14.9. Заточка протяжек

Назначение и типы протяжек, их конструктивные и геометрические особенности

Протяжки являются многозубыми режущими инструментами, применяемыми для обработки отверстий, пазов и наружных поверхностей с простым или фасонным контуром. При резании протяжками применяют только одно, обычно поступательное движение инструмента, скорость которого является скоростью резания. Движения подачи отсутствуют, а срезание слоев металла S. осуществляется за счет увеличения высоты или ширины последующего зуба относительно предыдущего зуба протяжки (рис. 14.49, а).

Если срезание слоев осуществляется за счет превышения высоты последующего зуба по отношению к предыдущему, то такая схема называется обычной или одинарной (рис. 14.49, б).

Рис. 14.49. Схемы срезания слоев металла при протягивании

Если зубья протяжки разбиты на группы (рис. 14.49, в), в пределах которых зубья имеют одинаковую высоту, но различную длину режущих кромок зубьев, то такая схема срезания слоев металла называется групповой или прогрессивной (рис. 14.49, в). В процессе резания стружка размещается во впадине между зубьями, размеры которой должны быть достаточными для полного размещения стружки (см. рис. 14.49, а).

Протягивание отверстий различной конфигурации с замкнутым контуром называется внутренним протягиванием (рис. 14.50, а, б, д, е) (это наиболее распространенный вид протягивания), а образование наружных поверхностей с незамкнутым контуром с помощью протяжек— наружным протягиванием (рис. 14.50, в, г).

Рис. 14.50. Схемы работы основных видов пршяжек при npoтягивании: а — отверсгия круглой протяжкой, б — отверстия круглой прошивкой, в наружной поверхности тела вращения плоской протяжкой, г — наружной поверхности тела вращения дисковой протяжкой, д — наружной поверхности тела вращения охватывающей протяжкой, е — внутренней поверхности тела вращения дисковом протяжком: 1 — хвостовик, 2 — шейка, 3 — переходной конус. 4 — передняя направляющая часть, 5 — и дням направляющая часть

Основные виды внутренних протяжек следующие: круглые—для обработки круглых отверстий; квадратные — для протягивания квадратных отверстий из круглого; шпоночные — для обработки шпоночной канавки в отверстии; шлицевые прямые или спиральные — для обработки многошпоночных (шлицевых) отверстий; фасонные (эвольвентные, остроугольношлицевые и т. д.) —для обработки отверстий фасонного профиля; комбинированные и т. п.

Конструкцией внутренних протяжек предусматриваются следующие составные части (рис. 14.50, а),

хвосговик 1 диаметром dx, длиной lх, предназначенный для закрепления протяжки в патроне;
шейка 2 диаметром dпн длиной lпн, соединяющая хвостовик с передней направляющей частью 4 переходным конусом 3 длиной lнк;
передняя направляющая 4 диаметром dпн длиной lнн обеспечивающая центрирование или направление протяжки в начальный момент работы рабочих зубьев;
рабочая часть длиной lр, состоящая из рабочих зубьев;
калибрующая часть длиной lк, состоящая из 4—8 калибрующих зубьев;
задняя направляющая часть 5 диамегром dзн, длиной предназначенная для поддержки и центрирования протяжки при выходе из контакта последних зубьев;
задний хвостовик длиной lц, предназначенный для соединения протяжки с патроном на станках для автомагического протягивания. Протяжка, которая рабснаег на сжаше, называется прошивкой (рис. 14.50, б).

Для изготовления протяжек применяют в основном инструментальные быстрорежущие стали.

Передние углы у протяжек измеряют в плоскости, нормальной к режущей кромке. Рекомендуемые значения переднего угла γ (средняя величина) зависят от обрабатываемого материала и вида зубьев и приведены в табл. 14.28.

14.28. Рекомендуемые значения переднего угла у протяжек, град

Задние углы α (рис. 14.49) у протяжек измеряются в осевой плоскости, совпадающей с направлением перемещения протяжек при протягивании. Средние значения задних углов α зависят от вида протяжки и назначения зубьев на протяжке (табл. 14.29).

14.29. Рекомендуемые значения задних углов у протяжек, град

На калибрующих зубьях внутренних протяжек для сохранения размера задний угол на ленточке шириной 0,2—1,2 мм равен нулю или выполняется в пределах 0,5—1°. Ширина ленточки на калибрующих зубьях минимальная, у первого зуба 0,2 мм и постепенно увеличивается к последнему калибрующему зубу. Калибрующие зубья не имеют подъема зуба и не снимают стружку. По мере износа и повторной заточки режущих зубьев калибрующие зубья последовательно переходят в режущие. Для уменьшения шероховатости и получения высокой точности в конце калибрующих зубьев делается несколько выглаживающих.

