6.9.3. Расчет протяжки для отверстия

Необходимо рассчитать и сконструировать протяжку для получе­ния отверстия диаметром D_n заданной точности длиной L_n в детали из определенного конструкционного материала. Заданы также диаметр d_n отверстия под протягивание и шероховатость обработанной по­верхности. Последовательность расчета протяжки [74].

1. Максимальный диаметр протянутого отверстия с учетом допуска

2. Максимальный диаметр протяжки

(6.146)

(6.147)

4. Расчетный диаметр отверстия под протягивание

где Т_р — величина разбивки отверстия после сверления или зенкеро вания.

3. Припуск под протягивание

(6.149)

Если окажется, что d_n < d'_n, т. е. заданный припуск значительно превышает расчетный, необходимо подобрать сверло или зенкер со­ответствующего диаметра для дополнительной обработки отверстия.

5. Суммарный подъем зубьев протяжки

229

d'_п. (6.150)

6. Подъем S_z на зуб принимают в зависимости от материала детали (табл. 6.7).

Таблиц	а	6.7.	Подъем	Sz на		зуб протяжки на сторону, мм
			Обрабатываемый материал
Сталь			Чугун		Алюминиевые сплавы		Бронза,	латунь
0,015...0,06		0	03...0,1			0,02...0,05	0,05..	.0,12

7. Шаг режущих зубьев

t_р= (1,25…. 1,5) Lп (6-151)

8. Наибольшее количество одновременно работающих зубьев

Z_Д=L / t_р+1

Принимают целое меньшее. Должно быть 2 < Z_Д< 10; в противном случае изме­няют шаг.

9.В зависимости от шага t_p принимают Рис. 6.88. Зуб и стружечная размеры зуба и стружечной канавки (рис.

канавка 6.88 и табл. 6.8).

Таблица 6.8. Размеры зуба и стружечной канавки

Продолжение табл. 6.8

Шаг гр) мм	Размеры, мм
	h	г	я		F, мм2
20	7,0	3,5	9,0	11	38,3
22	8,0	4,0	9,0	12	50,3
24	9,0	4,5	10,0	14	63,6
26	10,0	5,0	10,5	16	78,5
28	12	6,0	9,5	18	113,1
30	12	6,0	11,5	20	113,1

10. Коэффициент заполнения канавки стружкой

k=F/Sz Lп

(6.153)

где F — площадь стружечной канавки, принимаемая по табл. 6.8.

При этом ориентируются на минимальный коэффициент запол­нения стружкой канавки (табл. 6.9).

Таблица 6.9. Коэффициент к^ заполнения стружечной канавки

Sz, мм	Обрабатываемый материал
	Сталь НВ			Чугун, брон­за, латунь	Алюминий, медь, баббит
	5 197	198...229	> 229
До 0,03	3	2,5	3	2,5	2,5
0,03-0,07	4	3	3,5	2,5	3
Св. 0,07	4,5	3,5	4	3	3,5

Шаг гр, мм	Размеры, мм
	И	г	Я		г, мм
4	1,6	0,8	1,5	2,5	1,77
5	1,8	0,9	2,2	2,8	2,54
6	2,0	1,0	3,0	3,0	3,14
8	2,5	1,3	4,0	4,0	4,90
10	3,6	1,8	4,5	5,5	9,6
12	4,0	2,0	5,5	6,0	12,6
14	5,0	2,5	6,0	8,0	19,6
16	6,0	3,0	6,5	10,0	28,3
18	6,0	3,0	8,5	10,8	28,3

Должно быть к> k_min. Если к < k_min, то необходимо увеличить шаг.

11. Передний угол у принимают в зависимости от обрабатываемо­го материала (табл. 6.10).

Таблица 6.10. Величины передних углов

Обрабатываемый материал	Т°	Обрабатываемый материал	У°	Обрабатываемый материал	У°
Сталь НВ		Серый чугун НВ		Латунь, бронза НВ
< 197	20...16	< 180	10	<100	10
198...229	15	> 180	6	> 100	5
>229	10	Алюминий, медь, баббит	20

230

231

Рис. 6.89. Схема протяжки для отверстия

12. Размеры хвостовика протяжки показаны на рис. 6.89. Диаметр хвостовика

(6.154)

Принимают ближайшее меньшее значение по табл. 6.11. Осталь­ные размеры хвостовика выбирают также по табл. 6.11.

13. Сила резания при протягивании (Н)

Продолжение табл. 6.11

dx	d\	h	а	b	0°
63	48
70	53
80	60	240	50	50
90	70
100	75

Таблица 6.12. Значения Сих

Обрабатываемый материал	НВ	ср	X
Сталь	< 197	7000	0,85
	198...229	7620
	>229	8420
Чугун	120.„240	3270	0,73

( 6.155)

Значение показателя степени и поправочных коэффициентов принимают по табл. 6.12 и 6.13.

