Расчёт металлорежущего инструмента (стр. 2 из 6)
Протягивание является высокопродуктивным способом обработки, с помощью которого получают детали с высокой точностью размеров (6-го-8-го квалитета точности) и с малой шероховатостью (
). По продуктивности процесс протягивания в 5-10 раз выше растачивания и развертывания.Протяжка – это многолезвийный режущий инструмент, при работе которого в контакте с обрабатываемой поверхностью детали находятся одновременно большое количество режущих кромок, которые имеют большую суммарную длину.
2.1 Анализ и техническое обоснование принятой конструкции протяжки
Конструктивные особенности, суммарная длина и технологичность изготовления шлицевых протяжек много в чем зависят от принятой последовательности срезания припуска, т.е. от комбинации зубьев, которые обрабатывают те или другие элементы шлицевой втулки. При обработке втулки для шлицевого соединения с центрированием по внешнему диаметру протяжка имеет только фасочную и шлицевую группы зубьев.
2.2 Выбор материала протяжки
Материал режущей части протяжки выбирают в зависимости от обрабатываемого материала, его физико-механических особенностей, типа протяжки, характера производства. При обработке чугуна, в качестве инструментального материала чаще всего используют сталь ХВГ. Протяжки из стали ХВГ изготовляют цельными, независимо от диаметра.
2.3 Выбор типа хвостовика и его размеры
Тип хвостовика и его размеры выбираются в зависимости от вида патрона протяжного станка, преимущество следует отдавать быстросменным патронам. Диаметр хвостовика должен быть меньше диаметра предварительно обработанного отверстия
не меньше, чем на 0,3 мм для свободного входа хвостовика в деталь. Окончательный диаметр хвостовика принимают равным ближайшему стандартному размеру. Хвостовик протяжки выполняют с допуском по 
.Таблица 2 – Основные размеры и допустимые усилия на разрыв для хвостовиков под быстросменные патроны
| Dхв | D1 | D2 | ℓ1 | ℓ2 | ℓ3 | С | Допустимое разрывное усилие, Рдоп., Н |
| для стали ХВГ | |||||||
| 50 | 36 | 49 | 90 | 20 | 32 | 8 | 339900 |
Рис.2.1 - Основные размеры хвостовика протяжки
2.4 Определение профиля и геометрических параметров зубьев протяжки
2.4.1 Выбор размеров и профиля стружечных канавок
У протяжек группового резания шаг черновых и переходных зубьев на всех частях протяжки принимаем одинаковым и равным
длина обрабатываемой втулки. 
Рис.2.2 - Форма и размеры профиля зубьев протяжки
Полученное значение шага зубьев
округляем до ближайшего большего стандартного.Таблица 3 – Размеры профилей зубьев, мм
| №проф. | t | b | R | h | r | Fакт,мм2 |
| 11 | 19 | 6,0 | 13,0 | 8,0 | 4,0 | 50,24 |
Для обеспечения нормальной работы протяжки без вибраций и удовлетворительного качества обработанной поверхности одновременно в работе должно находиться четыре- пять зубьев. При обработке коротких втулок возможно, чтобы в работе одновременно находилось не менее двух зубьев. Но количество одновременно работающих зубьев не должно превышать восемь штук. Поэтому рассчитанное значение шага зубьев необходимо проверить на выполнение этого условия.
Количество одновременно работающих зубьев рассчитывается по формуле
Целая часть показывает минимальное количество одновременно работающих зубьев
, а величина 
максимальное количество одновременно работающих зубьев.2.4.2 Выбор геометрических параметров протяжки
Величины передних углов зубьев протяжки зависят от обрабатываемого материала. Величина заднего угла на черновых зубьях ограничена тем, что при значительных величинах задних углов протяжка быстро теряет диаметральные размеры после перезаточки по передней поверхности.
Передние и задние углы зубьев протяжки выбирают по таблице 4 в зависимости от типа зубьев и обрабатываемого материала.