На режущих зубьях протяжек для обеспечения образования стружки и возможности ее удаления из впадины вышлифовываются стружкоделительные канавки при обычной схеме или выкружки при групповой схеме срезания припуска. Угол φ между сторонами канавки принимается в зависимости от диаметра протяжки в пределах от 45 до 60°. Число канавок на круглых протяжках- диаметром от 10 до 80 мм выбирается в пределах от 6 до 36 шт. с таким расчетом, чтобы расстояние между ними было не более 5—7 мм. Ширина канавки 0,6—1,2 мм, дна впадины 0,2—0,4 мм в зависимости от диаметра протяжки. Примерно такие же размеры канавок делают на шпоночных, шлицевых, прямоугольных и плоских протяжках. У круглых протяжек с групповой схемой резания для обработки отверстий диаметром 10—20 мм образуется 6—14 выкружек шириной α = 4—9 мм, радиусом RB = 22,5 мм.

Тема 8.1. Процесс протягивания

Протягивание является технологическим способом обработки металлов резанием с помощью специальных инструментов — протяжек, прошивок и протяжных блоков.

Протяжками

называются специальные инструменты для завершающей обработки (профилирования) сквозных отверстий в обрабатываемых заготовках, предварительно изготовленных сверлением. С помощью протяжек получают отверстия круглого, квадратного и шестигранного поперечного сечения, а также отверстия со шпоночным пазом, шлицевые и фасонные отверстия сложного профиля. Протяжка
1
(рис. 8.1.1) — многолезвийный металлорежущий инструмент, имеющий при относительно малых поперечных размерах большую длину (
l≤
1500 мм). На режущей части l4 протяжки размещается большое число режущих зубьев, расположенных друг за другом. При обработке внутренних центрально симметричных отверстий зубья протяжки имеют кольцевую форму соответствующего профиля. Наружный размер каждого режущего зуба протяжки больше размера предшествующего и меньше размеров последующих режущих зубьев. Полуразность размеров (разность высот) последнего и первого зубьев режущей части протяжки равна припуску на обработку протягиванием. Кроме режущей части протяжка имеет калибрующую часть l5, переднюю l3, и заднюю l6 направляющие, шейку l2 и замковую часть l1 предназначенную для закрепления протяжки в патроне.

В процессе резания протяжка 1

(рис. 8.1.1) с силой Р, приложенной тяговым патроном к замковой части, в буквальном смысле слова протягивается(протаскивается) через неподвижную заготовку
2
, установленную на опорном приспособлении
3
стола 4 протяжного станка. При этом в теле протяжки между замковой частью и зубом, выполняющим в данный момент срезание слоя металла с внутренней поверхности заготовки, действуют напряжения растяжения.

Рис. 8.1.1. Протяжка для протягивания внутреннего отверстия

Прошивками

(рис. 8.1.2) называются инструменты меньшей, чем протяжки, длины, имеющие на режущей части l4 режущие зубья. В процессе работы прошивки с силой Р проталкиваются через предварительно изготовленные отверстия и, срезая оставленный на обработку припуск, изменяют их форму и размеры. В теле прошивки возникают напряжения сжатия. По этой причине ограничена и длина прошивки, так как при большой длине может произойти потеря устойчивости из-за продольного изгиба. При срезании больших припусков протягивание отверстия ведут последовательно комплектом прошивок с увеличивающимся наружным размером зубьев. Схема нагружения определяет и конструкцию прошивок, имеющую только режу щую часть
l
4 и направляющие части переднюю l3 и заднюю l6 (рис. 8.1.2).

Рис.8.1.2. Прошивка для протягивания внутреннего отверстия

Протяжными блоками

называются комплекты протяжек призматической формы, предназначенные для обработки наружных поверхностей заготовок. На протяжных блоках монтируются протяжки, составляющие комплект для полной обработки за один проход наружных обрабатываемых поверхностей. Например, на корпусе 1 протяжного блока (рис. 8.1.3) закреплены три секции протяжек
2
, которые на заготовке
3
обрабатывают одновременно три поверхности.

Рис 8.1.3. Протяжной блок для протягивания наружной поверхности

Протягивание обеспечивает получение поверхностей с малой шероховатостью, а также размеров, соответствующих 6…8-му квалитетам точности. Протягивание является также высокопроизводительным технологическим способом обработки профильных отверстий и наружных поверхностей. С его помощью за смену можно обработать большое число заготовок, но только одного типоразмера. Поэтому обработка протягиванием рентабельна лишь в условиях крупносерийного и массового производства.

