Элементы конструкции и геометрические параметры протяжек

Элементы конструкции и геометрические параметры протяжек

Составные части внутренних протяжек показаны на примере круглой протяжки для обработки цилиндрического отверстия (рис. 1 45).

 

Протяжки

Рабочая часть, включающая режущую часть lр, выполняющую работу по удалению припуска, и калибрующую lк, окончательно формирующую размеры отверстия и качество обработанной поверхности, является основной частью протяжки. Она состоит из зубьев остроконечной формы, имеющих переднюю поверхность 1, заднюю 2 и спинку 3 (см. рис. 1.44). Каждый зуб в отдельности представляет собой резец с присущими ему геометрическими параметрами, передним углом γ, задним углом α, углом заострения β, углом резания ϐ, которые, как и у резца, задаются в нормальной секущей плоскости между соответствующими поверхностями зуба и координатными плоскостями: основной и плоскостью резания Основная плоскость, перпендикулярная к вектору скорости резания, и плоскость резания взаимно перпендикулярны и перпендикулярны к плоскости чертежа. Для протяжек с прямыми зубьями, перпендикулярными к ее оси (рис. 1.44), плоскость чертежа является нормальной секущей плоскостью. У протяжек с наклонным зубом (плоские) или винтовым зубом (круглые) зубья имеют угол наклона главной режущей кромки λ, между режущей кромкой и основной плоскостью (см. рис. 1.52, а).

Геометрические параметры калибрующих зубьев на рис. 1.44 обозначены индексом «к». Шаг зубьев t, ширина задней поверхности зуба g, глубина h и форма R и r стружечной канавки, а также подъем на зуб Sz являются основными элементами конструкции рабочей части протяжки. Они зависят от размеров и формы обработанной поверхности, припуска на обработку, принятой схемы резания, периода стойкости протяжки, обрабатываемого материала, заданного качества обработанной поверхности и других факторов. Параметры протяжки выбираются оптимальными по критерию минимума приведенных затрат, которые минимальны при наименьшей длине и высокой стойкости протяжки, обеспечивающей большое количество переточек.

Режущая часть протяжек групповой схемы резания дополнительно подразделяется на обдирочную, переходную и чистовую части. На обдирочной и переходной частях зубья объединены в группы (секции) одинакового диаметра, а подъем задается на секцию зубьев, больший для обдирочных секций. Чистовые зубья имеют самый малый подъем, причем на каждый зуб. Такой принцип конструирования преследует цель удаления основного припуска минимальным числом зубьев с обеспечением требуемого качества обработанной детали чистовыми зубьями протяжки. Это позволяет сделать протяжку минимальной длины. Диаметр первого режущего зуба равен минимальному диаметру отверстия до протягивания, а диаметр последнего режущего зуба — диаметру калибрующих зубьев протяжки. Число зубьев зависит от припуска на обработку и подъема на зуб.

Зубья калибрующей части протяжки не имеют подъема на зуб. Их диаметр должен обеспечить максимально допустимый размер отверстия. Чем меньше шероховатость обработанной поверхности и выше ее точность, тем больше число калибрующих зубьев протяжки.

Передняя lпн и задняя lзн направляющие (рис. 1.45) служат для центрирования и направления протяжки но отверстию детали в момент начала и окончания работы. Форма и поперечные размеры передней направляющей соответствуют форме и минимальным размерам отверстия до обработки. Задняя направляющая чаще всего имеет форму окончательно обработанного отверстия с минимально допустимыми размерами.

Хвостовик lх, шейка lш, переходной конус luк и задняя замковая часть lзч (рис. 1.45) являются присоединительной частью протяжки. За хвостовик, закрепленный в тяговом патроне станка, протяжку протягивают через обрабатываемое отверстие. Размеры и форма хвостовика зависят от диаметра протяжки и зажимного патрона Переходный конус облегчает ввод протяжки в отверстие обрабатываемой детали. Длины переходного конуса и шейки выбираются такими, чтобы при положении детали, как показано на рис. 1.45, обеспечить возможность соединения хвостовика протяжки с патроном протяжного станка. Размеры площади поперечного сечения шейки должны быть меньше размеров площади опасного сечения на рабочей части, чтобы в случае разрушения протяжки по присоединительной части ее можно было восстановить.

Задней замковой частью протяжку соединяют с кареткой обратного хода станка для возврата протяжки в исходное положение. Делается это только у протяжек, работающих по автоматическому или полуавтоматическому циклу.

Разновидностью внутренних протяжек являются прошивки, которые в отличие от протяжек работают не на растяжение, а на сжатие, их проталкивают через отверстие. Во избежание продольного изгиба прошивки делают короче протяжек, поэтому для полного удаления припуска выпускается комплект прошивок из нескольких штук. Кроме того, у прошивок нет присоединительной части.

Наружные протяжки не имеют хвостовиков и направляющих частей. Крепятся они телом на плите и вместе с ней на каретке протяжного станка, перемещающейся по направляющим станины. Схемы работы плоских наружных протяжек показаны на рис 1.46.

 

 

Протяжки

Особенности конструкции протяжек разных типов

Протяжки одинарного резания имеют подъем на каждый зуб. Они работают по профильной или генераторной схемам резания и называются соответственно профильными (рис. 1.47) и генераторными (рис. 1.48).

У профильных протяжек каждый режущий зуб имеет форму окончательно обработанной поверхности, но меньшего размера. Окончательная форма и размеры поверхности образуются единовременно, последним режущим зубом (см. рис. 1.47). Профильная схема резания применяется только при протягивании круглых отверстий, полукруглых и плоских поверхностей, так как при более сложной форме изготовление профильных протяжек сильно усложняется.

Генераторные протяжки удаляют припуск параллельными слоями (рис. 1.48, в, г) или слоями в виде дуг концентричных окружностей (рис. 1.48, а, б). Размеры и форма обработанной поверхности воспроизводятся постепенно (генерируются) вспомогательными кромками каждого режущего зуба. Рабочая часть таких протяжек предcтавляет собой деталь, сопряженную с обрабатываемой, на которой нарезаны круглые или плоские зубья. Такие протяжки можно представить себе круглыми (рис. 1.48, а, 6) или плоскими (рис. 1.48, г) с вышлифованным на всей длине их рабочей части профилем, обратным профилю обработанной поверхности.

Протяжки   Стойкость генераторных протяжек, за исключением плоских, ниже, чем профильных, так как при такой конструкции задние вспомогательные углы α1 у вспомогательных режущих кромок, отделяющих срезаемый слой по толщине Sz равны нулю (рис. 1.48). Однако генераторные протяжки но сравнению с профильными проще в изготовлении и за гонке задних поверхностей. Кроме того, для обработки сложныx поверхностей выполнить протяжки по профильной схеме вообще невозможно. Поэтому генераторные протяжки повсеместно применяются при обработке деталей сложной формы. При необходимости получения повышенной точности и меньшей шероховатости обработанной поверхности обработку выполняют по комбинированной схеме резания, снабдив генераторную протяжку несколькими последними профильными зубьями п, как это показано на примере плоских протяжек (см. рис. 1.46, б, в).

Для облегчения отделения стружки на режущих зубьях протяжек одинарного резания делают узкие стружкоразделительные канавки 1, расположенные в шахматном порядке от зуба к зубу (см. рис. 1.47, 1.48). В результате образуются вспомогательные режущие кромки, отделяющие каждый участок среза по толщине. Величина задних углов на них (вспомогательных задних углов α1) зависит от формы канавок и чаще равна или близка к нулю. Это также является недостатком протяжек одинарного резания.

 

Протяжки групповой схемы резания имеют подъем на группу (секцию) зубьев. В секции может быть два и более зубьев одинакового размера. Работа между ними распределена равномерно по ширине среза: каждый зуб секции срезает одинаковый по длине периметра слой металла. Первые зубья секции называют прорезными, они режут своими выступами, расположенными в шахматном порядке от зуба к зубу, а последний зуб секции — зачистным. Он имеет полный профиль и срезает оставшуюся от прорезных зубьев часть слоя. Чтобы гарантировать отсутствие трения зачистного зуба по обработанной прорезными зубьями поверхности, его высоту делают на 0,02—0,03 мм меньше, чем у прорезных зубьев секции. Схемы резания такими протяжками показаны на рис. 1.49 слева, а элементы конструкции протяжек, работающих по этим схемам, — справа.

 

Протяжки

 

Для разделения стружки и образования режущих выступов на прорезных зубьях прорезаны широкие канавки в виде шлицевых впадин у протяжек шахматной схемы резания (рис. 1.49, а), в виде выкружек у протяжек переменной схемы резания (рис. 1.49, б, г), в виде плоских граней у протяжек многогранной схемы резания (рис. 1.49, в) и в виде плоских фасок у пазовых протяжек (рис. 1.49, д).

Протяжки групповой схемы резания имеют ряд преимуществ перед протяжками одинарного резания.

Сила резания при протягивании часто ограничивается прочностью протяжки или мощностью протяжного станка. Каждый зуб групповой протяжки срезает слой меньшей ширины, но большей толщины. При одинаковой площади сечения среза сила резания меньше при срезании слоев узких, но толстых (на силу резания большее влияние оказывает ширина среза). В результате при той же силе резания каждый зуб групповой протяжки может работать с большим сечением среза Число зубьев протяжки меньше, она получается в 1,5—2 раза короче, а поэтому дешевле и производительнее, чем протяжка одинарного резания. Такие протяжки, как и другие инструменты, работающие с увеличенной толщиной среза и уменьшенной шириной, а также присущие им схемы резания называют прогрессивными.

Способ разделения стружки, кроме шахматной схемы, обеспечивает достаточной величины вспомогательные задние углы α1 на вспомогательных режущих кромках. Теплонапряженность уголков зубьев у протяжек группового резания меньше, так как больше угол при вершине ε (см. рис. 1.47—1.49). В результате увеличенной толщины среза зубья работают под упрочненным, наклепанным слоем. Все это двукратно повышает стойкость и общий срок службы групповых протяжек по сравнению с одинарными.

Не выбрасывайте отходы вторично перерабатываемого сырья, а сдавайте его в специализированные пункты по приему втор сырья ООО «ВторРессурс». Избавляетесь от мусора не загрязняя при этом окружающую среду!

При протягивании пазов одинарными протяжками с полной шириной среза стружка, упрочненная и увеличенная по ширине от усадки, наносит царапины на боковых сторонах паза, что исключается при групповой схеме резания, удачно разделяющей стружку но ширине: обработанная поверхность получается менее шероховатой.

При многозубой секции толщину среза можно довести до миллиметра и более. В результате появляется возможность осуществлять обработку «по-черному», т.е. протягивать прошитые и литые отверстия без предварительного растачивания зенкером, так как зуб про- тяжки будет работать в удовлетворительных условиях, под загрязненной коркой.

 

 

Протяжки

Указанные преимущества предопределили широкое распространение протяжек группового резания, особенно переменной схемы, из-за их высокой технологичности: выкружки на зубьях радиусом RB можно получить методом врезного шлифования периферией конического круга (рис. 1.49, б). Протяжки шахматной схемы резания не применяются из-за сложности изготовления стружкоразделительных канавок и отсутствия вспомогательных задних углов α1 (рис. 1.49, а).

Сборные конструкции протяжек экономичнее цельных, так как из режущих материалов изготовляют только рабочие части или зубья, которые крепятся в корпусах из конструкционной стали. Вышедшие из строя зубья легко заменить. Кроме того, сборные конструкции часто являются единственно возможными при обработке сложных наружных поверхностей. В последнем случае протяжки выполняются в виде отдельных секций, закрепляемых на инструментальной плите (см. рис. 1.46), вместе с которой устанавливаются на станке. Наиболее распространенные способы крепления быстрорежущих и твердосплавных зубьев в секции представлены на рис. 1.50.

Внутренние протяжки также делают сборными. Наиболее простыми являются конструкции с привернутыми хвостовиками, со сменной калибрующей частью в виде жесткой или регулируемой по диаметру втулки (рис. 1.51), с зубьями-кольцами, нанизанными на стержень, как это показано для цилиндрической секции наружной протяжки (рис. 1.50, ж).

Твердосплавные протяжки используют для скоростного протягивания. Ими можно выполнять обработку и со скоростями 3—5 м/мин, но только чугуна, цветных металлов и их сплавов. Использование твердого сплава повышает производительность обработки и стойкость протяжек В большинстве случаев — это сборные конструкции с механическим креплением пластин или напайных ножей (рис. 1.50; 1.52, в). Напайка пластин непосредственно на корпуса нерациональна, так как при поломке хотя бы одного зуба протяжка выходит из строя.

Поэтому такие конструкции оправданы только в случаях, когда механическое крепление пластин или ножей невозможно. Наиболее рациональным считают протяжки с механическим креплением многогранных неперетачиваемых пластин.

Протяжки

 

Протяжки

 

Протяжки со свободным выходом стружки обеспечивают высокую производительность обработки, особенно длинных поверхностей, они не нуждаются, как обычные протяжки, в уменьшении подъема на зуб, увеличении шага и размеров стружечной канавки для размещения большого объема стружки.

У наружных плоских протяжек, работающих по профильной схеме резания, вывод стружки из канавки создают наклоном зубьев иод углом к и донышка стружечной канавки под углом ψ (рис. 1.52, а). Стружка завивается в спираль и перемещается вдоль передней поверхности зуба в направлении С.

Другие способы отвода стружки основаны на том, что на пути схода стружки имеется канал, по которому она выходит из стружечной канавки.

У плоской протяжки конструкции ФТИ НАН РБ зубья в виде отдельных ножей привинчены к корытообразному корпусу (рис. 1.52, б). Донышка у стружечной канавки нет. Стружка свободно проваливается между ножами в полость корпуса, а оттуда вымывается СОЖ под давлением в 100 Н/см2. Подъем на черновые зубья таких протяжек ограничивается только мощностью станка.

У плоских протяжек генераторной схемы резания стружка, снимаемая главными режущими кромками, перемещается в направлении С но канавкам К вдоль вспомогательных режущих кромок, обращенных к обработанной поверхности, и выходит наружу, если канавка глубокая (не менее ширины среза b), но не широкая, чтобы не позволить стружке завиваться (см. рис. 1.46, б).

 

 

Протяжки

Круглые протяжки со свободным выходом стружки — полые, с центральным каналом по оси (рис. 1.52, в). Перед каждым режущим зубом пробито отверстие, по которому стружка устремляется в центральный канал, а оттуда вымывается СОЖ. Подобный принцип может быть заложен в конструкцию цельной круглой протяжки, работающей по групповой схеме резания.

Уплотняющие протяжки предназначены для выглаживания и упрочнения обработанных поверхностей. Их зубья, называемые кольцами (рис. 1.53, б), не режут, а пластически деформируют обрабатываемую поверхность, повышая ее износостойкость и уменьшая шероховатость. Уплотняющими могут быть не только протяжки, но и прошивки. Кроме того, уплотняющие кольца могут быть набраны в виде отдельной секции за режущими зубьями любой протяжки (см. рис. 1.52, в).

 

Протяжки

Деформирующие протяжки используют для обработки деталей типа втулок. Они представляют собой разновидность уплотняющих протяжек, но со значительными подъемами на зуб, в результате чего пластически деформируется не только обработанный поверхностный слой, но и весь объем металла обрабатываемой заготовки.   Контрольные вопросы

  1. Преимущества протягивания перед другими видами обработки резанием.
  2. Технологические возможности протяжек.
  3. Составные части протяжек.
  4. Чем отличаются прошивки от протяжек?
  5. Разновидности протяжек.
  6. Схемы резания при протягивании.
  7. Преимущества протяжек групповой схемы резания и причины их положительных свойств.

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *