Материал заготовки - СЧ20, твердость по Бринеллю HB=170-241, заготовка после отжига, отверстие под протягивание получено зенкерованием с точностью d₀=28,9H12 (^+0,21) мм, отверстие, получаемое после протягивания d=30Н8 (^+0,330), шероховатость поверхности R_a=0,63 мкм, длина протягивания L=50.

Технические характеристики станка:

Станки модели 7б56у предназначены для обработки методом протягивания предварительно обработанных или черновых сквозных отверстий различной формы и размеров. Привод гидравлический Упрощенный. Отличается от 7Б56 отсутствием приставой станины с механизмами автоматического отвода и подвода протяжки

Номинальная тяговая сила, кН 200

Наибольшая длина хода салазок 1600

Размер рабочей поверхности опорной плиты 450х450

Диаметр отверстия:

в опорной плите под планшайбу 200

в планшайбе 160

Скорость рабочего хода протяжки, м/мин 1,5-13

Рекомендуемая скорость обратного хода протяжки, м/мин 20-25

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 30

Габаритные размеры:

длина 5200

ширина 2000

высота 1700

Масса, кг 7000

Характер производства - крупносерийный.

Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального цеха и заточного отделения не более 1600 мм.

1. Устанавливаем группу обрабатываемости с помощью таблицы П.1 [1, стр.178], где СЧ20 с твердостью HB=170-241 относится к группе VII

2. Устанавливаем группу качества по таблице П.2 [1, стр.181], где принимаем по шероховатости R_a=0,63 1-ю группу качества.

Так как квалитет обработанного отверстия 8, это соответствует 2 группе качества. Таким образом, выбираем наилучшую группу.

3. Материал режущей части принимаем согласно рекомендациям табл. П.3 [1, стр.181]. Для VII группы это Р18.

4. Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостиком, материал хвостика сталь 40Х, размеры хвостика принимаем по табл. П.4 [1, стр.182].

Выбираем тип 2 исполнение 1. Диаметр переднего хвостовика D_хв. =28е8 мм.

Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчитываем по формуле:

(1.1)

где - допустимое напряжение при растяжении, МПа,

F_оп - площадь опасного сечения хвостовика, мм².

Приняв площадь опасного сечения F_оп = 380,1 мм² по табл. П.4 и рекомендуемое напряжение при растяжении = 300 МПа подставляем в (1.1)

Р_хв. =380,1·300=114030 Н.

5. Передние и задние углы зубьев протяжки выбираем по табл. П.7 приложения [1, стр.186].

Передний угол черновых и переходных зубьев, чистовых и калибрующих г=10°, задний угол черновых и переходных зубьев б_о=3°, чистовых б_ч=2°, калибрующих б_к=1°. Допуски на передние и задние углы по ГОСТ 9126-76.

6. Скорость резания устанавливаем по табл. П.8 [1, стр.183], V=6 м/мин, поправочный коэффициент для Р18=1.6

7. Подъем черновых зубьев S_z4определяем из условий равной стойкости черной и чистовой частей по табл. П.13 [1, стр. 191] для VII группы обрабатываемости. Вначале для скорости резания V=6 м/мин устанавливаем наработку чистовой части T=58 м. По той же скорости резания и стойкости черновых зубьев T=58 м выбираем подъем черновых зубьев S_z0=0.2 мм на зуб на сторону.

Наработка с поправочными коэффициентами:

Т_{м. н.} = Т·К_тв·К_тр·К_тз·К_тм·К_тд·К_{то, (}1.2)

где поправочные коэффициенты на наработку принимаем по табл. П.20 [1, стр. 191]:

От вида и группы качества поверхности K_ТВ= 0.7

От схемы резания K_тр= 1.0

От вида заготовки К_ТЗ=1.0

От материала протяжки К_ТМ=1.1

От доводки зубьев К_ТД=0,75

От вида СОЖ К_ТО=1.0

Подставляем все в формулу (1.2):

Т_{м. н.} =58·0,7·1·1·1,1·0,75·1=33,495 м

8. Глубину стружечной канавки h, необходимой для размещения стружки при подъеме S_z0=0.2 определяем по формуле:

, (1.3)

где l_s - суммарная длина протягиваемых участков, мм.

K - коэффициент посещаемости согласно рекомендации методики К= 3

Подставляем все в формулу (1.3) и получаем h=4,88 мм

По табл. П.21 [1, стр. 200] ближайшая большая глубина стружечной канавки h=5.0 мм. Т.К. диаметр по дну стружечной канавки у первого зуба протяжки равен D₀-2h=28,9-10=18.9 мм, т.е. меньше 40 мм, то определяем глубину стружечной канавки из условия обеспечения жесткости:

(1.4)

Т.е. h_ж=6,647

Т.к. значение h_ж>h, то для дальнейших расчетов оставляем h=4,88 и оставляем старую подачу S_z0=0,2 мм.