Принципиальная кинематическая схема протягивания

. Протягивание основано на использовании простейшей принципиальной кинематической схемы резания (рис. 8.1.4). Прямолинейное главное движение Dr, сообщаемое протяжным инструментам или обрабатываемым заготовкам, может быть направлено вдоль горизонтальной оси
х
(рис 8.1.4,
а
), если протягивание ведут на горизонтально-протяжных станках. При работе на вертикально-протяжных станках прямолинейное движение направлено вдоль вертикальной оси
z
(рис. 8.1.4,
б
). Прямолинейное движение Dr на принципиальной кинематической схеме резания количественно характеризуется скоростью резания. Кинематическое исполнение протяжных станков в соответствии с принципиальной кинематической схемой резания предусматривает только прямолинейное возвратно-поступательное движение рабочих органов. Прямое поступательное движение всегда является рабочим ходом; возвратное движение — холостым ходом.

Рис.8.1.4. Принципиальные кинематические схемы при протягивании:

Протяжками

В процессе резания протяжка 1

Рис. 8.1.1. Протяжка для протягивания внутреннего отверстия

Прошивками

Рис.8.1.2. Прошивка для протягивания внутреннего отверстия

Протяжными блоками

Рис 8.1.3. Протяжной блок для протягивания наружной поверхности

Принципиальная кинематическая схема протягивания

Рис.8.1.4. Принципиальные кинематические схемы при протягивании:

Износ зубьев протяжек

Износ зубьев протяжки происходит по всем поверхностям контакта с обрабатываемой деталью и стружкой в процессе резания: по передней h и задней hз поверхностям, по уголкам hу и переходным режущим кромкам, по ленточке у калибрующих зубьев (рис. 14.51, а, в). Лимитирующим износом является износ задней поверхности hз и hy (рис. 14.51, г) и округление кромки зуба протяжки.

Рис. 14.51. Схема износа зубьев протяжек: а, б — шпоночные протяжки соответственно без стружкоделительных канавок и с ними, в — круглая протяжка со стружкоделительными канавками, г — износ по передней и задней поверхностям и округление режущей кромки зуба протяжки

Допустимая величина износа по задней поверхности зубьев протяжек hз находится в пределах 0,10—0,15 мм, а по уголкам стружкоделительных канавок — 0,2—0,4 мм. Округление режущей кромки происходит неравномерно: несколько интенсивнее в начальный период и стабилизируется в последующий период работы. Чрезмерное округление кромки вызывает увеличение шероховатости поверхности, изменение размеров и формы протягиваемых отверстий. Поэтому допустимые величины износа по задней поверхности и округления режущей кромки определяются технологическими требованиями к качеству поверхности деталей.

Обработка плоских поверхностей протягиванием

Протягивание наружных плоских поверхностей (как и фасонных) благодаря высокой производительности и низкой себестоимости обработки находит все большее применение в крупносерийном и массовом производстве; этот метод экономически выгоден, несмотря на высокую Себестоимость оборудования и инструмента. Многие операции вместо фрезерования выполняются посредством наружного протягивания. К числу таких операций относится протягивание пазов, канавок, плоскостей блоков двигателей и других деталей, зубьев шестерен и т. д. При обработке протягиванием наружных черных (предварительно не обработанных) поверхностей за один ход протяжки достигаются высокая точность и чистота поверхности. В процессе обработки каждый режущий зуб протяжки снимает слой металла, составляющий часть припуска, а калибрующие зубья зачищают поверхность, при этом они долго не теряют своей режущей способности и формы.

Рис. 7. Схемы плоских протяжек:а

— обычные;
6, в, г
— прогрессивные.

При обработке черных поверхностей поковок и отливок более целесообразно применять не обычные плоские протяжки (рис. 7, а),

апрогрессивные (рис. 7, б,
в, г).
У обычных плоских протяжек каждый зуб снимает стружку по всей ширине обрабатываемой поверхности; поэтому при обработке черной поверхности, имеющей. корку, первые зубья протяжки быстро тупятся или выкрашиваются. У прогрессивных протяжек режущие зубья делают переменной ширины, постепенно увеличивающейся, и каждый режущий зуб срезает металл не по всей ширине обрабатываемой поверхности, а полосой, причем ширина этих полос с каждым зубом увеличивается, и только калибрующие зубья зачищают обрабатываемую поверхность, по всей ее ширине.

Для обработки наружным протягиванием широких плоскостей (более 50 мм)

устанавливают несколько протяжек рядом.

Протягивание наружных поверхностей производится большей частью на вертикально-протяжных станках — полуавтоматах и автоматах. На рис. 8 показаны детали, поверхности которых обрабатываются наружным протягиванием (обрабатываемые поверхности обозначены буквой ).

Рис. 8. Детали, обрабатываемые протяжками

Применение наружного протягивания для обработки лысок на концах валика изображены на рис. 9, а.

