Розрахунок металорізальних інструментів протяжки шліцьової розвертки комбінованої і фрези червячної (стр. 4 из 7)
Критическую сжимающую силу определяем по формуле:
Е – обобщенный модуль упругости материала сверла; Е=2*105 МПа
- наименьший из главных центральных моментов инерции сверлаПроверяем сверло на устойчивость:
КФ – коэффициент формы перемычки, КФ=1 при наличии перемычки
Условие проверки выполняется.
Хвостовик сверла
Средний диаметр хвостовика сверла находим по формуле:
μ=0,1 – коэффициент трения (сталь по стали)
=1°26΄ - половина угла конуса Морзе 
≈5΄=0,0833° - отклонение угла конуса 
;
По полученному значению Dmax выбираем конус Морзе №2
III Розрахунок комбінованої протяжки
Протяжка для обробки шліцьової втулки d-16х56H7х65H12х5F9; l=75мм,
Rа =2,5мкм
3.1 Вихідні дані для проектування комбінованої протяжки
Вихідними даними для розрахунку шліцьової протяжки групового різання є:
- зовнішній діаметр шліців D = 65Н12 мм;
- внутрішній діаметр шліців d = 56Н7 мм;
- число шліців n=16;
- ширина шліців b=5F9 мм;
- спосіб центрування шліцьового з'єднання – по d;
- довжина втулки, що протягається, L=75 мм;
точність та шорсткість обробки Ra=2,5 мкм;
- матеріал оброблюваної деталі – сталь 40.
Розміри шліцьової втулки та вимоги до точності її елементів обговорені в ГОСТ 1139-60.
3.2 вибір конструкції та матеріалу протяжки
3.2.1 Аналіз і технічне обґрунтування прийнятої конструкції протяжки
Конструктивні особливості, сумарна довжина і технологічність виготовлення шліцьових протяжок багато в чому залежать від прийнятої послідовності зрізання припуску, тобто від комбінації зубців, що обробляють ті або інші елементи шліцьової втулки.
При обробці втулки для шліцьового з'єднання з центруванням по зовнішньому діаметрі (D) або бічним поверхням шліців (b) протяжка має тільки фасочні (Ф) і шліцьові (Ш) групи зубців. При центруванні по внутрішньому діаметрі шліців протяжка повинна містити додатково круглі (К) зубці. При цьому в залежності від черговості зрізання елементів припуску можливо наступне розташування груп зубців на протяжках (типи протяжок):
1 – фасочні, шліцьові, круглі відсутні (ФШ); 2 – круглі, фасочні, шліцьові (КФШ); 3 – фасочні, круглі, шліцьові (ФКШ); 4 – фасочні, шліцьові, круглі (ФШК).
Секція протяжки, що складається з фасочних зубців, зрізує припуск 2 (рис. 3) для формування фасок f у основі шліців. Секцією, що складається з круглих зубців, здійснюють зняття припуску 1 у попередньо виготовленому отворі; шліцьовими зубцями виконують обробку прямокутних шліцьових пазів 3.
Протяжки типу 1 використовують при обробці втулки для шліцьового з'єднання з центруванням по зовнішньому діаметрі або бічних поверхнях шліців.
Рисунок 3 – Схема зрізання припуску комбінованою протяжкою
При центруванні по внутрішньому діаметрі можливе використання протяжок типу 2, 3 або 4. Однак варто мати на увазі, що комбіновані протяжки, виготовлені по типу 4, коротші за протяжок типів 2 і 3. Крім того, протяжки типу 4 більш технологічні у виготовленні, тому їм варто віддавати перевагу.
Таким чином обираємо протяжку типу 4.
3.2.2 Вибір матеріалу протяжки
Матеріал різальної частини протяжки вибирається в залежності від оброблюваного матеріалу, його фізико-механічних властивостей, типу протяжки, характеру виробництва. Обираю протяжку виготовлену зі швидкорізальної сталі Р6М3
Протяжки зі швидкорізальної сталі виготовляють звареними з хвостовиком зі сталі 45Х, якщо D>15 мм. Зварювання хвостовика зі стрижнем роблять по перехідній шийці на відстані 15 – 25 мм від початку перехідного конуса зварюванням тертям або электроконтактним зварюванням.
3.3 Вибір типу хвостовика і його розмірів
Тип хвостовика і його розміри вибирають у залежності від виду патрона протяжного верстата, перевагу варто віддавати швидкозмінним патронам.
Діаметр хвостовика повинний бути менше діаметра попередньо обробленого отвору D0 не менш, ніж на 0,3 мм для вільного входу хвостовика у деталь. Остаточний діаметр хвостовика приймається рівним найближчому стандартному розміру. Хвостовик протяжки виконують з допуском по e7 або f7.