9. Определяем шаг черновых зубьев t_о и число одновременно работающих зубьев z_р. Шаг черновых зубьев принимаем по табл. П.21 [1, стр. 200] приложения наименьшим из всех имеющихся и соответствующим данной глубине стружечной канавки h=5.0 мм, t = 14 мм. Остальные элементы профиля: b=6 мм, r=2,5 мм, R=8,0 мм, профиль №9.

Число одновременно работающих зубьев рассчитываем по формуле:

(1.5) Т.е. z_p= 5

10. Определяем максимально допустимую силу резания (P_max). Принимаем P_max наименьшей из трех сил - Р_ст, Р_хв. и Р_{о. п.:}

Р_ст =0,8·Q, (1.6)

где Q - паспортное тяговое усилие станка.

Р_ст =0,8·200 000=160 000 Н

Р_хв рассчитываем по формуле (1.1):

Р_хв. =114030 Н,

Величину Р_оп определяем по формуле

Р_оп=F_oп· [у] _р, (1.7)

где F_оп = 0,785· (d_o-2·h) ², приняв [у] _р =400 МПа,

F_оп=0,785 (28,9-5·2) ²=280,41 Н,

Р_оп=289,41·400=194684 Н.

Следовательно, принимаем Р_max=Р_оп=194684 Н

11. Определяем число зубьев в секции z_с по формуле

Где q - принимается по табл. П.22 [1, стр. 201] и равна 41,2 МПа;

K_pм, К_ро, К_рк, К_рр - поправочные коэффициенты по табл. П.23 [1, стр. 203], равные соответственно 0,5; 0,8; 1; 1.

Подставив все значения в (1.8), получаем z_c=0,009

Z_c принимаем 2.

12. Расчетная сила протягивания определяется по формуле:

Подставив значения в (1.9), получаем P=87 135 Н

13. Полный припуск определяем по формуле:

А=D-D_{0min (}1.10)

А=30,033-28,9=1,133 мм

Припуск на черновые зубья рассчитывается по формуле:

A₀=A- (A_{к. п.} +А_{к. ч.)} (1.11)

где A_{к. п. -} припуск на переходные зубья;

А_{к. ч} - припуск на чистовые зубья, оба припуска берутся из табл. П.5; 6 [1, стр.184]

A₀=1,133- (0,14+0,14) =0,853 мм

14. Число секций черновых зубьев определяем по формуле:

Подставляя посчитанные ранее значения припуска и подачи, получаем i₀=4,265, принимаем 4. Остаточный припуск определяем по формуле:

А_ост=0,853-0,8=0,053 мм. Т.к. половина остаточного припуска меньше величины подъема на сторону переходной секции, но более 0.02-0.03 мм, то остаточный припуск добавляется к припуску на переходную часть.

15. Число черновых зубьев определяется по формуле:

Z_o=i_oZ_co (1.14)

где i₀ - принятое окончательно число секций черновых зубьев после распределения остаточного припуска;

Z_co - число зубьев в секции черновой части.

Z_o=4*2=8

Число переходных, чистовых и калибрующих зубьев выбирают соответственно из П.6 и П.5 [1, стр.184].

Число переходных зубьев Z_п=5 (один зуб на снятие остаточного припуска); число чистовых Z_ч=12; калибрующих Z_к=7

Общее число зубьев - сумма черновых, переходных, чистовых и калибрующих:

Z=8+5+12+7=32.

16. Длину режущей части протяжки определяем по формуле:

где l - длина секции,

протяжка материал резание цех

t-шаг, в зависимости от индекса: ч - чистовой, п - переходной, к - калибрующий, 0 - черновой.

Значение шага берем из П.29 [1, стр. 205]. Размеры профиля одинаковы для всех 3-х шагов, их значения берем из П.21 [1, стр. 200] и заносим в таблицу 1 (стр.13)

Подставив значения шагов в 1.15, получаем:

L_p=14• (8+5) + (10+11+12) *4+ (10+11+12) * 2+10=390 мм

Новые два варианта рассчитываем для Z_pII=5+1=6 и Z_pIII=5+2=7

По формуле (1.5) находим шаг черновых зубьев для обоих вариантов

, принимаем

, принимаем

По табл. П.21 определяем соответствующие этим шагам глубины профиля стружечных канавок (большее значение):

Для t_0II: h=4,0; r=2,0; b=3,5; R=6.0,для t_0III: h=3,6; r=1.8; b=2.5; R=5,5.