Одновременно обрабатываются два валика; каждый валик обрабатывается двумя протяжками. На рис. 9,
б
изображена схема протягивания крышки и головки шатуна автомобильного двигателя. Цилиндрическая поверхность крышки протягивается круглыми протяжками 1 и
3,
которые по мере затупления одной половины повертываются на 180°, и в работу вступает другая половина. Протяжки
2
и
4
обрабатывают плоскости разъема крышки. Головка шатуна обрабатывается протяжками
5,6,7
и
8.
Протяжки делают из трех секций по длине — обдирочной, получистовой и калибровочной. После износа калибровочная секция перетачивается и ставится на место полу чистовой, а полу чистовая — на место обдирочной.

В массовом производстве применяют высокопроизводительные протяжные станки непрерывного действия. Станки с цепным приводом имеют цепь, вращающуюся на звездочках (подобно гусенице тракторов), которая перемещает детали, закрепленные на ней; когда цепь двигает детали мимо протяжек, находящихся в верхней части станка, протяжки снимают стружку с оббатываемой поверхности.

Рис. 9. Схемы протягивания:

— лысок на валиках;
6
— крышки и головки шатуна

Нa станках непрерывного действия с карусельным столом (рис. 10, а) или с барабаном (рис. 10, б), по окружности которых детали 1 располагаются в приспособлениях, стол или барабан при вращении перемещает детали мимо протяжек 2,

которые обрабатывают поверхности деталей.

Рис. 10. Схемы работы станках для непрерывного протягивания с карусельным столом:

1 — обрабатываемые детали; 2 — протяжка

Рис. 7. Схемы плоских протяжек:а

— обычные;
6, в, г
— прогрессивные.

Для обработки наружным протягиванием широких плоскостей (более 50 мм)

устанавливают несколько протяжек рядом.

Рис. 8. Детали, обрабатываемые протяжками

Применение наружного протягивания для обработки лысок на концах валика изображены на рис. 9, а.

Рис. 9. Схемы протягивания:

— лысок на валиках;
6
— крышки и головки шатуна

которые обрабатывают поверхности деталей.

Рис. 10. Схемы работы станках для непрерывного протягивания с карусельным столом:

1 — обрабатываемые детали; 2 — протяжка

Электронная библиотека

Общетехнические дисциплины / Режущий инструмент / 5.3. Схемы срезания припуска при протягивании

При проектировании протяжек применяют профильную, генераторную и прогрессивную (групповую) схемы резания (срезания припуска). На рис. 5.4 показаны схемы резания для некоторых характерных операций протягивания.

По профильной схеме

каждый режущий зуб протяжки срезает относительно тонкие и широкие слои материала параллельно обработанной поверхности. Эта схема применяется в основном для протяжек, обрабатывающих поверхности простых форм, например цилиндрических, так как изготовление точного профиля на всех зубьях протяжки, имеющих разные размеры, и их заточка затруднительны.

При работе с прогрессивной (групповой) схемой

резания широкий слой металла снимается не каждым зубом, а группой из нескольких (2…5) зубьев, имеющих одинаковый диаметр или высоту, при этом первые зубья вырезают в металле канавки, а последующие – промежутки. Каждый зуб срезает узкую, но более толстую стружку, чем по профильной схеме. Обработанная поверхность окончательно оформляется зубьями, работающими по профильной схеме.

Ступенчатая (генераторная) схема

протягивания характеризуется срезанием припуска относительно узкими слоями, расположенными перпендикулярно или наклонно к обработанной поверхности. Срезание припуска производится режущими зубьями, имеющими переменный профиль, постепенно переходящий от прямолинейной или круглой формы к заданному профилю. Окончательное формирование поверхности изделия производится зубьями, имеющими профиль, совпадающий с заданным. Преимуществом генераторных протяжек является их технологичность, недостатком – более низкая точность профиля изделия по сравнению с профильной схемой.

Протяжки для обработки плоскостей и цилиндрических отверстий по профильной схеме получаются конструктивно и технологически проще, чем по прогрессивной и генераторной схемам. Квадратные и шестигранные, а также плоские протяжки для фасонных поверхностей, выполненные по генераторному принципу, легче в изготовлении, чем протяжки обыкновенной конструкции (профильные).

С другой стороны, следует иметь в виду и условия эксплуатации протяжек. Например, зубья плоской протяжки обыкновенной конструкции при работе по корке выкрашиваются, а по генераторной схеме, перерезая корку поперек, хорошо сопротивляются выкрашиванию.

Цилиндрические протяжки с прогрессивной схемой резания срезают более толстую стружку и получаются короче.

Во многих случаях протягивания сложных поверхностей отдельные их участки образуются по профильной схеме, другие – по генераторной, т.е.

