Протяжной инструментПротягивание внутренних поверхностей является высокопроизводительным и точным методом обработки резанием сквозных отверстий, обеспечивающим получение обработанных поверхностей по 6…9-му квалитету точности с шероховатостью до Ra = 0,63 мкм. Его применяют, как правило, для окончательной обработки внутренних поверхностей произвольного поперечного профиля (цилиндрических, квадратных и иных сквозных отверстий, шлицевых и шпоночных пазов). При этом профиль обработанной поверхности в поперечном сечении определяется профилем заточки зубьев – протяжки специально режущего инструмента, имеющего поступательное движение. Протяжка для обработки внутренних поверхностей – многолезвийный режущий инструмент, имеющий при относительно малых поперечных размерах большую длину. На режущей части (черновой и чистовой) находятся режущие зубья, расположенные один за другим. Наружный размер каждого последующего зуба протяжки больше предыдущего. Кроме режущей части протяжка имеет калибрующую часть, срезающую припуск, образовавшийся в результате окончания воздействия упругих деформаций; переднюю заднюю направляющие части; направляющий конус для центрирования протяжки в обрабатываемом отверстии; шейку и замковую часть, предназначенную для закрепления протяжки в патроне протяжного станка (рис. 4.1). Протяжки могут быть как стандартными, так и нестандартными (рис. 4.2).
Рис.4.1. Схема процесса протягивания. 1 – протяжка, 2 – заготовка, 3 – базовая поверхность станка, l - рабочая часть, l 1 - замковая часть, l 2 - шейка, l 3 - направляющий конус, l 4 - передняя направляющая часть, l 5 - режущая часть, l 6 - калибрующая часть, l 7 - задняя направляющая часть.
Рис.4.2. Некоторые выды нестандартных протяжек: а- круглая сборная с твердосплавными режущими зубьями и выглаживающими кольцами, б - круглая деформирующе- режущая сборная ствердосплавными выглажива ющими кольцами, 1 – деформирующее кольцо для стружкоделения, 2 – выглаживающие кольца.
В процессе резания протяжка 1 (см. рис. 4.1) с силой P в буквальном смысле слова протягивается через неподвижную заготовку 3. Отличительными особенностями процесса резания при протягивании являются: последовательное срезание припуска большим числом зубьев режущего инструмента в виде отдельных слоев металла малой толщины и большой длины; зависимость точности и качества обработанных поверхностей от точности и качества изготовления протяжки; невысокие скорости резания (обычно 6…8, но не более 18м/мин); скорость резания равна минутной подаче (подача, как параметр, характеризующий толщину срезаемого слоя зубьев, т.е. работа протяжки подобна работе комплекта строгальных резцов, смещенных один относительно другого по вертикали на определенную величину, равную толщине срезаемого слоя); возможность осуществления за один проход комбинированной обработки (черновой, чистовой, калибрующей и отделочно – упрочняющей) благодаря совмещению в конструкции протяжки соответствующих зубьев; базирование заготовки 2 осуществляется по режущей части протяжки l, а закрепление - в результате ее прижима силой резания к базовой поверхности станка 3 ( см. рис. 4.1). Основную работу по срезанию припуска, оставленного под протягивание, выполняет режущая часть инструмента (см. l 5 на рис. 4.1), расположенная между передней направляющей и калибрующей частями. По всей длине режущей части располагается zp режущих зубьев. Режущие кромки, формирующие профиль протяжки и определяющие возвышение каждого последующего ее зуба над предыдущим, являются главными режущими кромками, а сопряженные с ними боковые режущие кромки – вспомогательными. При протягивании отверстий для облегчения свертывания стружки круговой контур режущего зуба разделяют на части стружкоделительными канавками (рис. 4.3.). Чтобы обеспечить получение требуемого профиля обработанной поверхности, на каждом последующем зубе их смещают по отношению к предыдущему.
Рис. 4.3 Стружкоотделительные канавки на режущих зубьях круглой протяжки.
Материалом для изготовления режущей, калибрующей, деформирующей и выглаживающей частей служат быстрорежущие стали и твердые сплавы. Конкретную марку инструментального материала выбирают в зависимости от вида обрабатываемого материала и условий протягивания в соответствии с рекомендациями, приведенными в нормативных документах, справочной и специальной литературе. Сравнительный анализ износостойкости и качества обработки показывает преимущество протяжек, оснащенных твердым сплавом, особенно при протягивании отверстий в заготовках из материалов с повышенными физико – механическими свойствами. Конструкция зуба протяжки (рис.4. 4) определяется шагом зубьев lz, их высотой Hz, длиной затылка l 3Ти радиусом канавки r. Передний угол γ определяет шероховатость обработанной поверхности при снятии срезаемого слоя шириной αz ≥ 0,03мм, а также силу протягивания. Особенно велико его влияние на шероховатость обработанной поверхности в диапазоне от 0 до 10º. При этом с увеличением угла γ шероховатость резко ухудшается. Влияние переднего угла на изнашивание и стойкость протяжек мало. При снятии срезаемого слоя αz <0,03мм передний угол на шероховатость обработанной поверхности почти не влияет. Поэтому на калибрующих зубьях рекомендуется принимать γ = 0…5º.
Рис. 4.4.Основные конструктивные и геометрические параметры зубьев протяжки. Задний угол α оказывает основное влияние на изнашивание и стойкость режущего инструмента. Чем он меньше, особенно при α ≤ 3º, тем больше изнашивание, но меньше количество снимаемого инструментального материала при переточках. Значение угла а определяет снижение высоты зубьев при переточках, а следовательно, и допустимое число переточек протяжки. Учитывая это, большие значения заднего угла выбирают для чернового протягивания, меньшие значения – для чистового протягивания. При обработке обычных конструкционных материалов рекомендуется принимать задний угол равным 2…3,5º - для черновых зубьев, 1…2º – для чистовых и 0,5…1,0º – для калибрующих. Срезание припуска при протягивании может проводиться в соответствии с различными схемами резания, определяемыми конструктивным исполнением зубьев протяжки. Под схемой резания понимается форма и последовательность срезания отдельных частей общего припуска последовательно вступающими в работу зубьями протяжки. Различают профильную, генераторную и прогрессивную схемы резания. Профильная схема резания (рис.4.5, а), характеризуется тем, что, начиная с первого режущего зуба, контур всех зубьев подобен (эквидистанте) окончательному профилю обработанной поверхности. В результате все зубья режущей части, за исключением последнего, выполняют предварительную работу по формированию заданного профиля поверхности. Точность и качество обработанной поверхности наряду с калибрующими зубьями определяются последним зубом режущей части. Длина главной режущей кромки этого зуба должна быть максимальной, а подъем на зуб а zдля уменьшения силы резания – минимальным. Основным недостатком профильной схемы резания является технологическая сложность изготовления и переточки зубьев протяжки для обработки некруглых отверстий.
Рис. 4.5. Схемы резания при протягивании: а - профильная, б – генераторная, в – прогрессивная.
При генераторной схеме резания (рис. 4.5., б)каждый зуб частично формирует окончательный профиль обрабатываемого отверстия своим вспомогательным режущим лезвием. Наибольшую длину главной режущей кромки имеет первый зуб режущей части. Далее она уменьшается и становится минимальной у последнего зуба. Связанное с этим уменьшение силы резания благоприятно сказывается на работе калибрующих зубьев и позволяет повысить точность и качество обработанных поверхностей. Кроме того, протяжки, работающие по генераторной схеме, технологичны в изготовлении, и их проще перетачивать. При прогрессирующей схеме резания (рис. 4.5, в) припуск срезается зубьями, имеющими укороченную длину главных режущих кромок. Это позволяет ликвидировать основной недостаток генераторной схемы – большую длину первых зубьев и их кривизну, затрудняющую скатывание образующейся стружки в валик. Режущее лезвие протяжки делят по длине. Подъем на зуб аz выполняют только на участках а и в первого зуба (см. рис. 4.5, в). Подъем на зуб аz на участке б делают на втором режущем зубе. Таким образом, вместо одного зуба как при резании по генераторной схеме. Припуск аz срезается двумя зубьями режущей части. Это позволяет распределить нагрузку, приходящуюся на зубья протяжки, равномерно вдоль всей длины режущей части, но одинаковом с генераторной или профильной схемой резания подъеме на зуб ведет к увеличению числа зубьев. Например, припуск снимается не семью зубьями, как в схемах на рис. 4.5, а, б, а одиннадцатью, как на рис. 4.5, в. В то же время снижение силы резания дает возможность снимать более толстые стружки, осуществлять обработку по корке и уменьшать число режущих зубьев. На производстве прогрессивную схему резания используют при недостаточной прочности протяжек или мощности станка, а также при обработке маложестких деталей. Однако изготовление протяжек, реализующих данную схему резания, более трудоемко, что ограничивает область их использования
5. Резьбообразующие инструменты
|