Таблица 6.11. Размеры круглых хвостовиков протяжек

*\	d\	h	а	b	0°
1	8	120	20	20	10
14	9,5				20
16	11
18	13
20	15	140	25	25
22	17				30
25	19
28	22	160
32	25		32	32
36	28
40	32	180
45	34
50	38
56	42	210	40	40

232

Таблица 6.13. Поправочные коэффициенты

Обрабаты­ваемый материал	Передний угол у°					Степень затуп­ления протяж­ки			Смазочно-охлаждающая жид­кость
	5	10	15	20	Острая		Затуп­ленная	СФ		эм	РМ	БС
	К					К			кс
Сталь	1,13	1	0,93	0,85	1		1,15	1		1	0,9	1,34
Чугун	1,1	1	0,95	—	1		1,15	—		0,9	—	1

СФ — сульфофрез; ЭМ — 10 %-я эмульсия; РМ — растительное масло; БС — без смазоч-но-охлаждающей жидкости.

14. Напряжение деформации растяжения

(6.156)

где F— минимальная площадь поперечного сечения протяжки по хвостовику или впадине первого зуба.

15. Назначают материал рабочей части протяжки. При σ < 350 МПа материал протяжки сталь ХВГ по ГОСТ 5950—73; при σ > 350 МПа материал протяжки быстрорежущая сталь Р6М5 по ГОСТ 19265—73.

16. Количество режущих зубьев

233

(6.157)

Первое слагаемое последнего уравне­ния принимают целое большее.

17. Длина режущей части (см. рис. 6.89)

27. Диаметр шейки

28. Длина шейки

(6.162) (6.163)

Рис. 6.90. Стружкоделитель-ная канавка

(6.158)

h = 25...35 мм.

18. Расстояние между стружкоделительными канавками (рис. 6.90)

19. Число стружкоделительных канавок

(6.160)

Принимают ближайшее четное.

20. Размеры стружкоделительных канавок (рис. 6.90):

Примечание. 21. Стружкоделительные канавки выполняют на режущих зубьях протяжек, работающих по материалам, дающим сливную стружку.

22. Диаметр зубьев калибрующей части (см. рис. 6.89)

(6.161)

23. Число зубьев калибрующей части выбирают в зависимости от точности протянутого отверстия по табл. 6.14.

Таблица 6.14. Число зубьев калибрующей части

Квалитет	Й7	т	т
Число зубьев	1	6	5

24. Размеры стружечных канавок калибрующей части принимают по табл. 6.8.

25. Величина заднего угла режущей части 3°, калибрующей части 1°.

26. Длина калибрующей части (см. рис. 6.89)

29. Диаметр передней направляющей

(6.164)

30. Длина передней направляющей

(6.165)

31. Диаметр задней направляющей

(6.166)

32. Длина задней направляющей

(6.167)

33. Длина переходного конуса

34. Длина протяжки до первого режущего зуба

(6.168)

35. Общая длина протяжки

(6.169)

36. Допустимая длина протяжки

(6.170)

Если L_max превышает допустимую длину, нужно проектировать комплект протяжек из нескольких штук.

37. Необходимая длина рабочего хода

(6.171)

235

Рис. 6.92. Прогрессивная схема резания

6.9.4. Схемы резания при протягивании. Протяжки одинарного и группового резания

Рис. 6.91. Профильная схема резания

Под схемой резания понимают последовательность срезания при­пуска на обработку. При протягивании используют следующие схемы резания: профильную (рис. 6.91), когда профиль зуба протяжки по­вторяет профиль отверстия (используется для протяжек одинарного резания). Прогрессивная схема резания (рис. 6.92), применяемая для протяжек группового резания, характерна тем, что слои металла по всему профилю срезаются не каждым зубом, а группой или секцией из двух—пяти зубьев. При этом первые (прорезные) зубья секции прорезают в слоях металла канавки или срезают часть металла по пе­риметру, а последующие (зачистные) зубья срезают оставшийся ме­талл. Необходимое при резании вязких материалов стружкоделение осуществляется из-за конструкции зубьев. Генераторная схема реза­ния (рис. 6.93) применяется при обработке поверхностей сложной формы. В этом случае срезание основного припуска производится черновыми зубьями, имеющими профиль, отличный от профиля де­тали. При этом упрощается конструкция протяжки и облегчается процесс ее заточки и изготовления. Необходимый профиль формиру­ется вспомогательными режущими кромками, а окончательная зачи­стка производится чистовыми зубьями, имеющими профиль задан­ного отверстия. Недостатками являются отсутствие задних углов на вспомогательных режущих кромках и сложность вышлифовывания

236

Рис. 6.93. Генераторная схема резания

впадин на зубьях. Генераторная схема применима и для протяжек группового резания.

Сравнение протяжек одинарного и группового резания показыва­ет следующее. Если каждый из зубьев протяжек одинарного и группо­вого резания срезает слои металла одинаковой площади, то толщина

237

срезаемого слоя при работе зубьев в группе будет во столько раз боль­ше, сколько зубьев в группе. С увеличением толщины среза удельная сила резания уменьшается. Поэтому при равных площадях слоя, сре­заемого протяжками обоих типов, протяжка группового резания ра­ботает с меньшей силой протягивания. Или при одинаковых силах протягивания каждый зуб протяжки группового резания может сре­зать слой металла большей площадью по сравнению с зубом протяж­ки одинарного резания. Следствием является то, что протяжки груп­пового резания на 30 % короче и стойкость их до двух раз выше стой­кости протяжек одинарного резания.