комбинированно. Например, при протягивании шпоночных пазов и шлицевых отверстий дно канавок образуется по профильной схеме, боковые стороны – по генераторной.

Припуски при протягивании выбираются в зависимости от вида протягивания и качества выполнения предварительного отверстия. Различают припуск на сторону А и припуск на диаметр: (рис. 5.5).

При обработке протяжками цилиндрических отверстий величина в зависимости от диаметра и длины протягивания изменяется от 0,3 до 1,6 мм; для плоских протяжек при черновой обработке мм, после предварительной обработки — мм.

Диаметр предварительного отверстия определяется как

,где — диаметр окончательного отверстия, который равен — для отверстий Н7 и Н9 и — для отверстий, выполняемых по Н10 и грубее.

Для гранных отверстий, профиль которых образован прямыми линиями, наименьший диаметр обработки принимается равным диаметру вписанной окружности (рис. 5.5,б).

Рис. 5.4. Схемы срезания припуска при протягивании

Рис. 5.5. Припуски при протягивании различных видов отверстий:

а – круглое отверстие; б – шлицевое отверстие; в – гранное отверстие

Литштамп Инструмент и Оснастка

Схемой резания при протягивании называется порядок распределения работы срезания припуска между зубьями протяжки. При выборе схемы резания необходимо считаться с рядом требований, обеспечивающих лучшие условия при протягивании. Эти требования сводятся в основном к следующим: 1) использование по возможности больших подач на зуб; 2) обеспечение наименьшей длины протяжки; 3) достижение точности и чистоты обрабатываемой поверхности; 4) лучшее стружкообразование и соответствующая геометрия на главных и вспомогательных режущих кромках.

При обработке заготовки с помощью протяжки зубья последней могут срезать заданный припуск в разной последовательности: сразу по всему контуру, поперечными слоями или по какой-то определенной части контура. Каждый из указанных процессов срезания припуска предопределяется своей схемой резания. Выбор схемы резания зависит от формы и размеров протянутых деталей. От соответствующего выбора схемы резания зависит длина протяжки, ее стойкость и технологичность изготовления, т. е. в целом производительность и экономичность протягивания. В настоящее время используются три схемы резания: 1) профильная (одинарного резания), 2) генераторная и 3) прогрессивная (группового резания). Первые две схемы резания являются методами одинарного резания, третья — группового. Профильная схема резания характеризуется тем, что каждый режущий зуб протяжки удаляет металл со всего обрабатываемого контура, срезая слой толщиной а за счет превышения высоты предыдущего зуба по отношению к последующему. Она основана на резании каждым режущим зубом протяжки относительно тонких и широких слоев металла, параллельных обработанной поверхности. Режущие кромки также параллельны этой поверхности и не участ-iivkit в ее построении, кроме последнего режущего зуба, который образует обработанную поверхность. Представлены три случая использования данной схемы резания при обработке: плоскости (а), фасонной поверхности (б) и фасонного отверстия (в).

Генераторная схема резания характеризуется срезанием припуска относительно узкими слоями, расположенными перпендикулярно или наклонно к обработанной поверхности. При этой схеме каждый режущий зуб, срезая припуск, участвует одновременно с этим в построении обработанной поверхности, которая получается в результате смыкания ряда узких элементарных поверхностей, обрабатываемых отдельными зубьями протяжки. На рис. 167 представлены три случая использования данной схемы резания при обработке: плоскости (а), фасонной поверхности (б) и фасонного отверстия (в). Прогрессивная (групповая) схема резания характеризуется тем, что отдельные широкие слои металла срезаются здесь не каждым зубом протяжки, а группой из нескольких зубьев. Зубья в пределах группы имеют одинаковые диаметры или высоты и срезают общий слой толщиной а за счет уширения режущей кромки последующего зуба в группе по отношению к предыдущему. На долю каждого режущего зуба приходится здесь узкая и значительно более толстая стружка, чем при профильной схеме. Обработанная поверхность строится последней группой режущих зубьев или зубьями, работающими по профильной схеме. Представлены три случая использования данной схемы резания при обработке: плоскости (а), фасонной поверхности (б) и фасонного отверстия (в). Каждый зуб секции формирует только определенный участок контура. Несмотря на то, что все зубья секций номинально имеют одинаковую высоту или диаметр, на последнем зубе каждой секции их уменьшают на 0,04-^0,02 мм по сравнению с остальными, чтобы в случае упругой деформации материала, обработанного первыми зубьями группы, последний зуб не срезал тлои на участках режущих кромок предыдущих зубьев и тем самым не создавал бы неразделенную стружку.

