Расчет и конструирование протяжек

Материалом для протяжек служит легированная сталь ХВГ или быстрорежущие стали Р9К5, Р6М5, Р9 и Р18. При применении быстрорежущих сталей используют свар­ную конструкцию, причем хвостовик выполняют из стали 45Х и стали других марок. Протяжки, оснащенные пла­стинами из твердого сплава, не получили широкого рас­пространения из-за сложности изготовления. Протяжки из быстрорежущей стали диаметром 50 мм и более допускается изготовлять цельными или с механическим креплением хвостовика.

В зависимости от типа патрона, применяемого доя креп­ления протяжки на станке, хвостовик протяжки выполняют различной конструкции. Хвостовики для круглых и шпоночных протяжек могут быть выпол­нены по ГОСТ 4042-70* и ГОСТ 4044—70*. В нормалях приводятся конструкции хвостовиков других типов. Технические требования к протяжкам для шлицевых отверстий приведены в ГОСТ 6767—79, для цилиндрических отверстий — в ГОСТ 9126—76*, для шпоночных протяжек — в ГОСТ 16491—80Е, для гранных отверстий — в ГОСТ 16492—70*.

У рабочей и задней направляющей частей должна быть HRC 62…65.

Поверхности и все сопряжения радиусов впадины зуба должны быть плавными, без уступов и других дефектов заточки.

Параметры шероховатости должны быть следующие: задних и передних поверхностей всех зубьев R_z ≤ 1,6 мкм, поверхностей спинок зубьев, радиусов впадин, стружкоделительных канавок и выкружек R_z ≤ 6,3 мкм, поверх­ностей передней и задней направляющих R_a ≤ 0,63 мкм, поверхностей хвостовика R_a ≤ 1,25 мкм.

На шейке хвостовика каждой протяжки должна быть четко нанесена следующая маркировка: обозначение про­тяжки (номер или код детали, для которой предназначен инструмент или др.); диаметр и обозначение поля допуска отверстия; порядковый номер протяжки в комплекте; пре­делы длин протягиваемых заготовок; марка стали протя­гиваемых заготовок; номинальная величина переднего угла; марка стали рабочей части протяжки; товарный знак (сим­вол) предприятия-изготовителя.

Методика расчета и конструирования наиболее распространенных типов протяжек описана в литературе.

Порядок расчета круглой протяжки.

1. Определяют припуск на диаметр отверстия под протягивание.

2. Определяют подъем на зуб на сторону s_x по нормативам режимов резания для протягивания.

Между режущими и калибрующими зубьями делают несколько (два — четыре) зачищающих зубьев с постоянно убывающим подъемом на зуб.

3. Профиль, размеры зуба и впадины между зубьями выбирают в зависимости от сечения металла, снимаемого одним режущим зубом протяжки.

Шаг калибрующих зубьев t _к круглых протяжек прини­маем равным 0,6…0,8 шага режущих зубьев (для остальных типов протяжек

t _к = t). Для получения лучшего качества обработанной поверх­ности шаг режущих зубьев протяжки делается переменным: от t + (0,2…1) до t - (0,2…1 мм). Фаска f на калибрующих зубьях плавно увеличивается от первого зуба к последнему с 0,2 до 0,6 мм.

4. Геометрические параметры режущих и калибрующих зубьев, число стружкоразделительных кана­вок и их размеры выбираем по справочной литературе.

5. Определяем максимальное число одновременно работающих зубьев.

6. Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр пер­вого зуба принимается равным диаметру передней направ­ляющей части. Диаметр каждого последующего зуба увеличиваем на 2 s_z. На по­следних трех зачищающих зубьях, предшествующих калиб­рующим зубьям, подъем на зуб постепенно уменьшаем по данным п. 2.

7. Определяем диаметр калибрующих зубьев D _к = D _max ± δ, где D _max — максимальный диаметр обработанного отверстия; δ — изме­нение диаметра отверстия после протягивания; при увели­чении диаметра отверстия берется знак «—», а при умень­шении — знак «+»;

δ определяем для каждого материала и толщины стенок протягиваемой заготовки опытным путем. В большинстве случаев при протягивании заготовок из стали увеличение диаметра отверстия 0,005…0,01 мм; при протягивании заготовок из вязких сталей уменьшение достигает 0,01 мм. При обработке отверстий с большими полями допусков (11...17 квалитеты) диаметр кали­брующих зубьев выбирается как D _к = D _max – (0,01…0,015) мм. Вычис­ленные размеры зубьев сводят в таблицу, помещаемую в рабочем чертеже протяжки. Предельные отклонения диа­метров режущих зубьев не должны превышать —0,01 мм, а калибрующих зубьев —0,005 мм.

