13. Выбираем конструктивные размеры хвостовой части протяжки по гост 4044-70. ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Рисунок 1.6 – Основные размеры хвостовика

Длина переходного конуса равна 5…40 мм, принимаем . Диаметр передней направляющей принимаем равным диаметру предварительного отверстия заготовки с предельным отклонением по : ; длина передней направляющей до первого зуба . Длину шейки принимаем конструктивно в зависимости от габаритов станка:

, (1.10)

,

принимаем .

Диаметр задней направляющей протяжки должен быть равен диаметру протягиваемого отверстия с предельным отклонением по , прочие размеры задней направляющей даны в таблице 24 [4].

Рисунок 1.7 – Эскиз задней направляющей протяжки

Задний хвостовик протяжки делаем аналогично переднему с теми же размерами.

14. Определяем общую длину протяжки :

. (1.11)

Длина рабочей части:

, (1.12)

где - количество черновых зубьев;

– количество зачищающих зубьев.

.

Длина калибрующей части:

, (1.13)

.

Длина выглаживающих зубьев:

, (1.14)

.

Длина задней направляющей принимается в зависимости от диаметра задней направляющей (таблица 24 [4]). Этот диаметр равен диаметру протянутого отверстия:

,

выполненного с полем допуска , т.е. ; .

Длину заднего хвостовика принимаем .

Тогда

.

Принимаем .

3. Расчет силы резания и проверка протяжки на прочность

1. Определяем максимально допустимую силу резания :

, (1.15)

где – коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала и формы протяжки;

– ширина срезаемого слоя, равная диаметру чернового режущего зуба, имеющего наибольший диаметр;

– толщина срезаемого слоя (подъем на зуб );

– показатель степени;

– максимальное число зубьев, одновременно находящихся в работе;

– поправочные коэффициенты соответственно на передний угол, на изнашивание инструмента и на СОЖ.

Для круглых протяжек, при работе ст. 30 . При переднем угле , ; – для зубьев протяжки с острыми режущи кромками; - при применении СОЖ; .

Тогда сила резания

.

Полученная сила не должна превышать тяговую силу станка, приведенную в его паспортных данных. В данном случае тяговая сила станка равна 100000 Н, следовательно, обработка возможна.

2. Проверяем конструкцию протяжки на прочность.

Рассчитываем конструкцию на разрыв во впадине первого зуба по формуле:

, (1.16)

где площадь опасного сечения

;

напряжение в опасном сечении

.

Напряжение в опасном сечении не должно превышать допустимого .

Приведем аналогичный расчет для сечения хвостовика ():

;

.

Полученное значение напряжения также является допустимым. Оно не должно превышать допустимого .

3. Рассчитываем хвостовик на смятие:

, (1.17)

где – опорная площадь замка

,

где и - размеры хвостовика.

Откуда допустимое напряжение при смятии

.

Допустимое напряжение на смятие не должно превышать 600 МПа, что выполняется.

Для данных условий работы режущую часть протяжки изготавливают из стали Р9, а хвостовик – из стали 40Х.

3. Выбор предельных отклонений на основные элементы протяжки и другие технические требования.

1. Предельные отклонения на основные элементы протяжки и другие технические требования выбираем по ГОСТ 9126-76.

2. Центровые отверстия выполняем по ГОСТ 14034-74, форма В.

2 Расчет и проектирование канавочного резца

2.1 Исходные данные

Диаметр заготовки ;

Наименьший диаметр обработки резанием ;

Величина допуска на диаметр ;

Ширина нарезаемой канавки ;

Величина допуска на ширину канавки ;

Длина нарезания канавки от торца заготовки мм;

Скругления в углах канавки мм;

Марка обрабатываемого материала: сталь 30Х

Твердость материала: ;

Предел прочности материала: ;

Модель станка: станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3;

Шероховатость ;

Глубина резания ;

Подача при черновом точении

Рисунок 2.1 – Эскиз обрабатываемой детали

2.2 Разработка эскиза канавочного резца

Канавочный резец состоит из корпуса и рабочей части (рис. 2.2). Рабочая часть представляет собой пластину из твердого сплава, которая припаивается к корпусу резца. В качестве присоединительного элемента используют медные и латунные припои.

Рисунок 2.2 – Эскиз токарного канавочного резца

2.3 Выбор марки материалов инструмента

Для режущей части выбираем титано-вольфрамовый твердый сплав Т15К6. В его состав входят карбиды титана и карбиды вольфрама в соединении с кобальтом. Химический состав твердого сплава Т15К6 приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав твердого сплава Т15К6

Содержание элементов, %
TiC	WC	Co
15	79	6

Механические характеристики твердого сплава Т15К6:

- твердость НRA 90;

- предел прочности на изгиб .