Режущие лезвия на остальных зубьях секции образуются путем удаления с полного рабочего профиля зуба ненужной части лезвия. Для этого на зубьях создают разделительные устройства в виде шлицев, лысок, выкружек или фасок, располагаемых в шахматном порядке или в других сочетаниях, как описывалось выше. В зависимости от используемых разделительных устройств групповая схема резания получает различные варианты своего выполнения: шахматная, переменного резания, многогранная, схема Юнкина, трапецеидальная и ряд других. Шахматный вариант групповой схемы резания. При этом выполнении групповой схемы первые зубья каждой секции снабжены шлицевыми выступами /, а последние зубья секции 2 — круглые без выступов, но с уменьшенным диаметром. В тех случаях, когда в секции несколько зубьев, шлицевые выступы на соседних зубьях взаимно смещены. Чистовые зубья конструируются с подъемом на каждый зуб и стружкоделительными канавками, как у протяжек профильного резания. К достоинствам этой схемы относится то, что она допускает большие подачи и уменьшает длину протяжки, но в то же время отсутствие заднего угла на боковых сторонах шлицевых выступов создает дополнительное трение и уменьшает работу протяжки. Вариант переменного резания групповой схемы имеет черновые зубья, работающие секциями, но незатылованные шлицевые выступы заменены широкими затылованными выкружками.

Выкружки обеспечивают создание увеличенного угла е между главной и вспомогательной режущими кромками, а также заднего угла на переходных и вспомогательных участках. Чистовые зубья здесь также снабжены затылованными выкружками, заменяющими стружкоделительные канавки.

Недостатком данного варианта групповой схемы резания является то, что выкружки на зубьях в ряде случаев оказываются мелкими а в некоторых — слишком глубокими и широкими, особенно при небольшом числе шлицев.

Предыдущие статьи:

Протягивание — одна из самых эффективных операций по обработке материалов резанием, которую делают с помощью режущего инструмента-протяжки. Эта операц…
«>Изготовление протяжек по Гостам
Изготовление протяжек
Протяжка инструмент
Протяжки ГОСТ
Сборные протяжки

Особенности конструирования протяжки

Свойства обрабатываемого материала значительно влияют на срезаемую стружку и ее форму. При резании пластичных металлов она обычно завивается в спиральный валик, который размещается в активной, или рабочей, части канавки, а при обработке хрупких материалов, чугуна, бронзы и других стружка надлома срезается отдельными элементами, заполняющими все пространство канавки, включая ее не рабочий объем. Исходя из этих особенностей, в настоящее время применяют следующие профили канавок:

— Двухрадиусная форма обеспечивает хорошее формирование стружки в плотный валик, экономное заполнение канавки стружкой и ее удаление при обработке пластичных материалов даже с большими толщинами среза (а до 0,4 мм).

— Одноpадиусная форма с плоской спинкой зуба проста в изготовлении, однако стружка в ней может заклиниваться, поэтому применяется у профильных протяжек, имеющих сравнительно небольшие подъемы на зуб при обработке сталей, а также у протяжек других схем резания при обработке таких материалов, как чугун.

— Двухрадиусная специальная форма с выступами канавки обеспечивает хорошее удаление стружки при обработке с высокими скоростями резания.

-. Двухрадиусная удлиненная форма с прямолинейным участком на дне канавки применяется при обработке весьма длинных деталей. Образуемые здесь валики один за другим размещаются в канавке протяжки.

— Удлиненная однорадиусная форма с плоской спинкой проста в изготовлении, хорошо зарекомендовала себя для протяжек, применяемых при обработке длинных деталей из хрупкого металла.

Шаг черновых зубьев и другие геометрические параметры стружечной канавки протяжки подбираются исходя из условий нормального процесса заполнения стружки в канавке протяжки. Срезаемая стружка при обработке пластичных материалов свертывается в плоскую спираль и размещается в активной части канавки, глубина канавки и шаг рассчитываются исходя из величины коэффициента заполнения, величина которого определяется из отношения площадей или объемов активной части канавки к площади или объему срезаемого слоя.

Величина коэффициента заполнения обычно устанавливается опытным путем. Величина коэффициента зависит от свойств материала, толщины среза, размера и формы канавки . У профильных протяжек, когда на срезаемой стружке получается ребро жесткости от стружкоразделителя предыдущего зуба, это препятствует свертыванию стружки в валик, коэффициент заполнения на 25% больше, чем для групповых протяжек, где он изменяется от 2,5 до 3,3. Кроме этого, при обработке сталей с увеличением толщины среза коэффициент k для профильных протяжек увеличивается, а для групповых — уменьшается. Для чугуна, бронзы и других хрупких металлов это влияние сказывается незначительно и коэффициент k изменяется от 1,8 до 2,5.