Таблица 4 - Геометрические параметры протяжек группового резания
| Вид зубьев | Передние углы g в зависимости от обрабатываемого материала | Задние углы a в зависимости от точности обработки | |
| Чугун | 7-9-й квалитеты | 10-й квалитет и ниже | |
| НВ > 180 | |||
| Черновые, переходные | 5° | 3° – 4° | 3° – 4° |
| Чистовые | 0° | 2° | 3° |
| Калибрующие | 0° | 1° | 1°30¢ |
Углы g = 0 выполнять на участке ¦= 0,5 – 1,0 мм.
На чистовых зубьях допускается фаска на задней поверхности не больше 0,05 мм. На калибрующих зубьях фаска по задней поверхности может достигать 0,2-0,3 мм.
2.4.3 Определение подъемов на зуб
Черновые зубья протяжки объединены в группы по два зуба в каждой. Подъем на черновую группу рассчитывается по формуле
где
активная площадь стружечной канавки зубьев протяжки (выбирается по табл. 3), мм 
; 
минимально допустимый коэффициент заполнения стружечной канавки, который зависит от обрабатываемого материала. При обработке чугуна 
.Для нормального размещения в канавке стружка должна обращаться в спиральный валик. Для каждой глубины стружечной канавки h (см. табл. 3) существует максимальный подъем на зубец, при котором обращение стружки в валик происходит нормально. Эти значения подъемов приведены в таблице 5. Рассчитанные значения
должно быть меньшим, чем приведенные в таблице.Таблица 5 - Максимальные значения подъема на зуб, при которых стружка сворачивается в валик, мм/зуб
| Ширина срезаемого слоя, b, мм | Максимальный подъем на зуб при глубине стружечной канавки h | ||||
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 3до 1,2Ödдо 1,5Öd | 0,150,100,05 | 0,20,150,10 | 0,250,200,15 | 0,300,300,20 | 0,400,300,25 |
После этого определяют фактический коэффициент заполнения стружечной канавки
и проверяют выполнение условия К³ Кдоп.
На переходной части протяжки зубья также объединены в двузубые группы. Подъем на переходную группу выбирается в зависимости от найденной
по таблице 6.Таблица 6 - Подъем на переходную группу зубьев протяжки
| Подъем на черновых зубьях Szч, мм | Подъем на переходные зубья Sz пер, мм | Припуск на переходные зубья Апер, мм |
| 0,21 – 0,3 | 0,12 – 0,15 | 0,56 – 0,66 |
Чистовые зубья протяжки выполняют несекционоваными с подъемом на каждый зуб. Подъем на чистовые зубья и общее количество чистовых и калибрующих зубьев зависит от квалитета точности и шероховатости обработанной поверхности. Их значения приведены в таблице 7.
Таблица 7 - Подъем зубьев на чистовой части, припуск, число чистовых и калибрующих зубьев
| Вид зубьев | Шлицевые | |
| Квалитет точности, шероховатость поверхности | грубее, чем 7-й квалитет при Ra = 2,5 – 1,25 | |
| Число чистовых зубьев Zчт | 2 Sz год m = 0,02; | 2 |
| Припуск на чистовые зубья на диаметр | 0,08 | |
| Число калибрующих зубьев | 3 | |
2.5 Выбор станка
2.5.1 Расчет сил резания при протягивании
Для выбора станка необходимо определить силы резания, которые возникают при протягивании на разных частях комбинированной протяжки. Максимальные силы резания возникают при работе черновых зубьев, поэтому при выборе станка учитывают только их.
Сила резания, которая возникает во время работы черновых зубьев протяжки, зависит от параметров среза и обрабатываемого материала
где
удельная сила резания, которая приходится на единицу длины режущей кромки зубца, Н/мм, выбирается в зависимости от подъема на зуб и обрабатываемого материала, 
; 
подъем на черновые группы зубьев, мм/зуб;