Для корпуса выбираем конструкционную углеродистую сталь 40Х. Расшифровка марки стали 40Х: в стали содержится 0,40% углерода и менее 1,5% хрома. Химический состав стали 40Х приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Химический состав стали марки 40Х

Содержание элементов, %
C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	Fe
0,36 - 0,44	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8 - 1,1	до 0,3	около 97

Механические характеристики стали 40Х:

- твердость НВ 217;

- предел прочности ;

- предел прочности на изгиб .

2.4 Расчет конструктивных элементов канавочного резца

1. Расчет габаритных размеров корпуса

По ГОСТ 18884-73 выбираем исполнение 2. По таблице 2 в приложении определяем габаритные размеры корпуса в зависимости от наибольшего диаметра отрезки.

При наибольшем диаметре отрезки габаритные размеры корпуса резца:

,

,

.

2. Выбор формы пластины

По ГОСТ 18884-73 по таблице 2 в приложении определяем обозначение пластины для выбранных габаритных размеров. Выбираем пластину 13612 ГОСТ 17163-90. Исполнение 2 пластины (рис. 2.3). В зависимости от ширины нарезаемой канавки принимаем габаритные размеры:

мм,

мм,

мм.

Рисунок 2.3 – Эскиз пластины канавочного резца

Ориентировочная масса пластины № 13612 из твердого сплава Т15К6 .

3. Выбор расположения пластины в корпусе

По ГОСТ 18884-73 по таблице 2 в приложении выбираем размеры гнезда под пластину (рис. 2.4). Для габаритных размеров корпуса :

,

.

По таблице 8.9 [3] для напаянных пластинок из твердого сплава принимаем криволинейную форму заточки передней поверхности резцов с отрицательной фаской типа V (рис. 2.5).

Рисунок 2.4 – Гнездо под пластину

Рисунок 2.5 – Эскиз расположения пластины в корпусе резца

4. Назначение геометрических параметров режущего клина

По таблицам 8.12, 8.13 и 8.14 [3] принимаем следующие значения углов:

главный передний угол: ;

главный задний угол: ;

вспомогательный задний угол: ;

угол наклона режущей кромки: ;

главный угол в плане: ;

вспомогательный угол в плане: ;

радиус скругления: .

5. Оформление передней поверхности пластины

Рисунок 2.6 – Эскиз точения канавки с сечением передней поверхности пластины

6. Выбор способа стружкодробления

При обработке стали 30Х образуется сливная стружка. Она сходит в виде ленты, закручивающейся в спираль. Поверхность ее, обращенная к резцу, чистая и гладкая. С обратной стороны она имеет небольшие зазубрины. Она образуется при обработке пластичных материалов со значительными скоростями скольжения и небольшими подачами инструмента с оптимальными передними углами. Наиболее известны следующие способы дробления (завивания) сливной стружки:

- управление геометрией режущего инструмента,

- назначение режимов резания в пределах области устойчивого стружколомания,

- использование инструментов с лунками, уступами и накладными стружколомами на передней поверхности,

- использование схем резания, позволяющих получить стружку заданных размеров,

- управление динамикой резания,

- управление кинематикой резания.

Наиболее часто используют инструменты с лунками, уступами и накладными стружколомами на передней поверхности. Эти изменения конструкции инструмента дают возможность устанавливать при резании удобные форму, размеры и направление движения стружки, за счет резкого увеличения деформаций по ее ширине и толщине. Лунки и уступы формируются как на инструментах, подвергаемых заточке, так и на сменных многогранных пластинках.

Поэтому для данного канавочного резца применяем лунку на передней поверхности пластины. Ее размеры показаны на рисунке 2.5.

2.5 Расчет державки на прочность и изгиб

1. Режимы обработки

Глубина резания .

Подача выбирается по таблице 11 [5, с. 266] в зависимости от глубины резания, диаметра детали и материала заготовки. Для чернового точения принимаем подачу

Скорость резания определяется по формуле:

, (2.1)

где – коэффициент, определяется в таблице 17 [5, с.269]; ;

– определяются также по таблице 17 [5]; ;

– глубина резания;

– подача;

– период стойкости инструмента; среднее значение стойкости при одноинструментной обработке 45 мин;

– поправочный коэффициент, определяется по формуле

, (2.2)

где – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки; для стали (таблица 1 [5, с.261]) равен

, (2.3)

– коэффициент, характеризующий группу стали по степени обрабатываемости; (таблица 2 [5, с. 262]);

– степень обрабатываемости; ;

.

– коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; для проката (таблица 5 [5, с. 263]) равен ;

– коэффициент, учитывающий материал инструмента; по таблице 6 [5, с. 263] ;

Тогда

.

Скорость резания

.