1.18 Определение размеров заднего хвостовика

 

Задний хвостовик (рисунок 20) выполняет функцию  поддерживающего устройства, с целью устранения прогиба протяжки.

 

 

Рисунок 20 – Комбинированная шлицевая протяжка  с задним  хвостовиком

 

Выполняется хвостовик, если длина протяжки L_пр. превышает длину, рекомендованную ГОСТ 25969-83 – ГОСТ 25974-83:

• если D=14–20 мм, то L_пр.=400–625 мм;
• если D=20–30 мм, то L_пр.=625–750 мм;
• если D=30–40 мм, то L_пр.=750–1000 мм;
• если D=40–50 мм, то L_пр.=1000–1175 мм;
• если D=50–60 мм, то L_пр.= 1175–1225 мм;
• если D=60–70 мм, то L_пр.=1225–1400 мм;
• если D=71–90 мм, то L_пр.=1400–1425 мм.

Размеры заднего хвостовика соответствуют размерам переднего хвостовика (п.1.13): d_з.хв= d_хв и т.д. Исключение составляет длина заднего хвостовика l_з.хв, она меньше, чем длина переднего хвостовика:

• если D≤50 мм, то l_з.хв=100 мм;
• если D>50 мм, то l_з.хв=125 мм;

Уменьшение длины осуществляется за счет размера l₅.

 

Рисунок 21 – Задний  хвостовик

 

1.19 Определение общей длины протяжки

           

Общая длина протяжки (рисунок 20) с учетом заднего хвостовика определяется по формуле

 

  .                                (73)

 

Если задний хвостовик отсутствует, то общая длина протяжки определяется по формуле

 

.                         (74)

 

Величина L_пр. округляется до ближайшего целого числа, кратного 5, за счет изменения длины шейки l_ш. 

 

1.20 Проверка протяжки по длине

 

Длинные и, в особенности, тонкие протяжки подвержены при термической обработке очень большому короблению, которое не всегда возможно устранить. Поэтому длину протяжек ограничивают некоторыми предельными значениями.

Первое условие

 

,                                               (75)

 

где L_ст. – наибольшая длина хода станка (таблица А.8, приложение А), мм. Выбирается модель станка с длиной хода, удовлетворяющей этому условию.

         Второе условие

,                                                             (76)

 

где D – наружный диаметр шлицевого отверстия, мм.

При не удовлетворении условий (75), (76) необходимо уменьшить расчетную общую длину протяжки L_пр за счет:

1) уменьшения величины припуска на диаметр для круглой части A_кр. в пределах заданного диапазона;

2) увеличения величины подачи на зуб (S_{z черн.}, S_{z чист.}) в пределах заданного диапазона;

3) уменьшения величины шага (t_черн., t_чист.) в пределах заданного диапазона;

4) изменения схемы резания (с одинарной на групповую);

5) проектирования двух протяжек, например, снятие припуска осуществляется комплектом протяжек: круглой и шлицевой.

Для уменьшения расчетной общей длины протяжки L_пр. предлагаемые  мероприятия выполняются либо раздельно, либо одновременно.

 

1.21 Проверка протяжки на прочность

 

При конструировании протяжки обычно учитывают основную деформацию, возникающую под действием осевой составляющей усилия протягивания, и проверяют прочность протяжки расчетом на разрыв.

Максимальное напряжение σ,  МПа, определяется по формуле

 

,                                              (77)

 

где    P_max – максимальное усилие резания при протягивании, Н;

          F_min – минимальная площадь поперечного сечения протяжки, мм²;

         [s] – допустимое напряжение в материале протяжки:

– из быстрорежущей стали [s] = 350 – 400 МПа;

– из легированной стали (для хвостовиков протяжек  сварной  конструкции) [s] = 250 МПа.

 

1.21.1 Определение максимального усилия резания

 

Усилие резания P определяется по формуле

 

,                                                (78)

 

где p – сила резания, приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки зуба протяжки, Н/мм, определяется в зависимости от обрабатываемого материала и величины подачи на зуб черновых (p_черн.) и чистовых (p_чист.)  зубьев (таблица А.7, приложение А);

     Sb – суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании, мм.

Суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании для шлицевой части протяжки для черновых  и чистовых  зубьев  определяется по формулам:

а) для одинарной схемы резания:

    – для черновых шлицевых зубьев

 

;                                                  (79)

 

    – для чистовых шлицевых зубьев

 

,                                       (80)

 

где n – число шлицев обрабатываемого отверстия;

       z_{i черн.}– число одновременно работающих черновых зубьев, шт. (формула (16));

       z_{i чист.} – число одновременно работающих чистовых зубьев, шт. (формула (17));

б) для групповой схемы резания:

 

.                                    (81)

 

Суммарная длина режущих кромок всех зубьев, одновременно участвующих в резании для круглой части протяжки для черновых и чистовых зубьев:

а) для одинарной схемы резания:

1) для 1 и 2 типов протяжек определяется по формуле: 

– для черновых круглых зубьев

                                                     ,                                                                                        (82)

 

где d_{кр.черн.пос.}– последний диаметр чернового зуба, мм

 

;                                  (83)

 

– для чистовых круглых зубьев

 

,                                       (84)

 

где d_{кр.чист.пос.}– последний  диаметр чистового зуба, мм:

 

;                                                    (85)

 

2) для 3,4 и 5 типов протяжек определяется по формуле:

– для черновых круглых зубьев

 

;                             (86)

 

 – для чистовых круглых зубьев

 

;                            (87)

 

б) для групповой схемы резания:

1) для 1 и 2 типов протяжек определяется по формуле

 

;                           (88)

 

2) для 3,4 и 5 типов протяжек определяется по формуле

 

;                     (89)

 

В итоге получится четыре значения усилий резания (Н), рассчитанных по формуле (78)

 

,                                      (90)

 

,                                    (91)

 

,                                      (92)

 

.                                      (93)

 

Выбираем из четырех значений усилий резания, рассчитанных по формулам (90 – 93), максимальное усилие протягивания (P_max) и подставляем в формулу (77).

Величина максимального усилия должна удовлетворять условию

 

  ,                                            (94)

 

где P_ст – тяговое усилие станка, Н (таблица А.8, приложение А), мм.

Выбирается модель станка с тяговым усилием, удовлетворяющим этому условию.

На данном этапе по условиям (75) и (94) окончательно определяется модель протяжного станка.

 

1.21.2 Определение минимальной площади поперечного сечения протяжки:

 

Разрыв протяжки при протягивании происходит по первой стружечной канавке и по хвостовику.

Площадь поперечного сечения  первой стружечной канавки , мм² определяется по формуле

 

.                                              (95)

 

Площадь поперечного сечения  хвостовика , мм² определяется по таблице А.9 (приложение А):

Из полученных значений площади поперечного сечения выбираем минимальное значение площади поперечного сечения (F_min)  и подставляем в формулу (77).

 

1.21.3 Мероприятия по выполнению условий по прочности

 

При неудовлетворении условия (77):

1) уменьшают максимальное усилие протягивания (P_max) за счет:

– перехода на больший шаг ( t_черн., t_чист.) в пределах заданного диапазона, при этом уменьшается число одновременно работающих зубьев (z_{i черн.(чист.)});

– снижения величины подачи на зуб (S_{z черн.},S_{z чист.}) в пределах заданного диапазона;

2) увеличивают минимальную площадь поперечного сечения (F_min) за счет применения стружечных канавок удлиненной формы, при этом уменьшается глубина канавки (h_o), но не меньше h_о.min (h_о.≥h_о.min);

3) увеличивают допустимое напряжение ([σ]) в материале хвостовой части протяжки, используя цельную конструкцию протяжки вместо сварной конструкции (если опасное сечение по хвостовой части);

4) изменяют схему резания (одинарную заменяют групповой);

5) увеличивают число зубьев m в секции при групповой схеме резания.

Для уменьшения величины допустимого напряжения в материале протяжки [σ] предложенные мероприятия, выполняются либо раздельно, либо одновременно.