При определении шага зубьев протяжки, кроме рекомендаций, связанных с выбором размера и формы канавок, необходимо учитывать следующие требования.

1. Геометрические параметры режущих элементов зуба должны обеспечивать максимальную стойкость протяжки.

2. Зуб должен иметь максимальное количество переточек.

3. Зуб должен быть достаточно прочным, чтобы не разрушаться под воздействием изгибающей тангенциальной силы резания.

Геометрические параметры зубьев протяжек. Величина переднего угла у = 5—25° устанавливается в зависимости от свойства обрабатываемого материала, а также материала протяжки, хотя в настоящее время большинство протяжек пзготавлизается из быстрорежущих сталей Р9, Р12, Р18, Р6М5 и других марок.

Увеличение переднего угла от 5 до 15° при протягивании сталей повышает стойкость быстрорежущих протяжек, по данным ЧТЗ, на 20—25%, а при величинах подъема на зуб свыше 0,05 мм способствует уменьшению силы резания. Угол у также оказывает влияние на крутизну стружечных валиков. Задний угол зубьев внутренних протяжек принимается независимо от свойств протягиваемого материала, Здесь определяющим фактором является необходимость сохранения их рабочих размеров при перетачивании зубьев.

Наличие ленточки с нулевым задним углом на зубьях протяжки оказывает значительное влияние на увеличение сил трения зуба об обработанную поверхность и также на увеличение сил резания. Поэтому режущие зубья рекомендуется затачивать до острия, а для облегчения процесса заточки рекомендуется оставлять фаску шириной не более 0,02—0,03 мм. На калибрующих зубьях величина фаски должна быть не больше 0,2 мм.

У наружных протяжек, установка которых на определенный размер может легко регулироваться, для повышения стойкости задние углы на режущих зубьях могут быть увеличены до б—10 градусов.

Схемы резания при протягивании

Конструкция рабочей части протяжки и ее работоспособность зависят от размера срезаемых слоев металла и очередности их срезания с различных участков обрабатываемого профиля, т. е. от принятых одинарной или групповой схем резания.

В настоящее время при протягивании используются две разновидности одинарной схемы резания это профильная, генераторная и также несколько вариантов групповой (прогрессивной) схемы резания.

У протяжек профильной схемы резания все зубья подобны профилю протянутой детали и срезаются тонкие параллельные слои металла за счет превышения высоты последующего зуба но отношению к предыдущему.

Генераторная схема резания предусматривает образование заданного контура протягиваемой поверхности постепенным переходом от лезвий простой формы к сложным. Срезание основного припуска обычно производится зубьями, имеющими прямолинейный или в виде дуг окружностей профиль, что значительно упрощает производство протяжек. Простой профиль отдельных зубьев протяжек дает возможность изменять толщин среза, чтобы зубья с короткими лезвиями имели больший подъем, в результате чего длина протяжки может быть уменьшена. Кроме этого, упрощается заточка протяжки и увеличивается прочность отдельных участков лезвии. Необходимый профиль на изделии формируется вспомогательными режущими лезвиями, а окончательная зачистка поверхности производится чистовыми зубьями, имеющими профиль, обработанной поверхности. Таким образом, чистовые и калибрующие зубья этих протяжек выполняются как будто профилю резания. Генераторной схемой резания являются квадратные и обычные шлиицевые внутренние протяжки, а также обычные плоские и фасонные наружные протяжки.

Недостатком генераторных протяжек является чаще всего пониженная стойкость их из-за неблагоприятной геометрии углов зубьев, а также в отдельных случаях дают более низкую точность обработанного профиля деталей. Генераторные протяжки находят применение в основном при обработке поверхностей сложной формы, когда применение групповых протяжек нерентабельно.

Варианты протяжек групповой схемы резания. Групповая схема резания характеризуется тем, что слои металла по всему профилю срезаются не каждым зубом, а группой или секцией из 2—5 зубьев. При этом первыми (прорезными) зубьями секции прорезаются в металле канавки, а последним (зачистным) зубом срезаются оставшиеся выступы. Стружкоразделение здесь достигается за счет затылованных выкружек, фасок, лысок и других конструктивных элементов принятого варианта групповой схемы резания, поэтому отпадает необходимость изготовления специальных стружкоразделительных канавок, как это требуется у протяжек профильной схемы резания. Применение протяжек групповой схемы резания уменьшает количество режущих зубьев и длину протяжки в целом за счет резкого увеличения толщины срезаемого слоя секцией зубьев.

