максимальная длина хода штока Lmax = 1600 мм, диапазон рабочих скоростей 1,5-13 м/мин, состояние – удовлетворительное. 3. Производство – крупносерийное. 4. Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального производства и заточного отделения, Lmax = 1500 мм. Порядок расчета Расчет начинаем с установления схемы расположения зубьев на протяжке, группы обрабатываемости и группы качества. Принимаем предварительно схему расположения зубьев ФКШ. Окончательно схему расположения зубьев будет установлена после расчета длины круглой части. Если lк>1,5 l, то фасочные зубья следует расположить между переходными и чистовыми круглыми зубьями, т.е. принять схему Ко.п.ФКч.к.Ш. 1. Группу обрабатываемости устанавливаем по табл. П1 приложения (лит. 1, стр.301). Сталь 20ХНЗА с твердостью НВ 285-321 относиться к 3-й группе обрабатываемости (сталь вязкая). 2. Группу качества устанавливаем для каждой поверхности шлицевого отверстия отдельно по табл. П2 приложения (лит.1, стр.304). Так как центрирование производиться по внутреннему диаметру с d = 26 мм и параметром шероховатости поверхности выступов Ra<2,5 мкм, то группа качества поверхности выступов, боковых сторон и поверхностей впадин вторая. 3. За материал рабочей части протяжки (передний конус, передняя направляющая режущая часть, задняя направляющая и задний хвостовик) принимаем быстрорежущую сталь Р6М5 по табл. П3 приложения (лит. 1, стр. 304) принимаем быстрорежущую сталь 4. Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостовиком, материал хвостовика - сталь 40Х. Конструкцию хвостовика и размеры принимаем по ГОСТ 4044-70 (лит.1, стр. 306). Тип , исполнение 1. Диаметр переднего хвостовика Dхв.=22е8 мм, диаметр заднего хвостовика Dз.хв.= 17с11 мм. Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчитываем по формуле , где - допустимое напряжение при растяжении, МПа, Fоп – площадь опасного сечения хвостовика, мм2. Приняв площадь опасного сечения Fоп = 227 мм2 по табл. П4 (лит.1, стр.306) и рекомендуемое напряжение при растяжении = 300 МПа Рхв.=227·300=68100 Н. 5. Передние и задние углы зубьев протяжки выбираем по табл. П5 приложения (лит.1, стр. 308). Передний угол черновых и переходных зубьев, чистовых и калибрующих γ=15°, задний угол черновых и переходных зубьев αо=3°, чистовых αч=2°, калибрующих αк=1°. Допуски на передние и задние углы по ГОСТ 9126-76. Выбранное значение переднего угла для протяжек диаметром до 40 мм следует проверить на возможность выполнения на инструменте, диаметр абразивного круга должен быть не менее 100 мм. Выбор формы и профильного угла производится по профилю стружечной канавки. Расчет выполняем в следующей последовательности: Вспомогательный угол Требуемый профиль угол шлифовального круга Деле рассчитываем максимально допустимый диаметр шлифовального круга где , мм, следовательно, принимаем γ=10°. , принимаем шлифовальный круг чашечной формы; ; мм, что удовлетворяет требованиям. 6. Скорость резания устанавливаем по табл. П6 приложения (лит. 1, стр. 309), для круглой части, одна из которой имеет наиболее высокую группу качества (2-ю), v = 5 м/мин. Так как в табл. П1 приложения сталь 20ХНЗА отмечена звездочкой (вязкая), то снижаем скорость на 20%, т.е. v =4 м/мин. Эта скорость входит в диапазон скоростей станка. 7. Определяем подачу черновых зубьев по средней наработке между двумя отказами (по табл. П7 приложения, лит.1, стр.310). Сначала устанавливаем наработку чистовой части при Szч=0,02мм и v = 4 м/мин и Т= 67 м. Для черновых зубьев при v=4 м/мин и Т= 71 м, Szс = 0,18 мм на зуб на сторону. Наработка с учетом поправочных коэффициентов, принятых по табл. П18 приложения (лит.1, стр.315), составляет Тм.н.