Форма хвостовика під швидкозмінний патрон для внутрішньої протяжки показана на рис. 4. Основні розміри хвостовика приводжу в табл. 3.1.
Таблиця 3.1 – Основні розміри і припустимі зусилля на розрив для хвостовика під швидкозмінні патрони
| Dхв | D1 | D2 | ℓ1 | ℓ2 | ℓ3 | С | Припустиме розривне зусилля, Рдоп., Н |
| для сталі Р6М5 | |||||||
| 50 | 36 | 49 | 90 | 20 | 32 | 8 | 453200 |
Рисунок 4 – Основні розміри хвостовика протяжки
3.4 Визначення профілю і геометричних параметрів зубців протяжки
3.4.1 Вибір розмірів та профілю стружкових канавок
У протяжок групового різання шаг чорнових і перехідних зубців на всіх частинах протяжки приймається однаковим і рівним
де L – довжина оброблюваної втулки.
Рисунок 5 – Форма і розміри профілю зубців протяжки
Отримане значення шагу зубців t округляється до найближчого більшого стандартного. Шаг, форму, розміри профілю зубців і активну площу стружкової канавки приводжу в табл. 3.2. Форма профілю показана на рис. 5.
Таблиця 3.2 – Розміри профілів зубців протяжки у (мм)
| № проф. | t | b | R | h | r | Fакт, мм2 |
| 10 | 17 | 5 | 12 | 7 | 3,5 | 38,46 |
Для забезпечення нормальної роботи протяжки без вібрацій та задовільної якості обробленої поверхні одночасно в роботі повинно знаходитись чотири-п’ять зубців. При обробці коротких втулок припустимо, щоб в роботі одночасно знаходилось не менш двох зубців. Але кількість одночасно працюючих зубців не повинна перевищувати вісім штук. Тому розраховане значення шагу зубців необхідно перевірити на виконання цієї умови.
Кількість одночасно працюючих зубців розраховується по формулі
.Ціла частина показує мінімальну кількість одночасно працюючих зубців Zmin, а величина Zmax = Zmin+1 – максимальну кількість одночасно працюючих зубців.
3.4.2 Вибір геометричних параметрів протяжки
Величини передніх кутів зубців протяжки залежать від оброблюваного матеріалу. Величина заднього кута на чорнових зубцях обмежена тим, що при значних величинах задніх кутів протяжка швидко втрачає діаметральні розміри після перезагострювань по передній поверхні.
Передні і задні кути зубців протяжки вибирають по табл. 3 у залежності від типу зубців і оброблюваного матеріалу.
Таблиця 3 – Геометричні параметри протяжок групового різання
| Вид зубців | Передні кути g в залежності від оброблюваного матеріалу | Задні кути a в залежності від точності обробки |
| Чавун св. HB 180 | 7-9-й квалітети | |
| Чорнові, перехідні | 15° | 3° |
| Чистові | 18° | 2° |
| Калібруючі | 18° | 1° |
Через невеликі значення задніх кутів зубців протяжки, допустимі відхилення на них приймаються рівними ±15`.
На чистових зубцях допускається фаска на задній поверхні не більш 0,05 мм. На калібруючих зубцях фаска по задній поверхні може досягати 0,2-0,3 мм.
3.4.3 Визначення підйомів на зубець
Чорнові зубці протяжки об’єднані у групи по два зубці в кожній. Підйом на чорнову групу розраховується по формулі
Szч = Fакт/(L×Kдоп)=38,46/(75∙3)=0,17 мм/гр.
де Fакт – активна площа стружкової канавки зубців протяжки (вибирається по табл. 2), мм2;
Kдоп – мінімально припустимий коефіцієнт заповнення стружкової канавки, який залежить від оброблюваного матеріалу. При обробці сталі Kдоп=3.
Приймаю значення Szч =0,17 мм/гр.
Для нормального розміщення в канавці стружка повинна звертатися у спіральний валик. Для кожної глибини стружкової канавки h (див. табл. 2) існує максимальний підйом на зубець, при якому звертання стружки в валик відбувається нормально. Ці значення підйомів приведені у таблиці 3.4. Розраховані значення Szч повинно бути меншим, ніж наведені у таблиці.
Таблиця 3.4 – Максимальні значення підйому на зуб, при яких стружка звертається у валик, мм/зуб
| Ширина слою, що зрізається, b, мм | Максимальний підйом на зуб при глибині стружкової канавки h |
| 7 | |
| до 1,2Öd | 0,30 |
Після цього визначають фактичний коефіцієнт заповнення стружкової канавки