Режущий инструмент

Угол при вершине сверла……………………………………………………..116°

Угол наклона винтовой канавки………………………………………………24°

Соотношение размеров………………………………………………………..1,2

Шероховатость……………………………………………………………1,25 мкм

Точность обрабатываемой поверхности  …………………………………...5 мкм

Скорость резания……………………………………………………….18,0 м/мин

Подача на зуб…………………………………………………………..0,05 мм/зуб

Глубина резания…………………………………………………………10,750 мм

Постоянный коэф………………………………………………………………47,0

Показатель степени при t……………………………………………………...0,86

Показатель степени при Sz……………………………………………………0,72

Показатель степени при D…………………………………………………….0,86

Частота вращения……………………………………………….31,5..1600 об/мин

Минутная подача по паспорту…………………………………..25..1250 мм/мин

Мощность привода…………………………………………………………7.5 кВт

Длина оправки…………………………………………………………….400,0 мм

Допустимая стрела прогиба………………………………………………0,05 мм

Допустимое напряжение на изгиб  оправки фрезы………………..17,0 кгсм/мм²

Модуль упругости материала оправки фрезы………………...21000,0 кгсм/мм²

Результаты  расчета:

Диаметр оправки d…………………………………………………………40,0 мм

Наружный диаметр D…………………………………………………….125,0 мм

Число зубьев Zu………………………………………………………………..32,0

Величина затылования k…………………………………………………....2,0 мм

Рад. наинизшей точки затылования r…………………………………..46.888 мм

Рад. закруглен. дна стружечн. канавки r₁………………………………...0,78 мм

Высота зуба фрезы H………………………………………………………15,0 мм

Толщина тела фрезы m_u…………………………………………………25.393 мм

Угловой шаг зубьев eps…………………………………………………….11°25′

Межосевое расстояние m………………………………………………….66,0 мм

Полож. фрезы отн. винтовой поверхн. Psi………………………………..31.735°

Угол установки фрезы Epsy ………………………………………………66.248°

 

Точки профиля:

1.  r,мм = 12.50  sigm = 81.89   ksi = -7.90

2.  r,мм = 6.25    sigm = 81.76   ksi = 8.47

3.  r,мм = 1.76    sigm = 15.80   ksi = 90.00

4.  r,мм = 4.98    sigm = -35.26  ksi = 0.00    alfa = 0.00  u = -0.39  v = 419.49

5.  r,мм = 11.75  sigm = -13.18  ksi = 51.51  alfa = 0.00  u = Nan    v = 51.06

Точки профиля:

1.  Zu = 9.619    Ru = 55.732   Sigm = -0.399

2.  Zu = 4.558    Ru = 61.885   Sigm = -0.962

3.  Zu = -1.830   Ru = 64.352   Sigm = -1.446

4.  Zu = -4.591   Ru = 63.865   Sigm = 1.096

5.  Zu = -4.183   Ru = 66.034   Sigm = 0.444

Точки профиля:

1.  Zet = 0.279  Gamma = -0.329  Rou = -8.137   t = 10.798   qu = -6.020

2.  Zet = 0.186  Gamma = 0.422   Rou = 7.929     t = 19.974   qu = 7.169

3.  Zet = 0.164  Gamma = -0.072  Rou = -19.365  t = 26.374   qu = -19.365

Конструктивные элементы дисковой фасонной фрезы

D = 125.0  B = 18.0  T = 13.8461  m = 66.0  Ruo = 63.8125  N = 2.1875

Расчеты закончены.

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЛЕКТА ПРОТЯЖЕК

4.1 Общие сведения о протягивании

 

Протяжки – многолезвийный инструмент с рядом последовательно  выступающих одно над другим лезвиями в направлении перпендикулярном к направлению скорости главного движения, отсутствием движения подачи (она выражается через превышение зубьев – т.е. конструктивна).

Предназначены для обработки при  поступательном главном движении резания и отсутствием движения подачи.

Они высокопроизводительные инструменты, примерно в 10 раз производительнее зенкеров и разверток. Протягивание обеспечивает точность обработки по 7, 6 квалитету и Ra = 1,25 – 2,5 мкм. Шероховатость поверхности при твердосплавных выглаживающих зубьях Ra = 0,08 – 0,16 мкм.

При обработке протягиванием, легко  осуществлять автоматизацию производства.