При обработке отверстий сравнительно малых диаметров, а также при обработке отверстий большой длины, когда из-за недостаточности тяговой силы станка или прочности протяжки величина подъема на секцию ограничивается, целесообразнее применять протяжки многогранной схемы резания. Черновые зубья этих протяжек также состоят из секций. Образование отдельных участков режущих лезвий производится с помощью затыловапных лысок, которые па прорезных зубьях каждой секции расположены в шахматном порядке. Наличие менее глубоких затылованных лысок вместо выкружек при одной и той же длине режущих участков зуба позволяет снизить трудоемкость изготовления протяжек, так как образование лысок может производиться не только шлифованием, но и более производительным предварительным фрезерованием с поперечной подачей. Кроме того, при окончательном шлифовании лысок из-за малого припуска уменьшаются прижоги лезвий и повышается стойкость протяжек. При обработке шлицевых поверхностей различной формы протягивание является наилучшим процессом. При этом наиболее широкое применение имеют шлицевые протяжки групповой схемы резания, и наоборот, шлицевые протяжки генераторной схемы используются очень редко. Это связано с тем. что генераторные шлицевые протяжки имеют небольшой (до 0,15 мм) подъем на каждый зуб и зубья срезают стружки по всей ширине шлица. При этом обработка из-за небольших подъемов на зуб осуществляется обычно комплектом протяжек. Кроме того, отсутствие вспомогательного заднего угла приводит к повышенному износу уголков зубьев и получению поверхности невысокого класса чистоты.

При обработке шлицевых отверстий хорошо зарекомендовали себя протяжки, выполненные по различным вариантам групповой схемы резания- наличие двух зубьев в секции. Первым, или прорезным, зубом, длина главного лезвия которого более половины ширины шлица, срезается основная часть припуска. Режущие участки созданы посредством затылованных фасок, выкружек или лысок. Вторым (зачистным) зубом срезается металл с двух сторон только в уголках, т. е. на узких участках шириной 0,5—2 мм и окончательно формируются .шлицы по ширине. Для предохранения от срезания стружки зачистным зубом по всей ширине шлица диаметр его делается, как правило, на 0,04 мм меньше диаметра прорезного зуба. Кроме того, углы прорезных зубьев имеют благоприятную геометрию. К тому же срезаемая не по всей ширине шлица стружка не имеет трения о боковые стороны шлицев и свободно завивается в канавке двухрадиусной формы. Облегчается также отвод узкой стружки, срезаемой уголками зачистного зуба, имеющего весьма малые боковые фаски (до 0,6—0,8 мм). Поэтому можно значительно увеличить толщину срезаемого слоя каждым зубом, в результате чего уменьшится длина протяжки.

Несмотря на некоторое подобие в конструктивном оформлении режущих элементов зубьев и характере срезаемого слоя, вышеуказанные варианты групповой схемы шлицевых протяжек целесообразно применять с учетом следующих рекомендаций.

Некоторые из вариантов групповой схемы резания (переменного резания и трапецеидальная) находят также широкое применение при обработке плоскостей и открытых наружных поверхностей. В связи с тем, что наружное протягивание производится чаще всего при снятии больших припусков по корке, уменьшение длины комплекта протяжек за счет выбора рациональной схемы приобретает особый интерес. Схему переменного резания следует применять только для тех протяжек, которые должны перетачиваться по передней поверхности, так как при заточке по задней поверхности уменьшается глубина выкружек и через несколько переточек требуется их восстановление. Протяжки, установка которых на определенный размер может быть легко обеспечена, целесообразно перетачивать как по передней, так и по задней поверхностям.

Протяжка трапецеидальной схемы резания обычно состоит из двух секций (частей), устанавливаемых на общей инструментальной плите. В каждой секции подъем s> = 0,l -1,0 мм осуществляется на каждый зуб. При этом зубья в двух секциях имеют одну и ту же высоту и только последний зуб второй секции занижается на 0,02—0,04 мм по сравнению с последним зубом первой секции протяжки. Первой секцией, которая является как бы короткой шлицевой протяжкой, прорезаются в удаляемом припуске узкие трапецеидальные канавки, а второй, с прямыми или круговыми лезвиями, срезаются оставшиеся выступы металла до образования плоскости или цилиндрической поверхности.

В связи с большими подъемами на зуб длина каждой секции не превышает 250 мм. Стойкость этой протяжки значительно выше, чем профильных протяжек. Этому способствуют увеличенные углы при вершине и наличие положительных задних углов а; на боковых лезвиях трапецеидальных зубьев, которые образуются при шлифовке и заточке трапецеидальных шлицев по задней поверхности на проход при поднятом заднем конце протяжки па 1 —1,5 мм. Протяжка с трапецеидальной схемой резания весьма проста в изготовлении, допускает большое количество переточек, однако она может быть использована при больших припусках и работе по-черному.

По материалам: Жигалка Н. И., Киселев В. В. проектирование и производство режущих инструментов.