загрузка...
 
6.3 Сили різання при протягуванні  і розрахунок протяжок на міцність
Повернутись до змісту

6.3 Сили різання при протягуванні  і розрахунок протяжок на міцність

Сила різання при протягуванні залежить від властивостей оброблюваного матеріалу, товщини і ширини шару, що зрізується, геометрії та затуплення зубів, властивостей змащувально-охолоджувальної рідини  і т. ін.

Сумарна сила різання, яка виникає при протягуванні, може бути розкладена на складові, з яких головною є сила Рz, направлена уздовж осі протяжки (уздовж руху різання). Інша складова Ру направлена нормально до осі протяжки. У разі обробки отвору її елементарні доданки взаємно урівноважуються і Ру на протяжку не діє, а при зовнішньому протягуванні сприймається повзуном верстата. Складова сили різання Рх виникає тільки при косих зубах зовнішніх протяжок.

Складові сили різання Рх і Ру відносно невеликі, стискають матеріал протяжки і при звичайному розрахунку її на міцність не враховуються.

Головну складову сили різання при протягуванні, силу Рz визначають за формулою

Рz = pfzmax ,                                    (6.3)

де р - питома сила різання, кг/мм2;

     f = b ? а - площа   шару,   що зрізується  одним  зубом   протяжки,  причому   - ширина  шару, яка дорівнює  ефективній довжині різальної кромки одного зуба (рис. 6.5);

а - підйом на зуб;

  - максимальне число зубів протяжки, що може одночасно перебувати у контакті з оброблюваною деталлю (lд - довжина  обробленої поверхні; t - крок зубів протяжки).

 

Тут береться до уваги тільки ціла частина виразу zmax, а дріб відкидається. Якщо на деталі є виточка, то максимальне число одночасно працю-ючих зубів протяжки визначається без проміжку з виточкою.

Таким чином, головна складова сили різання при протягуванні визначається як

 

.                            (6.4)

Питома сила різання р при протягуванні підкоряється за-гальній закономірності, яка при-таманна різанню металів, а саме: із зменшенням товщини шару металу, що зрізується, питома сила різання зростає (рис. 6.6). Емпіричні залежності р = f(а) для різних матеріалів (табл. 6.1) складені за літературними даними. Це дозволяє підвищити ступінь автоматизації розрахунків робочої частини протяжки. Значення питомих сил різання визначені при звичайно рекомендованих передніх і задніх кутах зубів протяжки, складі змащувально-охолоджувальної   рідини   і   при   зношенні  зубів по задній поверхні у протяжок для обробки отворів до 0,3 мм, у протяжок для зовнішнього протягування до 0,5 мм.

Таблиця 6.1 – Формули для визначення питомої сили різання р, кг/мм2, за значенням  підйому на зуб а, мм

Матеріал

Твердість

Формула для визначення р

Вуглецева сталь

НВ < 197

НВ =198-229

НВ > 229

Легована сталь

НВ <197

НВ =198-229

НВ > 229

Сірий чавун

НВ < 180

НВ> 180

Ковкий   чавун

-

Із діаграми (рис. 6.6) випливає дуже істотний висновок щодо конструювання протяжок: з точки зору зменшення   сили   протягування   вигідніше   розробляти протяжки, які зрізують   більш товсті шари металу. 

Міцність протяжок перевіряється за формулою

                                      (6.5)

де F - площа небезпечного перетину протяжки,  мм2;

          [?]- допустиме напруження,  кг/мм2;

          Рz – головна складова сили різання   при   протягуванні.

Небезпечний перетин протяжки може знаходитися на хвостовику, якщо хвостовик приварений із сталі марки 40Х. А коли протяжка виготовлена цілком із інструментальної сталі, то небезпечним може бути перетин по западині перед першим зубом. Перевіряється в обох перетинах.

Допустиме напруження для сталі марки 40Х - ?=25 кг/мм2, для сталі ХВГ - ?= 30 кг/мм2, для швидкорізальної сталі Р6М5 - ?= 35-40 кг/мм2

Силу протягування визначають ще і за формулою

Рz = F lb ,                                   (6.6)

де   F = - сила різання, кг/мм, що діє на 1 мм довжини різальної кромки   протяжки   при   даній   величині підйому на зуб;

        lb = bzmax - найбільша    сумарна   довжина, мм,    різальних кромок усіх одночасно працюючих зубів.

У більшості випадків площа поперечного перетину протяжок зовнішнього протягування не пов'язана безпосередньо з розмірами заготовки. Розміри поперечного перетину цих протяжок можуть варіюватися у досить широких межах і призначаються виходячи із конструктивних міркувань. Звичайно ці розміри настільки значні, що матеріал протяжки працює з великим запасом міцності. Тому зовнішні протяжки, як правило, на міцність не розраховуються.



загрузка...