Многошлицевые отверстия и фасонные пазы следует обрабатывать протяжками.

Протяжки и прошивки предназначены для обработки следующих поверхностей, замкнутых   контуров (внутренние протяжки).

• цилиндрических;
• шпоночных;
• эллиптических;
• шлицевых с прямобочным профилем;
• шлицевых с эвольвентным профилем;
• с нормальным сечением треугольной формы;
• квадратным, шестигранным, прямоугольным сечением.

Разомкнутых   контуров (наружные протяжки).

• плоских;
• плоских ступенчатых;
• криволинейных;
• комбинированных поверхностей.

Протяжка металлоемкий, сложный в изготовлении инструмент (относится к постоянным расходам). Поэтому следует изготавливать качественно и правильно эксплуатировать в массовом и крупносерийном производстве, скорость резания V = 2 – 15 (30 – 40) м/мин. И скорость резания равна скорости движения штока протяжного стола или скорости движения заготовки.

В настоящие время применяют 3 схемы  резания в зависимости от порядка срезания всего припуска - профильная,  генераторная  и     прогрессивная,  и 2 схемы от порядка срезания каждого слоя припуска -  одинарная и групповая.

 

Наружное протягивание является высокопроизводительным и точным методом механической обработки, который применяется взамен фрезерования или шлифования и снижает трудоемкость и стоимость операций.

По сравнению с фрезерованием сталей и чугунов наружное протягивание позволяет снизить трудоемкость операции в 5-10 раз. Так, для шатуна и крышек подшипников трудоемкость обработки торцов, плоскостей прилегания и полуцилиндра при протягивания снижается в 10 раз и составляет 0.6 минут (для всех этих поверхностей) вместо 5-7 минут при фрезеровании.

При рациональной конструкции и  методах эксплуатации протяжного инструмента  значительно сокращается расход затрат на инструмент.

При этом точность и стабильность размеров обрабатываемых поверхностей повышается: чистота поверхности получается, в основном, 5-6 классов,  а на некоторых операциях достигается 7, а в особых случаях – 9 (вкладыши).

В месте с тем наружное протягивание требует более сложной оснастки и специального оборудования, чем другие методы обработки. Поэтому его применяют при массовом производстве, мелкосерийном (когда сложный фасонный профиль).

Несмотря на то, что потенциальные  возможности перевода на протягивание всевозможных поверхностей очень велики, протягивание применяется редко, так как изготовление протяжного инструмента дорогостоящее занятие.

Набор протяжек находят применение, главным образом, при обработке  наружных поверхностей сложного профиля  на вертикально-протяжных станках.

Набор представляет собой корпус, в котором смонтированы отдельные протяжки, обрабатывающие соответствующие участки поверхности детали. Отдельные протяжки, входящие в набор, могут вводится в работу одновременно или последовательно.

Крепление протяжек к корпусам производят винтами, плоскими клиньями, накладками и т. п. Наиболее компактная конструкция получается при креплении протяжек винтами. У широких, массивных протяжек относительно небольшой длины винты располагаются по концам сверху. В тех случаях, когда по конструктивным соображениям нельзя поставить винты по концам протяжки, крепления допустимо при большом шаге зубьев, когда головкой винта перерезается не более одного зуба.

Крепление протяжек винтами снизу  является наиболее простым. Оно обеспечивает высокую прочность и жесткость. Но в этом случае переточка и настройка протяжек невозможна без снятия корпуса со станка. Этот недостаток устранен при креплении протяжек снизу в державке, которую в свою очередь прикрепляют к корпусу винтами сверху. При износе инструмента державка раскрепляется и производится переточка протяжки.

Работоспособность протяжек во многом зависит от размеров и формы стружечных канавок, рис. 5.1., так как при протягивании они существенно влияют на процесс  формирования и сход стружки.

 

             

 

                                Рис.4.1. Параметры стружечной канавки.

 

 

Форма впадины зуба должна способствовать плавному завиванию стружки в  плотный валик и ее свободному размещению во впадине. Применяемые  на практике формы стружечных канавок  показаны на рис. 5.2.

При протягивании сталей и других металлов, дающих сливную стружку, рекомендуется двухрадиусная форма канавки рис.(а), которая обеспечивает хорошие условия для формирования и размещения стружки в довольно большом объеме.