По формуле (1.3) при К=2.5 находим:

, откуда: S_z0II=0,09, S_z0III=0,081

Далее, расчет вариантов IIи III продолжаем как дляI с 11 пункта:

11.1 Определяем число зубьев в секции z_с по формуле 1.8:

S_z0II=0.09; q₀=925 Мпа

S_z0III=0.081; q₀=925Мпа

Откуда

Z_cII=0,07 =>Z_cII=2;

Z_cII=0,02 =>Z_cIII=2.

12.1 Расчетная сила протягивания определяется по формуле (1.9)

откуда P_II=104 562 H; P_III=121 989 H.

13.1 Полный припуск определяем по формуле (1.10):

А=30,033-28,9=1,133 мм

Припуск на черновые зубья рассчитывается по формуле (1.11).

припуск на переходные зубья и припуск на чистовые зубья берутся из табл. П.5; 6 [1, стр.184]

A_0II=1,133- (0.14+0.14) =0,853мм;

A_0III=1.133- (0.14+0.04) =0,953мм

14.1 Число секций черновых зубьев определяем по формуле (1.12)

; принимаем i_II=4

; принимаем i_III=я5

Остаточный припуск определяем по формуле (1.13):

А_остII=0,853-2*0,09*4=0,133 мм. Т.к. половина остаточного припуска больше величины подъема на сторону переходной секции, то остаточный припуск добавляется к припуску на черновую часть.

А_остIII=0,953-2*0,08*5=0,153 мм. Т.к. половина остаточного припуска больше величины подъема на сторону переходной секции, то остаточный припуск добавляется к припуску на черновую часть.

15.1 Число черновых зубьев определяется по формуле (1.14):

Z_oII=4*2+2=10

Z_oIII=5*2+2=12

Число переходных, чистовых и калибрующих зубьев выбирают соответственно из П.6 и П.5 [1, стр.184].

Для II варианта число переходных зубьев Z_пII=4; число чистовых Z_чII=12; калибрующих Z_кII=7

Общее число зубьев - сумма черновых, переходных, чистовых и калибрующих:

Z_II=10+7+4+12=33.

Для III варианта число переходных зубьев Z_пIII=4; число чистовых Z_чIII=12; калибрующих Z_кIII=7. Общее число зубьев - сумма черновых, переходных, чистовых и калибрующих:

Z_III=12+7+4+12=35

16. Длину режущей части протяжки определяем по формуле (1.5);

значение шага берем из П.29 [1, стр. 205]. Размеры профиля одинаковы для всех 3-х шагов, из значения берем из П.21 [1, стр. 200] и заносим в таблицу 1 (стр.13)

Подставив значения шагов в 1.15, получаем:

L_pII=10• (10+4) + (6+7+8) 4+ (6 +7+8) •2+8=274 мм;

L_pIII=8• (12+2) + (6+6,5+7) 4+ (6+6,5+7) •2+7=236 мм.

Результаты вариантов расчета протяжки сводим в таблицу 1:

Таблица 1

Сравнив все показатели Lp, b, Sz0 и z, видим, что за оптимальный вариант может быть выбран вариант № 3, так как ширина у всех одинакова, подача меньше чем у всех вариантов, число зубьев больше, при наименьшей длине рабочей части.

12. Диаметр калибрующих зубьев D_k=D_max=30,033 мм

13. Число выкружек и их ширину на черновых зубьях определяем по приложению 30 [1], N=8, a=6

14. Число выкружек на переходных и чистовых зубьях принимаем по приложению 31 [1]. N=8, a=4,5

15. Диаметр и длину передней направляющей находим согласно пункту 21 методики

Dпн=28,9e8 мм

lпн=0,75 l = 0,75·=37,5

16. Длину переходного конуса выбираем по приложению 26 [1].

lпк=20 мм

17. Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба определяем по формуле

L1 = l₁ + l₂ + l₃ + l + 25 = 150 + 25 + 40 + 50 + 25 = 290 мм

18. Диаметр и длину задней направляющей находим согласно пункту 24 методики.

Протяжку выполняем с задним хвостовиком. Диаметр заднего хвостовика Dзн=30f7. длину заднего хвостовика берем по приложению 27 [1]

l_зн = 25, фаска с=1,6

19. Общую длину протяжки рассчитываем по формуле:

L=L₁+L_p+l_зн+l_{з. хв.} = 290 + 236 + 25 + 125 = 676 мм

Принимаем L= 680 мм

Твердость режущей и задней направляющей - HRC_э = 63-66, передней направляющей HRC_э= 61-66, переднего и заднего хвостовиков HRC_э=43-51, диаметры зубьев протяжки представлены в таблице 2. Выкружки в зубьях 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 относительно зубьев 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28 располагаются в шахматном порядке. Неуказанные предельные отклонения размеров: охватываемых - Н14, остальных ±Т14/2

Остальные технические требования по ГОСТ 28442-90

Таблица 2

Заключение