3.6. Использование твердых сплавов для оснащения протяжек

Условия работы зубьев протяжек неблагоприятны для оснащения их твердыми сплавами, так как они снимают тонкие и широкие стружки и работают при низких скоростях резания. Это вызывает колебание силы протягивания и может привести к разрушению твердого сплава. Кроме того, применение твердых сплавов значительно повышает стоимость протяжек и ограничивается сложностью их изготовления. В то же время использование твердых сплавов позволяет в несколько раз повы­сить стойкость протяжек, особенно при обработке чугунов, высоколегированных сталей и сплавов, а также точность и качество обработанной поверхности.

Твердыми сплавами оснащают в первую очередь наиболее простые по конструкции внутренние протяжки (шпоночные, шлицевые, круглые) и секции (плоские, пазовые, фасонные и др.) наружных протяжек.

В конструкциях внутренних протяжек в последнее время широкое применение нашло использование твердого сплава для выглаживания (пластического деформирования) микронеровностей обработанной поверхности. В этих случаях применяют комбинированные режуще-выглаживающие протяжки, у которых после калибрующих зубьев уста­навливают выглаживающие зубья из твердого сплава в виде колеи или блоков. Выглаживающие зубья по форме двухсторонние конические с цилиндрическим пояском посередине или сферические (рис. 3.19, а). Число таких зубьев берется в пределах от 2 до 5 в зависимости от тре­буемых точности и шероховатости обработанного отверстия. Припуск на диаметр, т.е. общий натяг на зубья, небольшой и равен 0,03...0,20 мм. Он распределяется между зубьями равномерно с уменьшением к концу про­тяжки. Диаметр последнего выглаживающего зуба принимается равным максимально возможному размеру обработанного отверстия.

При обработке стальных заготовок применение выглаживающих зубьев позволяет достигать точности JT8, JT9 и шероховатости поверхности Ra – 0,16.. .0,63.

Для обработки заготовок типа втулок используют твердосплавные деформирующие протяжки - дорны. Они состоят из рабочих элементов в форме колец, которые крепятся на цилиндрическом стальном стержне. Радиальная поверхность кольца представляет два усеченных конуса с цилиндрическим пояском посередине, подобно выглаживающим кольцам (рис. 3.19, а). Число колец от 4 до 10 с большими натягами, дости­гающими 1 мм на каждое кольцо. Такие протяжки позволяют не только повысить точность отверстий, но и увеличить их диаметр до требуемой величины без снятия стружки. Шероховатость обработанной поверхно­сти при этом достигает Ra 0,16...0,08.

Рис. 3.19. Выглаживающие и режущие твердосплавные зубья

Внутренних протяжек:

а - выглаживающие кольца и блоки; 6 - режущие цельные и напайные твердосплавные кольца

Твердые сплавы в качестве режущих элементов с целью повышения производительности и стойкости при обработке чугунов и труднообраба­тываемых сталей используются у внутренних протяжек в виде цельных колец или с напайными пластинами (рис. 3.19, б). Кольца устанавливают­ся на стальной державке протяжки и закрепляются гайками. При этом сменные кольца смешают относительно друг друга путем поворота во­круг оси таким образом, чтобы промежутки между пластинами играли роль стружкоделительных канавок.

Условия работы твердосплавных режущих элементов у протяжек для обработки наружных поверхностей по сравнению с внутренним протяжками более благоприятны как с точки зрения степени деформирования срезаемого слоя, так и свободного удаления стружки из зоны резания. В конструкциях сборных протяжек можно применять распределение припуска по секциям с учетом более высокой надежности работы твердо сплавных режущих зубьев и благоприятных условий их переточки и за мены при выкрашивании режущих кромок.

В зависимости от способа соединения режущей твердосплавной части с корпусом различают два вида: разъемное и неразъемное.

Неразъемное соединение корпуса с пластинами твердого сплава осуществляется посредством пайки (рис. 3.20, а). Его достоинством явля ется простота конструкции. Недостатки: невозможность замены пласти­нок при выкрашивании и поломке; ухудшение условий заполнения впадины зуба стружкой после переточек; наличие остаточных напряжений i пластинах при пайке.

Рис. 3.20. Режущие твердосплавные зубья наружных протяжек:

а - протяжка с напайными твердосплавными пластинами;

6 - механическое крепление твердосплавных пластин клином и штифтом;

в - механическое крепление ножей с твердосплавными пластинами

Устранение этих недостатков достигается путем осуществления разъемного соединения пластин твердого сплава с корпусом, т.е. механи­ческим креплением пластин с помощью винтов, штифтов, клиньев и т.п. Из множества вариантов такого крепления твердосплавных пластин с корпусом протяжки можно отметить как наиболее удачные крепления клиньями или штифтами с лысками (рис. 3.20, б), обеспечивающие хо­рошие условия для размещения стружки в канавке, возможность регули­рования по высоте зубьев с помощью подкладок и надежное крепление пластин. При этом исключаются внутренние напряжения в пластинах, характерные для напайных пластин.

Хорошие условия для регулирования и замены режущих зубьев име­ет конструкция протяжки со вставными ножами, показанная на рис. 2.20, в, которая обеспечивает возможности:

1. раздельного затачи­вания ножей с последующей точной сборкой;

2. быстрой замены ножей без снятия протяжки со станка;

3. крепления твердосплавных пластин на ножах способами пайки или механического крепления;

4. регулиро­вания размеров зубьев по высоте вне станка. При этом из-за необходи­мости размещения элементов крепления несколько увеличиваются раз­меры протяжки.