Структурный синтез конструкции и определение начальных проектных параметров протяжки

Этот этап включает алгоритмические процедуры:

- выбор инструментального режущего материала рабочей части протяжки,

- определение конструкции и параметров калибрующей части протяжки,

- определение технологических параметров операции протягивания и конструктивных параметров протяжки, учитываемых при оптимизации конструкции рабочей части. Рабочая часть протяжки в наиболее общем случае включает части с режущими черновыми, переходными и чистовыми зубьями, калибрующими и запасными калибрующими зубьями, выглаживающими зубьями.

При проектировании величину переднего угла γ принимают одинаковой на режущих, калибрующих и запасных калибрующих зубьях протяжки с учетом условий резания и технологических возможностей инструментального производства.

3.2.2.2. Определение оптимального варианта режущей черновой части протяжки

Оптимизация конструкции рабочей части протяжки включает выполнение проектных процедур:

- определение числа возможных вариантов режущей черновой части протяжки из условий возможных наименьшего и наибольшего числа одновременно работающих черновых зубьев и определение для каждого возможного варианта режущей черновой части шага черновых зубьев t_i ,

- определение конструктивных параметров для каждого из возможных вариантов конструкции режущей черновой части протяжки с учетом ограничений:

· по плавности работы,

· по условию жесткости протяжки (допустимой глубине профиля стружечной канавки),

· по прочности рабочей части протяжки,

· по ширине задней поверхности черновых зубьев g, обеспечивающее нормативное число переточек протяжки,

- для каждого из оставшихся, после учета вышеуказанных ограничений, вариантов режущей черновой части:

· принятие по умолчанию в качестве начального значения число зубьев в черновой секции Z_С равным 2. При этом каждый зуб в секции срезает половину (50%) припуска, срезаемого этой секцией. Аналогично, срезание припуска зубьями в каждой секции распределяется равномерно между зубьями при числе зубьев в секции Z_C больше 2,

· определение величины подачи на черновых зубьях S_Р , по допустимой лимитирующей силе резания Р_лим из условия прочности протяжки,

· определение наибольшей величины подачи на зуб, допускаемой размещением стружки во впадине зуба S_С ,

· определение предельной величины подачи, допускаемой сворачиваемостью стружки S_h ,

· учет величины предельной подачи S_ДОП при групповой схеме срезания припуска при протягивании (исходные данные),

· определение лимитирующей (минимальной) подачи на черновых зубьях S_ЛИМ (из четырех подач: S_С , S_Р , предельной величины подачи, допускаемой сворачиваемостью стружки S_h и подачи S_ДОП),

- определение припуска на протягивание черновыми зубьями А_О из условия:

А_О = А – А_П - А_Ч - А_В ,

где А – припуск на протягивание (исходные данные),

А_П - припуск на протягивание переходными зубьями,

А_Ч - припуск на протягивание чистовыми зубьями,

А_В - припуск на выглаживание.

При небольших припусках на протягивание отверстия А величина припуска А_О после вычета принятых припусков А_П , А_Ч и А_В может оказаться небольшой, когда для срезания припуска А_О будет достаточно двух и даже одной черновой секции зубьев.

- определение для каждого, оставшегося после учета ограничений, варианта конструкции протяжки:

· количество черновых и переходных зубьев, работающих по групповой схеме срезания припуска и количество чистовых и калибрующих (в том числе запасных калибрующих и выглаживающих – если необходимо их применение) зубьев, работающих по профильной схеме снятия припуска.

Особенностью алгоритма [3, операторы 27 – 29] является то, что учитывается реальная величина припуска срезаемого первой черновой секцией и число зубьев в ней выбирается в зависимости от фактической

величины припуска на первую черновую секцию и, соответственно, нагрузки на каждый зуб в первой секции. В алгоритме принято: если припуск срезаемый первой секцией по расчету меньше или равен S_ЛИМ (то есть меньше или равен 50% от припуска, срезаемого каждой из последующих черновых секций зубьев протяжки), то число зубьев в первой черновой секции уменьшают на 1. При числе зубьев в секции Z_C равном 2, это означает, что первая секция будет состоять из одного (первого) зуба с широкими выкружками. Вторая секция имеет обычное исполнение, но выкружки на первом зубе второй секции смещают для срезания части припуска, который в этом случае не был удален при работе единственного (первого) зуба в первой черновой секции протяжки,

При расчетах шаг черновых и переходных зубьев принимают одинаковым и постоянным. Шаг чистовых, калибрующих и запасных калибрующих зубьев принимают переменным с целью уменьшения цикличности и амплитуды колебаний силы резания при входе и выходе зубьев протяжки при протягивании отверстия и вследствие этого улучшения качества протянутой поверхности и уменьшения вибраций.