= Т·Ктв·Ктр·Ктз·Ктм·Ктд·Кто·Ктф, где Ктв - зависимость от вида и группы качества протягиваемых поверхностей, Ктр - зависимость от схемы резания, Ктз - зависимость от вида заготовки и подготовки поверхности под протягивание, Ктм - зависимость от материала протяжки, Ктд - зависимость от доводки зубьев протяжки, Кто - зависимость от вида СОЖ, Ктф - зависимость от формы шлицевого паза. Тм.н.=67·0,8·1·1·1·1·1·1= 53,6 м Для круглой части, предназначенной для обработки поверхности 2-й группы качества, подачу черновых зубьев ограничиваем рекомендации табл. П17 приложения (лит.1, стр.315): для v = 4 м/мин и поверхности 2-й группы качества Szc= 0,12 м/мин. 8. Определяем глубину стружечной канавки по формуле , где ls – суммарная длина протягиваемых участков, мм. Принимаем предварительно коэффициент посещаемости согласно рекомендации методики К= 2,5
Для круглых зубьев h= =5,53мм По табл. П19 приложения принимаем ближайшую большую глубину стружечной канавки h=6 мм (лит.1, стр.317). Для фасочных и шлицевых зубьев h= =6,77мм По табл. П19 приложения принимаем ближайшую большую глубину стружечной канавки h=8 мм (лит.1, стр.317). Глубину стружечной канавки, допустимую жесткостью протяжки (диаметр сечения по дну стружечной канавки < 40 мм), определяем по формуле hж = (0,2-0,23)dо Для фасочных и круглых зубьев hж=0,23·25,2=5,796 мм, для шлицевых hж= 0,23·26=5,98 мм. Из табл. П19 приложения принимаем ближайшую меньшую по отношению к расчетной глубину h= 5 мм для всех частей протяжки. Так как глубина стружечной канавки для фасочных и шлицевых зубьев принята из условия жесткости протяжки, то для размещения стружки в стружечной канавке уменьшаем подачу по формуле : Szo= 0,1 мм, принимаем Szo=0,1 мм 9. Определяем шаг черновых зубьев tо и число одновременно работающих зубьев zр. Шаг черновых зубьев принимаем по табл. П19 приложения наименьшим из всех имеющихся и соответствующим данной глубине стружечной канавки h=5 мм, to = 13 мм. Остальные элементы профиля: b =5мм, r=2,5мм, R=8мм. Число одновременно работающих зубьев рассчитываем по формуле = =6 10. Определяем максимально допустимую силу резания (Pmax). Принимаем Pmax наименьшей из трех сил - Рст, Рхв. и Ро.п.: Рст =0,8·Q=0,8·20000·9,81=156960 Н Рхв. =68100 Н Величину Роп определяем по формуле Роп =Foп· [σ]р, где Fоп = 0,785·(do-2·h)2, приняв [σ]р =400 МПа, Fоп=0,785(26-2·5)2=181,366Н, Роп=181,3664·400=72546,56 Н. Следовательно, принимаем Рmax=Роп=72546,56 Н 11. Определяем число зубьев в группе zс по формуле zc=(Вmax·z·qo·zp·Kpм·Кро·Крк·Крр)/Рmax для каждой части протяжки раздельно, подставив в формулу всесто Вmax значения Вфmax, Вкmax и Вшmax. Максимальную длину режущих кромок на фасочных зубьях определяем приближенно по формуле
Вфmax=b+2f+(d-do) Вфmax= 6+2·0,4+(26-25,2)=7,6 мм В табл. П31 приложения при Вфmax<9 и D до 20-50 мм допускается zс=1 Максимальную длину режущих кромок на круглых зубья определяем по формуле Вкmax=πd/z - (b+2f), Вкmax= 3,14·26/6 - (6+2·0,4)=6,81мм Значение Bкmax меньше значения, при котором допускается работа без разделения стружки; следовательно, принимаем zс.к.=1. Максимальную длину режущих кромок на шлицевых зубьях Вшmax=bmax=6,028 мм. Удельную силу резания qо в формуле zc=(Вmax·z·qo·zp·Kpм·Кро·Крк·Крр)/Рmax, где Кмр - зависимость от состояния и твердости обрабатываемого материала, Кро - зависимость от вида СОЖ, Крк - зависимость от группы качества протягиваемой поверхности, Крр - зависимость от способа разделения стружки, определяем из табл. П20 приложения: для γ=10° и Szо=0,1мм qо=236 Н/мм, для Szс=0,1 мм qо=236 Н/мм, поправочные коэффициенты находим по табл. П21 приложения: Крм= 1, Крр=1, Крк=1, Кро=1 для СОЖ, принятой по табл. П18 приложения (сульфофрезол В), zс.ф.= 0,89, zс.к.= 0,85, zс.ш.= 0,75. Принимаем: zс.ф.=1, zс.к.=1, zс.ш.=2 12. Распределяем припуск между разными частями и зубьями протяжки. Припуск на фасочную часть определяется по формуле Аф=Dф-dоmin, где Dф находим по формуле Dф = Dе + 0,4, а диаметр окружности Dе, проходящий через точку пересечения исходных профилей фаски и прямобочного паза, по формулам