Однорадиусная форма с плоской  спинкой зуба рис.(б) проста в изготовлении и применяется при обработке хрупких металлов, а также стали при больших шагах зубьев.

Двухрадиусная специальная форма  с выступом у дна канавки рис.(в) сложна в изготовлении, но обеспечивает хорошее удаление стружки при обработке пластичных материалов с большими толщинами среза и высокими скоростями резания. Удлиненная форма стружечных канавок рис.(г,д) рекомендуется для протяжек, применяемых при обработки длинных деталей. 

 

 

                

                                                 (а).

                         

                            

                                                               (б).

 

Рис.4.2. Профиль стружечных канавок.

 

4.2  Расчет комплекта протяжек

 

4.2.1 Разбиваем профиль на элементарные поверхности и проставляем числа. Сгруппируем элементарные поверхности с учетом их размерности.  Принимаем сборную протяжку с пятью секциями из стали Р6М5.

• схема обработки профиля последовательно параллельное.

 

Рис 4.3 Профиль детали.

 

Н = 2 ^+0,25 мм.

δ = 0,1 мм.

ι = 91 мм.

Материал заготовки Сталь 30.

Применяем сборную протяжку с 5 секциями из стали Р6М5.

Схема обработки профиля последовательно  параллельно;

Последовательность обработки: I. => поверхности 2 и 4 (одновременно);         II. => поверхности 1, 3 и 5 (одновременно).

Схема срезания для каждой секции – одинарная.    

4.2.2 Определяем шаг зубьев:

 

.

 

Принимаем (1), стр. 470, табл.12.5 – Справочник инструментальщика под общей редакцией И.А.Ординарцева:

tp = 12 мм;

h = 5мм;

q = 4 мм;

r = 2,5 мм;

R = 8 мм.

4.2.3 Определяем   подачу   на  зуб  из условий   размещения   стружки:

 

мм/зуб.

 

К – (3-5) гарантирует размещение и  достаточность стружки.

4.2.4 Проверяем размещение стружки:

 

мм ²

 

Условие размещения стружки выполнено.

4.2.5Определим наибольшее число равномерно работающих зубьев:

 

 

Принимаем .

4.2.5 Назначаем геометрические параметры режущей части зубьев, табл.12.9, стр.176 (1)         

Форма А Группа II Заточки по сталям

4.2.7 Определяем длину одновременно работающих кромок - .

 

мм.

 

мм.

 

– выбираем для расчета эти поверхности, наиболее нагруженные.

 

мм.

 

4.2.8 Сила притягивания:

 

 кН,

 

где кН/мм. (1) стр.491. – сила осевая приходящая на  1 мм длины режущего лезвия.

4.2.9 Выбор станка.

Назначаем вертикально протяжной  станок по условию    

      Pmax < Pтяг = 400 кН. Модель 7Б77 163 < 400 => условие выполнено.

V = 1.5 – 11 м/мин.

4.2.10 Конструктивно назначаем высоту первого зуба:     Н ₁ = 30 мм – к о н с т р у к т и в н о.                 

 

4.2.11 Высота калибрующих зубьев – Нк: 

мм;

 

мм;

4.2.12 Число калибрующих зубьев конструктивно:       . Принимаем .

4.2.13 Размеры всех зубьев сводим в табл.4.1 и перед калибрующими зубьями подачу уменьшим, и потому необходимо добавить один зуб демпфирующий и два с уменьшенной подачей, т.е. .

 

Z_об=Z_р+Z_к

 

Z_об=37+4=41

                                                                                            Таблица 4.1

 

Таблица подач.

Подача Szi	0.07
№ зуба	1			2	3	4	5	6	7		8		9	10		11	12	13	14	15
Hi	30			30.07	30.14	30.21	30.27	30.35	30.42		30.49		30.56	30.63		30.70	30.77	30.84	30.91	30.98
Подача Szi	0.07
№ зуба	16			17	18	19	20	21	22		23		24	25		26	27	28	29	30
Hi	31.05			31.12	31.19	31.26	31.33	31.4	31.47		31.54		31.61	31.68		31.75	31.82	31.89	31.96	32.03
Подача Szi		0.07	0,05		0.04	0.02		0.01
№ зуба		31		32	33	34	35	36	37	38		39
Hi		32.10		32.15	32.19	32.21	32.23	32.24	32.24	32.24		32.24