· выбор оптимального варианта конструкции протяжки

Таковым является вариант конструкции протяжки с наименьшей длиной рабочей части протяжки L_р , когда обеспечивается наибольшая производительность при протягивании отверстия. Если при этом лимитирующей будет подача, допускаемая прочностью протяжки S_р , то с целью повышения надежности работы протяжки, поскольку случайный рост силы резания в этом случае может привести к поломке протяжки, рассматривают дополнительные варианты с увеличенным числом зубьев в секции.

Увеличение числа зубьев в секции (при постоянной величине шага зубьев) уменьшает суммарную длину режущих кромок, участвующих в резании (суммарную ширину среза), и таким образом способствует снижению силы резания. Уменьшение суммарной длины режущих кромок, участвующих в резании при постоянстве лимитирующей (предельной) силы резания Р_ЛИМ позволяет увеличить величину S_Р и, следовательно, уменьшить число зубьев (секций) режущей черновой части протяжки, которые срезают припуск А_О .

Последовательно задают значения Z_С равные 3, 4 и 5. Повторяют проектные процедуры [3, операторы 21 - 33]. Если при этом окажется, что с увеличением Z_С возрастает длина рабочей части протяжки L_Р ,то расчеты прекращают и принимают первоначальный вариант конструкции протяжки с минимальной длиной рабочей части L_р .

В. Определение остальных конструктивных элементов и параметров протяжки [3, операторы 35 - 55].

На этом этапе проектирования окончательно формируется конструкция протяжки с учетом конструктивных и технологических ограничений.

Выбор небольших величин задних углов на черновых и переходных зубьях (α = 2⁰ – 3⁰), чистовых (α₁ = 1⁰30` – 2<sup>0</sup>), калибрующих и запасных калибрующих (α<sub>2</sub> = 0<sup>0</sup>45` – 1⁰) и наличие на калибрующих и запасных калибрующих зубьях цилиндрических ленточек f шириной от 0,1мм до 0,4 мм, диктуется необходимостью минимизации уменьшения диаметров зубьев при износе и переточках за период стойкости. По той же причине переточку зубьев протяжки проводят по передней поверхности. Общий срок работы внутренней протяжки определяется ее размерной стойкостью, то есть получением диаметра протянутого отверстия в пределах поля допуска.

Задние криволинейные поверхности выкружек (черновые и переходные зубья) и стружкоделительных канавок (чистовые зубья) выполняют с задними углами которые будут переменными по профилю выкружки или канавки, и наименьшими на границах с круговыми режущими кромками указанных зубьев. Выкружки обычно профилируют по дуге окружности, стружкоделительные канавки профилируют по дуге окружности или они имеют треугольный профиль с закруглением на дне. На чертеже, для настройки заточных станков, указывают наибольшие значения задних углов в сечениях по дну выкружки α_В или канавки α_К. Обычно принимают:

α_В = 4⁰ - 6⁰ , α_К = 2⁰ - 4⁰. Выкружки в секциях зубьев при числе зубьев в секции Z_C равном или большим трем и стружкоделительные канавки выполняют с перекрытием от зуба к зубу.

При расчете длины передней части протяжки до первого зуба используют расчетные зависимости и данные технологических наладок при протягивании, приведенные в [3, рис.А.3, табл. А.1.] в соответствии с заданным вариантом базирования заготовки при протягивании отверстия.

Если в конструкции протяжки предусмотрен задний хвостовик, то его параметры принимают такими же, как для переднего хвостовика.

При разработке рабочего чертежа протяжки учитывают технические требования, приведенные в ГОСТ 28442 - 90 «Протяжки для цилиндрических, шлицевых и гранных отверстий. Технические требования».

3.2.3. Условия рациональной эксплуатации протяжки

В этом подразделе пояснительной записки кратко описывают особенности эксплуатации спроектированной протяжки, в том числе:

- описание особенностей выполнения операции протягивания с учетом типа производства,

- нормативная скорость резания по справочным данным и рекомендуемая СОЖ для заданных условий выполнения операции протягивания [7].

3.3. Проектирование машинных метчиков

Методика проектирования машинных метчиков изложена в [6].

3.3.1. Исходные данные

Приведены в [6, с.6-8, табл.1-2] и содержат данные по конструктивным характеристикам типичных резьбовых отверстий и параметрам нарезаемых резьб при использовании металлорежущих станков различных типов.

Дата добавления: 2014-11-20; просмотров: 241; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!