8. Число режущих зубьев подсчитывают по формуле и затем уточняют по таблице размеров зубьев:

z _p = (А /2 s_z) + (2…3),

где А — припуск на протягивание.

9. Число калибрующих зубьев z _к зависит от типа про­тяжки:

Протяжка:

цилиндрическая для отверстий квалитетов 7 и 8....…..…. 7—8

цилиндрическая для отверстий квалитетов 11—17 …....... 5—6

шлицевая, острошлицевая, эвольвентная...........…………….. 5

шпоночная, прямоугольная..................……………………….. 4

предварительная (из комплекта) всех типов.........…..…… 2—4

10. Длину протяжки от торца хвостовика до первого зуба принимают в зависимости от размеров патрона, тол­щины опорной плиты, приспособления для закрепления за­готовки, зазора между ними, длины заготовки и других элементов.

11. Выбираем конструктивные размеры хвостовой ча­сти протяжки по ГОСТ 4044—70*.

12. Определяем общую длину протяжки.

Если общая длина протяжки превышает наибольшую длину хода станка, то делают комплект протяжек. Общее число режущих зубьев делят на принятое число проходов. Диаметр первого режущего зуба протяжки данного про­хода принимают равным диаметру калибрующих зубьев протяжки предыдущего прохода.

13. Определяем максимально допустимую силу резания с учетом свойств материалов заготовки и протяжки, размеров протяжки и других условий резания.

Если полученная сила P _{z max} превышает тяговую силу станка, приведенную в его паспортных данных, необходимо увеличить шаг зубьев или умень­шить подъем на зуб s_z.

14. Проверяем конструкцию протяжки на прочность.

Рассчитаем конструкцию на разрыв во впадине пер­вого зуба. Напряжение в опасном сечении не должно превы­шать допустимого напряжения. Проведем аналогичный расчет для сечения хвостовика. Рассчитаем хвостовик на смятие. По результатам расчетов выбираем материалы режущей части протяжки и ее хвостовика.

15. Предельные отклонения на основные элементы про­тяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126—76*.

16. Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034—74*.

17. Выполняем рабочий чертеж протяжки с указанием основных технических требований.

2.10. ЗУБОРЕЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

2.10.1. Способы нарезания зубчатых изделий

Зубчатые изделия широко используются в конструкциях машин и прибо­ров. К ним относятся зубчатые колеса и шлицевые валы с различной формой зуба, звездочки цепных передач и другие, подобные изделия. Нарезание зубьев таких изделий производят двумя основными методами: методом копирования и методом обкатки или огибания.

При методе копирования режущая кромка инструмента копирует разме­ры и форму впадины между зубьями обрабатываемой детали. Вырезание мате­риала из впадины детали производится по принципу фрезерования, долбления или протягивания, в зависимости от типа инструмента. При этом обрабатыва­ются или все впадины одновременно, или поочередно каждая из них с после­дующим поворотом детали на угловой шаг зубьев при переходе к обработке новой впадины.

В отличие от метода копирования метод обкатки основан на использо­вании принципа работы зацепления, одной деталью которого является режу­щий инструмент, а второй (сопряженной) — нарезаемое изделие. Профиль зубьев инструмента представляет собой огибающую положений обрабатывае­мой впадины в процессе взаимной обкатки. Поэтому он совершенно не похож на профиль впадины обрабатываемой детали. Его размеры совпадают с разме­рами нарезаемой впадины только по начальным поверхностям, по которым происходит взаимное обкатывание без скольжения детали и инструмента.

Обработка зубчатых деталей обкаточными инструментами производится на специальных зубообрабатывающих станках, где, помимо движений взаим­ной обкатки, режущему инструменту сообщается движение резания. Оно мо­жет быть вращательным (фрезерование) и прямолинейным (строгание и долб­ление).

Многие инструменты для нарезания зубчатых колес имеют свои прото­типы среди ранее рассмотренных инструментов: резцов, фрез, протяжек.

Из всех зубчатых изделий наибольшее распространение получили зубча­тые колеса эвольвентного профиля, на примере которых будут рассмотрены вопросы зубообработки и применяемые при этом инструменты.

Дата добавления: 2014-12-26