sin λ = (b+2f)/d= (6+2·0,4)/26,13=0,26131 λ= 15,14781° сtgλе= 4,32 λе=13,04254° Dе=b/sinλе=6/ sin 13,04=26,71 мм Dф=De+0,5=26,7+0,5= 27,21 мм Аф=Dф-dо=27,21-25,2=2,01 мм Припуск на круглую часть находим по формуле Ак=dmax-domax= 26,13-25,2=0,93 мм Припуск на черновые зубья Ако определяем по формуле Ако=Ак-(Ак.п.+Ак.ч.), где Ак.п.= 0,18 мм из табл. П23, Ак.ч.= 0,12 мм из табл. П22, Ако=0,93-0,18-0,12=0,63 мм. Припуск на шлицевую часть находим по формуле Аш=Dmax-Dш1, а диаметр первого шлицевого зуба по формуле Dш1=Dе+2Szo Dш1=26,7+2·0,1=26,91 мм Аш=32,25-26,91=5,34мм Припуск на черновые шлицевые зубья определяем по формуле Ашо=Аш-(Аш.п.+Аш.ч.), в которой Аш.п.=0,18 мм из табл. П23, Аш.ч.=0,08 мм из табл. П22, Ашо=5,34-0,18-0,08=5,08 мм. 13. Находим число групп черновых зубьев io, остаточный припуск Аост и распределение его. Число групп черновых зубьев io определяем по формуле io=Ao/2Szo, подставив в нее соответствующие значения Ао и Szo, принятые для каждой части; остаточный припуск находим по формуле Аост=Ао-2Szo·io. iф=Аф/2Szф=2/2·0,1=10, принимаем iф= 10. Аост.ф.=2-2·0,1·10=0 iко=Ако/2Szок=0,63/2·0,1=3,15 Аост.к.=0,63-2·0,1·2=0,03 Так как Аост.к.<2Sп1 (см. табл. П23 приложения), тогда iко= 3, часть остаточного припуска равная 0,03 срежется первым чистовым зубом: iшо=Ашо/2Szшо=5,05/2·0,1=25 Аост.шо=5,05-2·0,1·25=0,09мм, принимаем iшо= 25. 14. Общее число зубьев определяем по формуле Σz=zф+zк+zш, число фасочных - по формуле zф=iф·zс.ф, число круглых - по формуле zк=zко+zк.п+zк.ч+zк.к и число шлицевых - по формуле zш=zшо+zш.п+zш.ч+zш.к zф=10·1=10 Число круглых черновых зубьев рассчитываем по формуле zко=iкоzс.к.=3·1=3 Число круглых переходных зубьев zк.п.= 2, из табл. П23 приложения, число круглых чистовых зубьев zк.ч.=2, число калибрующих из табл. П22 приложения zк.к.=2. zк=3+2+2+2=9. Число шлицевых зубьев определяем по формуле zшо=iшо zс.ш+1=25·2+1=51. Число шлицевых зубьев из табл. П23 приложения zш.п.=4, скорректированное число переходных зубьев за счет остаточного припуска zш.п.= 4, число шлицевых чистовых зубьев (при zс.ш.ч.=1) zш.ч=2, число калибрующих зубьев zш.к.=4, zш=51+4+2+4=61, z=10+9+61=80 15. Подъемы переходных зубьев круглой и шлицевой частей принимаем по табл. П23 приложения: для круглых Sп1=0,06 мм, Sп2=0,03 мм для шлицевых Sп1= 0,06 мм, Sп2= 0,03 мм Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей принимаем по табл. П22 приложения для круглых Szч=0,02 мм (два зуба), Szч= 0,01мм (два зуба) к подъему первого чистового зуба прибавляем 0,04 от остаточного припуска, т.е. Szч3=0,04 мм и Szч4= 0,01 мм, для шлицевых Szч= 0,02 мм (два зуба). 16. Определяем длину режущей части протяжки Lр, шаги и профиль чистовых круглых и шлицевых зубьев. Вначале находим длину фасочной части по формуле lф=tо zф, круглой части - по формуле lк = to(zко+zк.п.)+tч (zк.ч.+zк.к. - 1), шлицевой части - по формуле lш=to(zшо+zш.п.+1)+tч(zш.ч.+zш.к.-1) lф=15·10=150мм Для круглой и шлицевой частей находим шаг чистовых зубьев по табл. П24 приложения (берем средний шаг t2). Шагу tо=14мм соответствует шаг чистовых зубьев t1= 13, tк.ч.=tк.ш.=t2= 11 мм. Остальные элементы стружечной канавки чистовых зубьев берем из. табл. П19 приложения h=5 мм от tч зависит b= 7 мм, R=8 мм, r=2,5 мм, lк=15(3+2)+13(2+2-1)=114 мм, lш=15(51+4+1)+13(2+4-1)=905мм, Lр=150+114+905=1169 мм. 17. Силу протягивания на каждой части протяжки рассчитываем по формулам Рф=(Вфmax z qo zp Kp)/zс.ф.=(7,6·6·236·6·1)/1= 64569,6 Н Рк=(Вкmax z qo zp Kp)/zс.к.= (6,81·6·236·6·1)/1= 57857,76 Н Рш=(Вшmax z qo zp Kp)/zс.ш.= (6,028·6·236·6·1)/2= 25606,94 Н 18. Рассчитываем силы протягивания на каждой части протяжки по формулам, приняв среднюю длину режущего лезвия на фасочных зубьях Вф= 6,8мм Pф= 57772,8 Н Pк= 57857,76 Н Pш= 51213,89 Н 19. Диаметры калибрующих Dкк= 26,13 d11 мм Dшк= 32,25 d11 мм 20. Для схемы ФКШ согласно рекомендациям п.10 (стр.89) методики принимаем диаметр впадин фасочных зубьев равным диаметру domin: Dвф= 25,2 мм, Dвш= 26 мм. 21. Число выкружек на круглых черновых и переходных зубьях и их ширину определяем по табл. П25 приложения: Nк= 8, ак= 6 мм и по табл. П27 приложения Rв= 30мм, Rк=25 мм Чистовые круглые зубья выполняются без выкружек Число выкружек шлицевых зубьев Nш=z= 6 ширину режущих лезвий на прорезных зубьях определяем по формуле Бф=Бш=b-2f, приняв предварительно размер криволинейной фаски из табл. П32 приложения: fп= 1 мм, Бш= 4 мм Для определения радиуса выкружки Rв и радиуса шлифовального круга Rк вычислим ширину выкружек шлицевых зубьев по формуле аш=ПD/N-Бш=12,47 мм. По табл. П27 приложения для аш= 12,74 мм и D= 32 мм, Rв= 30 мм, Rк=25 мм. 22.Диаметр передней направляющей Dпн=25,2е8 мм, длина передней направляющей lпн=64 мм, так как l/D>1,5 23. Длина переходного конуса принимаем по табл. П28 приложения lп=20мм 24. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяем в соответствии с п. 22 стр.55 L1=l1+l2+l3+l+25= 150+25+40+25=240 мм l1 принимают в зависимости от диаметра хвостовика = 150 мм, l2 и l3 в зависимости от станка l2=25 мм, l3= 40 мм 26. Диаметр задней направляющей Dзн= 26 f9 мм длину задней направляющей принимаем по табл. П29 приложения: lзн= 25 мм Протяжку делаем без заднего хвостовика 27. Общую длину протяжки определяем по формуле L=L1+Lp+lзн=240+25+1169=1434 мм Округляем L до 1435 мм за счет уменьшения длины заднего направления: lзн= 26 мм Таблица 2.1 – Диаметры зубьев протяжки
Расчет корригированного профиля фасочных и шлицевых прямобочных зубьев. Для расчета корригированного бокового профиля шлицевых прямобочных зубьев из таблицы диаметров (2.2) зубьев назначаем номера первого (Nа=21) и последнего (Nе=69) зубьев расчетном участку, диаметры этих зубьев Dа=27,11 мм и Dе=31,91 мм. Для расчета используем также ширину паза b=7 мм, шаг черновых зубьев to=15 мм. Задаемся вспомогательным углом в плане: φ1=3º. Подъем заднего центра С на длине протяжки и половину угла корригированного бокового профиля зубьев и шлифовального круга ωк рассчитываем по формулам ; ; ; ; ; ; мм; ; ; мм. мм. мм. Для расчета подъема заднего центра С, размеров для контроля бокового профиля фасочных зубьев На и Нв назначаем номера первого Nа=1 и последнего Nе=9 фасочных зубьев и радиусы этих зубьев Dа=25,4 мм и Dе=27,2 мм, значение угла фаски βф и корригированного ушла фаски βк принимаем по табл. П34 приложения для числа шлицев z=6: βф=40º, βк =30º. Другие данные, участвующие в расчете, следующие: b=7 мм, с=0,5 мм, d=25,4 мм. Расчет производим по формулам: ; ; ; ; ; ; ; ; мм; мм; мм Шлифование бокового профиля фасочных зубьев производим профильным кругом с ωк=60º (из табл. П34 приложения), следовательно, мм. Длина расчетного участка мм мм. мм; мм; Корригированный угол профиля фасочных впадин на протяжке 2ωк=120º (из табл. П34 приложения). Для первого зуба Н1=9,57 мм, для последнего Н2=9,26 мм; при шлифовании боковых поверхностей фасочных зубьев с № 1 по № 10 задний хвостовик поднять в направлении стрелки Е; подъем равен 5,07 мм на длине 1435 мм; при шлифовании боковых поверхностей шлицев с зуба № 21 и № 69 задний хвостовик поднять в направлении стрелки F; подъем равен 0,57 мм на длине 1435 мм; продольный профиль черновых зубьев.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (234)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |