Обработка отверстий на протяжных станках

Фиг. 194. Формы отверстий обрабатываемых протяжкой.

Протяжка отверстий широко применяется в массовом, крупно- и средне серийном производствах. Протяжкой обрабатываются отверстия цилиндрические, шлицевые, а также отверстия других форм.

Для протягивания применяются станки, которые можно разделить на следующие группы:

1) механические и гидравлические;

2) горизонтальные и вертикальные;

3) одно- и многошпиндельные;

4) тянущие и толкающие.

Механические протяжные станки с механической подачей появились в 1905 г. с приводом шестерней через зубчатую рейку. Эти станки изготовлялись с тяговым усилием от 1000 до 5000 кг, которое в дальнейшем было увеличено до 60 000 кг, и со скоростью от 1 до 3 м/мин. С реечным механизмом изготовлялись даже ручные протяжные станки с тяговым усилием 350 кг и длиной хода 375 мм для пазов с наибольшим сечением 2X4 х 30 мм.

Реечный механизм не обеспечивал плавного, спокойного хода, что весьма сильно отражалось на работе дорогостоящего инструмента — протяжек; поэтому реечный механизм стали заменять ходовыми винтами, которые представляют более равномерный и спокойный тяговый механизм (фиг. 195).

Действует он следующим образом. От приводного шкива вращение через шестерню А передаётся на шестерню В, которая, вращая гайку В, заставляет перемещаться винт; винт тянет протяжку. Обратный ускоренный ход осуществляется через шестерни Г и Д.

Фиг. 195. Механический протяжной станок с приводом через ходовой винт.

Также изготовляются протяжные механические станки, у которых тяговое усилие осуществляется вращением двух ходовых винтов (фиг. 196), передающих движение салазкам с закреплённой в них протяжкой.

Фиг. 196. Протяжной механический станок с двумя ходовыми винтами.

В настоящее время механические протяжные станки заменяются более производительными гидравлическими станками с гидравлической подачей, которая дает более спокойный и равномерный ход протяжки по сравнению с механическими станками (фиг. 197).

Фиг. 197. Протяжной станок с гидравлической подачей.

Станки изготовляются с рабочими скоростями до 12 м/мин и скоростями обратных ходов до 18 м/мин и более.

На фиг. 198 показан вертикальный протяжной станок;

эти станки занимают площадь пола, примерно в два-три раза меньшую, чем горизонтальные: изделие удобнее устанавливать, снятие детали производится автоматически; при этом станке не требуется переносить протяжку после протягивания в первоначальное положение, так как она автоматически закрепляется либо за верхний конец, либо за нижний.

Фиг. 198. Вертикальный протяжной станок.

Применение двух и трех шпиндельных вертикальных протяжных станков позволяет протягивать одновременно 2—3 детали. Горизонтальные двух шпиндельные станки применяются для специальных деталей, как, например, шатун двигателя, когда одновременно протягиваются два отверстия.

На фиг. 200 показана установка детали на жёсткой опоре; такую установку можно применять, когда торец подрезан перпендикулярно оси отверстия.

В настоящее время распространен способ установки детали на шаровой опоре (фиг. 201), которая позволяет устанавливать изделие без подрезанного торца или подрезанного не перпендикулярно оси отверстия.

Применяя шаровую опору для деталей с одним подрезанным торцом, деталь опирают на другой необработанный торец; таким образом зубья протяжки будут врезаться с обработанного торца и благодаря этому будут меньше тупиться.

Фиг. 200. Установка детали на протяжном станке (на жёсткой опоре).

Фиг. 201. Установка детали на протяжном станке (на шаровой опоре).

Одновременное протягивание трёх изделий повышает производительность станка.

Одновременное протягивание нескольких изделий следует применять также в том случае, если длина изделия меньше 2—3 шагов протяжки. Для предотвращения, поломки протяжки длина одного или нескольких одновременно протягиваемых изделий не должна превышать 6—7 шагов протяжки.

В изделиях, длина которых превышает величину 6—7 шагов, необходимо предусматривать в середине отверстия выточку (фиг. 203), длина которой определится из следующего соотношения:

Фиг. 203. Определение длины выточки.

Производство протягивание спиральных канавок (фиг. 204) посредством вращения протяжки на определённую величину во время протягивания.

Фиг. 204. Протягивание спиральных канавок.

Весьма широко применяется протяжка шпоночных канавок в цилиндрических и конических отверстиях; схема работы показана на фиг. 205 (А — для цилиндрических отверстий, В — для конических).

На фиг. 206 показано расположение четырёх протяжек при одновременном протягивании четырёх канавок в венце шестерни под заклёпки.

Протягивание коротких изделий, а также калибровка длинных изделий, применяемая после термообработки (при твёрдости по Бринелю ниже 400кг/мм2), производится короткими протяжками на гидравлических или ручных прессах. Эта операция называется прошиванием.

Фиг. 205. Схема протягивания шпоночной канавки в цилиндрических и конических отверстиях.

Фиг. 206. Расположение четырех протяжек для одновременного протягивания четырех канавок в венце шестерни.

На фиг. 207 показано прошивание квадратного отверстия в торцевом ключе с предварительным сверлением круглого отверстия. Таким же образом прошиваются шестигранные отверстия в головках болтов для малых диаметров; для крупных диаметров прошивание ведётся в горячем состоянии.

Рёжимы резания при протягивании стали средней твердости:

Фиг. 207. Прошивание отверстия в торцевом ключе.

Режимы резания по чугуну примерно соответствуют режимам по стали. Протяжки но чугуну широкого распространения не получили ввиду быстрого износа зубьев.

Протяжка обычно применяется для цилиндрических и шлицевых отверстии после сверла или зенкера.

Метод протягивания получает всё большее распространение не только в крупно серийном и массовом производствах, но также и в средне серийном, заменяя долбление на долбёжных станках при изготовлении шпоночных канавок и развёртывание отверстий на сверлильных и револьверных станках. Шлицевое отверстие можно изготовить только протягиванием, так как при долблении очень трудно добиться необходимой точности, даже со слесарной доделкой, при затрате времени в 30—40 раз большей.

Протягивание отверстий

В массовом, крупносерийном и среднесерийном производстве широко применяется протягивание отверстий цилиндрических, шлицевых и других форм.

Цилиндрические отверстия протягиваются после сверления или зенкерования. Протягивание заменяет развертывание отверстий на сверлильных и револьверных станках.

Для протягивания цилиндрических отверстий пользуются круглим и протяжками, которые обеспечивают обработку отверстий с точностью до 2-го класса и по Ra=0,32—5мкм

Протяжки квадратные, одношпоночные, шлицевые применяются для обработки отверстий соответствующих форм.

Для выполнения калибровочных операций, а также для обработки глухих отверстий применяются прошивки. Прошивки проталкиваются через отверстие и в отличие от протяжек, работающих на растяжение, работают на продольный изгиб. Длина прошивок 150—300 мм

они значительно короче протяжек.

Станки, применяемые для протягивания, делятся на: 1) механические и гидравлические; 2) горизонтальные и вертикальные; 3) одно-и многошпиндельные.

Механические протяжные станки имеют механическую подачу, осуществляемую реечной зубчатой парой или ходовым винтом. Реечный механизм не обеспечивает плавного, спокойного хода, что плохо отражается на работе протяжки. Ходовой винт дает более равномерный и спокойный ход протяжки.

Протяжные механические станки бывают с двумя ходовыми винтами, которые при вращении осуществляют тяговую силу путем передачи движения салазками с закрепленной на них протяжкой. Механические протяжные станки все более заменяют высокопроизводительными гидравлическими станками, гидравлическая подача которых дает более спокойный и равномерный ход протяжки по сравнению с механическими станками.

Отечественные горизонтально-протяжные станки развивают тяговую силу 10 000 кГ

(98 060
н)
при рабочей скорости 1,5—13
м/мин:
20000
кГ
(196 120
н)
при рабочей скорости 1,5—11
м/мин,
40 000
кГ
(392 240
н)
при рабочей скорости 1,0—6,8
м/мин,
100 000
кГ
(980600
н)
при рабочей скорости 0,3—3,7
м/мин.
Вертикальные протяжные станки занимают значительно меньшую площадь, чем горизонтальные (примерно в два-три раза). На этих станках устанавливать для обработки деталь удобнее; снятие детали можно автоматизировать; после протягивания не требуется переносить протяжку в первоначальное положение, так как она автоматически закрепляется поочередно то за верхний конец, то за нижний.

Рис. 20. Установка деталей при протягивании.

— на жесткой опоре: 1 — лобовая часть станка; 2 — опорная шайба;
3
— обрабатываемая деталь;
4 —
протяжка; б — на шаровой опоре: 1 — пружина;
2
— опорная шайба; 3 — шаровая опора;
4
— обрабатываемая деталь; 5 — протяжка

Двух- и трехшпиндельные вертикальные протяжные станки позполяют протягивать одновременно 2—3 детали.

Для одновременного протягивания двух отверстий в одной детали [например, в шатуне двигателя) применяются специальные горизонтальные или вертикальные двухшпиндельные протяжные станки.

Толкающие станки для прошивания применяются для выполнения калибровочных операций. Прошивание сквозных и глухих отверстий обычно осуществляется на прессах гидравлических, пневматических, механических и ручных.

Установка детали для протягивания на протяжных станках произзводится на жесткой или шаровой опоре. Установку детали на жесткой опоре (рис. 20, а)

применяют, когда торец детали подрезан перпендикулярно оси отверстия. Если торец детали не подрезан (черная, необработанная поверхность) или подрезан неперпендикулярно оси отверстия, деталь устанавливают для протягивания на шаровой опоре (рис. 20, б).

Одновременно протягивание нескольких деталей повышает производительность станка. Если длина отверстия у детали меньше 2-3 шагов протяжки, следует протягивать отверстие одновременно у нескольких деталей.

Основное время для обработки протягиванием определяется по следующей формуле:

,мин

где L- длина рабочей части протяжки в мм; l

— длина протягиваемой поиерхности детали в мм; Vp— скорость резания (рабочего хода),
м/мин;Vо.х.
— скорость обратного хода в
м/мин.
Скорость обратного хода принимается в 2—3 раза больше скорости рабочего хода.

Протягиванием можно выполнять спиральные канавки в отверстии, для чего во время протягивания протяжку поворачивают на определенный угол.

Протягивание (схемы, инструмент, область применения)

Протягивание—

высокопроизводительный метод обработки внутренних и наружных поверхностей, обеспечивающий высокую точность формы и размеров обрабатываемой поверхности. Протягивают многолезвийным режущим инструментом — протяжкой при ее поступательном движении относительно неподвижной заготовки (главное движение).

Принцип протягивания заключается в том, что размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего, при этом каждый зуб срезает с обрабатываемой поверхности заготовки стружку небольшой толщины, вследствие чего обработанная поверхность имеет малую шероховатость. Несмотря на сравнительно низкую скорость резания при протягивании, этот метод является высокопроизводительным вследствие большой суммарной длины одновременно работающих режущих лезвий.

На рис. 1 а, б

приведены схемы протягивания и прошивания отверстий. При протягивании заготовка
2
торцовой частью опирается на кронштейн станка
1.
Силой
Р
протяжка
3
протягивается через обрабатываемое отверстие заготовки. При прошивании заготовка
2
опирается на стол пресса 5. Сила Р, приложенная к торцу прошивки
4,
проталкивает ее через обрабатываемое отверстие заготовки, В отличие от протяжки, которая работает на растяжение прошивка работает на сжатие. Длина прошивки во избежание продольного изгиба не превышает 15 ее диаметров

Схема резания при протягивании или прошивании определяется порядком, в котором режущие зубья протяжки или прошивки срезают припуск на обработку. В зависимости от формы, точности и размеров обрабатываемых поверхностей, состояния поверхностных слоев заготовки используют следующие схемы резания: профильную, генераторную

и
прогрессивную.
Профильная схема резания

характеризуется тем, что профиль режущих кромок зубьев протяжки или прошивки соответствует (подобен) профилю обработанной поверхности, то есть каждый зуб срезает слой материала, параллельный обработанной поверхности. Например, при обработке квадратного отверстия (рис. 8, а) все зубья протяжки имеют форму квадрата, стороны которого для каждого зуба увеличены на
2sz.
Обеспечивая высокое качество обработанной поверхности, профильная схема резания вместе с тем имеет следующие недостатки: трудность изготовления и заточки фасонного профиля режущих кромок зубьев; возникновение в некоторых случаях большой силы резания, превышающей или предел прочности протяжки из-за большой ширины среза, равной периметру режущей кромки, или тяговую силу протяжного станка.

Генераторная схема резания

является такой, при которой профиль режущих кромок зубьев протяжки или прошивки не соответствует (не подобен) профилю обработанной поверхности, а представляет собой прямые или дугообразные линии, расположенные по концентрическим окружностям вокруг оси протяжки или прошивки. Каждый зуб протяжки или прошивки при этой схеме резания формирует небольшую часть обработанной поверхности. Следовательно, обработанная поверхность получается только после участия в работе всех зубьев, то есть она образуется суммированием (генерированием) отдельных участков поверхности, обработанных соответствующим зубом. Это и определило название схемы резания.

На рис. 8, б показано, как обрабатывают квадратное отверстие по генераторной схеме резания. Каждый зуб протяжки имеет форму дуги. Радиус каждого последующего зуба возрастает на величину Sz.

Шероховатость обработанной поверхности при генераторной ч:хеме резания большая, чем при профильной схеме резания, поскольку остаются следы между участками поверхности от обработки отдельными зубьями.

Прогрессивная схема резания

представляет собой такую схему, при которой режущие кромки на зубьях протяжки или прошивки расположены не по всему периметру зуба, а на части его. Например, при протягивании отверстия (рис. 8, в) или плоскости (рис. 8, г) первый и второй зуб срезают материал толщиной
sz
не по всей длине зуба, а только определенные участки материала: первый зуб — участки, показанные на рис. 8,
в, г
темными, второй — светлыми. В результате последовательной работы двух зубьев удаляется слой материала толщиной sz. Далее в работу вступает третий зуб, который снимает в следующем слое лишь одни (темные) участки материала толщиной
sZt
а четвертый зуб— лишь другие (светлые). Таким образом, снимается второй слой толщиной
sz
и т. д., пока не будет срезан весь припуск.

Режущая часть протяжки при прогрессивной схеме резания разделена на несколько групп (секций) по два-четыре зуба в каждой группе с общим подъемом sz

каждой следующей группы относительно предыдущей. Внутри группы зубья не имеют подъема относительно друг друга.

Типы протяжек

По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки разделяют на две основные группы: внутренние и наружные.

Первыми обрабатывают (см. рис. 358) различные замкнутые поверхности, а вторыми — полузамкнутые и открытые поверхности разного профиля (см. рис. 359).

Существуют следующие типы протяжек по формам:

Круглые протяжки применяют для обработки цилиндрических отверстий. Точность обработки отверстий 0,05 мм и еще более высокая.
Квадратные протяжки предназначаются для обработки четырехгранных отверстий. Точность обработки квадратными протяжками та же, что и для круглых протяжек.
Одношпоночные протяжки
служат для обработки шпоночных канавок в базовых отверстиях с точностью 0,06 мм и выше по диаметру и ширине паза.
Шлицевые протяжки применяются для обработки шлицевых отверстий. Точность обработки этими протяжками одинакова с круглыми и квадратными протяжками.
Винтовые многошпоночные протяжки
используются для обработки винтовых многошпоночных канавок. При работе протяжка получает два строго согласованных движения — продольное (осевое) и вращательное.
Многогранные протяжки
служат для обработки граненых отверстий с любым числом сторон.
Координатные протяжки
предназначаются для обработки разных отверстий или канавок с точными размерами и точным их расположением относительно базовых поверхностей обрабатываемой детали. Точность обработки этими протяжками 0,04 мм и выше.
Координатные протяжки
всегда работают комплектом из нескольких штук.
Наружные протяжки
используются для обработки наружных плоских и фигурного профиля поверхностей как методом свободного, так и методом координатного протягивания.
Уплотняющие протяжки
служат для уплотнения предварительно обработанной поверхности, улучшения структуры поверхностного слоя, износостойкости и чистоты.Прошивки для калибрования применяются с целью снятия весьма небольшого припуска. Точная калибровка производится для получения чистой и гладкой поверхности с точностью до 0,01 мм.

Протяжки изготовляют из быстрорежущей стали Р18 и инструментальной легированной стали марки ХВГ. В целях экономии дорогостоящей инструментальной стали, кроме цельных, изготовляют сборные конструкции протяжек, у которых после калибрующих зубьев насаживают добавочную втулку, имеющую несколько зубьев, полностью соответствующих параметрам калибрующих зубьев протяжки. При уменьшении размеров калибрующих зубьев протяжки вследствие переточек их роль выполняют зубья сменных втулок. Существуют также шпоночные сборные протяжки со вставными ножами.

Схемы,
резания при протягивании.
При протягивании применяются профильная, генераторная и прогрессивная схемы резания. Под схемой резания понимается принятый порядок срезания припуска режущим лезвием инструмента. Профильная схема резания предусматривает срезание припуска режущим лезвием инструмента.

Профильная схема резания предусматривает срезание припуска протяжкой, все зубья которойимеют профильный контур, подобный контуру поперечного сечения окончательно обработанной поверхности детали.

Профильная схема резания (рис. 354, а

) находит ограниченное применение из-за трудностей изготовления профильных протяжек. Эта схема резания в частности используется при применении круглых и наружных протяжек.

Рис. 354.

Элементы протяжки: а — профильная; б — генераторная; в — прогрессивная; г — части протяжки; д — геометрия режущих зубьев; е — геометрия калибрующих зубьев.

Генераторная схема резания предусматривает срезание припуска протяжкой, все зубья рабочей части которой имеют переменный контур, постепенно переходящий от прямолинейной или круглой формы на профильный контур соответствующий чертежу детали.

Генераторная схема резания (рис. 354, б

) является самой распространенной. Изготовление протяжек с этой схемой резания значительно проще. Такие протяжки, как квадратные, координатные, многогранные, изготовляются по принципу генераторной схемы резания. Прогрессивная схема резания предусматривает срезание припуска протяжкой, рабочие зубья которой разделены по секциям с укороченной длиной режущих лезвий с целью снижения величины силы резания.

Прогрессивная схема резания (рис. 354, в

) применяется в тех случаях, когда из-за малых размеров опасного сечения стержня протяжки недостаточно прочны и допускают ограниченную величину силы резания. Прогрессивная схема резания применяется и в других случаях. Эта схема резания используется, например, при применении круглых, наружных и других протяжек.

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.

Протяжная обработка (протягивание, протяжка) – вид механической обработки, выполняемый на специальных протяжных станках.

Режущий инструмент, называемый протяжкой или дорном, совершает поступательные или вращательные движения, слой за слоем снимая тонкую стружку с обрабатываемой заготовки. Особенность инструментов используемых при протяжной обработке, в том, что лезвия выступают одно над другим в перпендикулярном направлении по отношению к плоскости движения к обрабатываемой заготовке, обеспечивая так называемый «подъём на зуб».

Наиболее распространенные протяжки для обработки ранее просверленных или расточенных отверстий состоят из хвостовика 1 с замком для крепления инструмента; шейки 2, поперечное сечение которой выбирается так, чтобы при перегрузке протяжки ее разрыв произошел в этом, а не в каком-либо другом месте, где было бы трудно вновь сварить разорванные части инструмента; направляющей части 3, необходимой для предварительной ориентировки протяжки в обрабатываемом отверстии; рабочей части 4 (режущие зубья); калибрующей части 5 (калибрующие зубья); поддерживающей части 6.

Расстояние между режущими кромками двух соседних зубьев, называемое шагом зубьев, различно у режущих и калибрующих зубьев. Для первых оно выбирается в зависимости от длины обрабатываемого отверстия, для вторых — обычно принимается равным половине шага режущих зубьев.

Условием правильной работы протяжки является одновременное резание не менее чем тремя зубьями. Однако во избежание появления чрезмерных усилий и разрыва протяжки в работе должно находиться не более 6-8 зубьев. Для получения после обработки более ровной и чистой поверхности шаг зубьев должен быть неодинаков (различие в шаге 0,2-0,3 мм).

Высота зубьев рабочей части постепенно увеличивается от хвостовика к калибрующей части, в зависимости от обрабатываемого материала и размеров протягиваемого отверстия, на 0,01-0,2 мм.

Обычно рабочую и калибрующую части протяжки изготовляют из быстрорежущей стали, остальные части делают из конструкционной стали и сваривают с частями, изготовленными из быстрорежущей стали.

Широкое применение протягивания поверхностей (особенно в крупносерийном и массовом производствах) объясняется следующими преимуществами этого процесса:

1) высокой производительностью обработки;

2) высокой точностью (до 2-го класса) и высокой чистотой обработки (до 9-го класса);

3) простотой обслуживания станка и возможностью автоматизации процессов;

4) упрощением технологического процесса обработки детали в результате замены протягиванием последовательной обработки поверхности несколькими инструментами (зенкером и разверткой или расточным резцом и разверткой и т. д);

5) возможностью обеспечить нужную точность протягиванием некоторых поверхностей (например, шлицевых отверстий), которые трудно точно обработать другими способами.

Применение протягивания ограничивается следующими причинами:

1) возникновением при протягивании значительных усилий резания, которые могут вызвать деформации обрабатываемых (особенно тонкостенных коробчатых) деталей;

2) невозможностью протягивания поверхностей деталей больших размеров;

3) невозможностью протягивания глухих отверстий;

4) высокой стоимостью протяжек;

5) невозможностью протягивания поверхностей при такой твердости поверхности, при которой неприменим лезвийный инструмент;

6) трудностью точно координировать положение оси обрабатываемого отверстия относительно других поверхностей детали (т. е. трудность исправить положение этого отверстия).

«Современная Механика» выполняет протяжные работы для отверстий диаметром до 80 мм.

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