книги из ГПНТБ / Скиженок В.Ф. Автоматизация и механизация протяжных работ

которые, накладываясь на уже имеющиеся в пластине, могут вызвать на них появление трещин.

Рассмотрим некоторые варианты напайки твердосплавных пластин к корпусу протяжки.

Полуоткрытая напайка. Твердосплавную пластину припаи вают к корпусу протяжки по двум поверхностям (рис. 63, а). Подобное крепление зубьев протяжки применяют чаще всего при обработке материалов, имеющих сыпучую стружку (чугун.

'бронза), которая может заполнить канавку любой формы. При увеличенном шаге и при небольших длинах протягиваемой по­ верхности протяжки с такой напайкой зубьев работают при обработке сталей и сплавов даже на повышенных скоростях резания.

Полузакрытая напайка. Твердосплавную пластину припаи­ вают по трем плоскостям (рис. 63, б). Этот вариант имеет то преимущество, что позволяет получить папай между зубьями самой различной формы. Поэтому полузакрытую напайку при­ меняют больше в протяжках для обработки пластичных мате­ риалов, когда необходимы малый шаг зубьев и определенная форма стружечной канавки (двухрадиусная, однорадиусная и т. д.). Этот вариант присоединения пластин к корпусу обес­ печивает надежное их крепление, но так как напайку произ­ водят по трем поверхностям, то могут возникать сложные на­ пряжения в твердосплавных пластинах, которые часто приводят к образованию трещин.

Открытая напайка. Твердосплавные пластины припаивают по одной плоскости (рис. 63, в). Этот способ крепления можно применять в протяжках с небольшим шагом и работающих с малыми силами резания, так как прочность соединения режу­ щего элемента с корпусом протяжки в данном случае меньше, чем в предыдущих.

I l l

На основании результатов исследований применяемости и: работоспособности твердосплавных протяжек с указанным выше напаянным креплением зубьев-пластин можно сделать вывод,, что этот способ присоединения является зачастую приемлемым, а в отдельных случаях и единственно возможным. Преимуще­ ством напаянных твердосплавных протяжек является возмож­ ность изготовления их с относительно небольшим шагом зубьев,, что наиболее пригодно для обработки сложных поверхностей с высоким классом точности. Кроме того, неразъемное креп­ ление путем напайки обеспечивает наибольшую жесткость со­ единения твердосплавной пластины с корпусом протяжки.

К недостаткам крепления твердосплавных зубьев или пла­ стин к корпусу протяжки следует отнести невозможность за­ мены каждого в отдельности зуба и их регулирования по высоте, а также наличие остаточных напряжений, образовав­ шихся в процессе напайки.

Разъемное крепление режущих элементов к корпусу про­ тяжки, В связи с широким внедрением в инструментальную промышленность твердого сплава все большее распространение получают инструменты с механическим креплением твердо­ сплавных пластинок. В настоящее время применяют ряд вари­ антов этого способа крепления, каждый из которых обладает своими достоинствами и недостатками. В целом к преимуще­ ствам механического крепления твердосплавных пластинок к корпусу протяжки можно отнести: быстросменность зубьевпластинок; многократное использование корпуса протяжки; применение многолезвийных неперетачиваемых твердосплавных пластинок; возможность регулирования по высоте как отдель­ ных зубьев, так и целых секций, исключаются напряжения, воз­ никающие при напайке пластинок к ножам или корпусу про­ тяжки.

Основным недостатком механического крепления твердо­ сплавных пластин к корпусу протяжки является сложность конструкции по сравнению с напаянным креплением пластин, а следовательно, усложняется и технология изготовления. Кроме того, снижается жесткость и виброустойчивость, что оказывает влияние на стойкость протяжек.

Ниже дано описание как уже известных, так и вновь разра­ ботанных различных способов механического крепления твердо­ сплавных пластин к корпусу протяжки. На отдельные конст­ рукции проведены методические расчеты на прочность крепле­ ния и по выбору отдельных конструктивных элементов. Дано перечисление их преимуществ и недостатков, а также приве­ дены специфические особенности рекомендуемых конструкций твердосплавных протяжек.

Сборные твердосплавные протяжки с пакетным креплением зубьев в пазах корпуса. На рис. 64, а показано крепление твер­ досплавных пластин или резцов, установленных в виде пакета

112

изменять за счет установки угла наклона пластин. Таким обра­ зом, их можно использовать при обработке различных мате­

риалов.

Сборные твердосплавные протяжки с клиновым креплением зубьев-пластин. Широкое применение имеет способ верхнего клинового крепления зубьев-пластин к корпусу протяжки. На рис. 65, а в качестве примера изображен способ крепления

Рис. 65. Верхнее клиновое крепление твердосплавных зубьев-пластин

твердосплавной пластины с помощью клина, затянутого сверху винтом. Этот метод более технологичен, надежен в работе, удобен при замене случайно вышедших из строя твердосплав­ ных пластин. Однако индивидуальное крепление каждой твердо­ сплавной пластины значительно увеличивает шаг между зубья­ ми, а следовательно, и длину протяжки. Для уменьшения длины

может наблюдаться задержка сходящей стружки с головки винтов. На рис. 65, в показано крепление твердосплавной пла­ стины посредством клинового зажима, затягиваемого винтом снизу. В данном случае можно уменьшить ширину клина и, тем самым сократить как шаг зубьев, так и длину протяжки. Однако этот метод крепления зубьев не удобен в эксплуатации, так как выход из строя даже одного твердосплавного зуба при его замене влечет за собой обязательный съем кассеты со станка.

Если корпус протяжки по техническим причинам невозможно сделать жестким, а зажимные клинья деформируют его (вы­ пучивают), то крепление твердосплавных пластин следует

114

производить методом, показанным на рис. 65, г. Здесь клинья» установленные с обратной стороны корпуса протяжки, стре­ мятся сдеформировать корпус в обратную сторону, в резуль­ тате чего он не изгибается, хотя и находится в напряженном состоянии. На рис. 65, д показан подобный вариант крепления

В данном случае ширина клинового зажима почти не превы­ шает поперечного сечения винта, а поэтому имеется возмож­ ность значительно сократить длину протяжки. Кроме этого, на поверхности головки винта можно образовать стружечную ка­ навку любой формы, чем будут обеспечены условия для нор­ мального размещения стружки.

При наружном протягивании часто приходится регулировать, отдельные зубья и даже секции протяжек по высоте. Описанные способы крепления зубьев не позволяют регулировать каждый зуб в отдельности. В связи с этим заслуживает внимания ва­ риант крепления зубьев с помощью клинового зажима и с бесступенчатым регулированием по высоте каждого в отдель­ ности зуба протяжки (рис. 65, е). При этом отпускают прижим­ ной винт и с помощью регулировочного клина устанавливают необходимый подъем на зуб, изменяется также глубина стру­ жечной канавки. Однако наличие регулировочного клина уве­ личивает число стыков и несколько снижает жесткость системы крепления.

На рис. 65, ж показан вариант крепления двух смежных зубьев одним клином. Такое крепление удобно применять в. том случае, когда с помощью пластинок-зубьев устанавливается положительный передний угол зубьев. При этом получается не­ сколько уменьшенный шаг зубьев по сравнению с протяжками, у которых производят крепление клином каждого зуба в от­ дельности. Прижимной клин можно крепить как сверху, так и снизу. Конструкция проста в изготовлении и удобна в эксплуа­ тации. При креплении твердосплавной пластины отдельным клином с заданным значением переднего угла можно приме­ нять варианты, показанные на рис. 65, з и и.

На рис. 65, к показана конструкция крепления твердосплав­ ной пластины с помощью клинового зажима, что напоминает вариант, приведенный на рис. 65, в. Однако в данном случае клиновой зажим не имеет ни отверстия под головку болта, ни резьбового соединения с ним, а поджимается винтом по резьбе корпуса, который контрят гайкой. Данная конструкция позво­ ляет значительно сократить шаг, создает условия для нормаль­ ного размещения и завивания стружки в канавке. К недостат­ кам такого варианта крепления следует отнести то, что при затягивании клинового зажима соотношения силы затяжки и силы трения между пластиной и корпусом будут в начальный момент способствовать отрыву пластины от опорной поверх-

115-

.ности корпуса протяжки. Поэтому в момент затягивания винта необходимо прикладывать силу, удерживающую пластину или зуб в неподвижном состоянии. При замене отдельных зубьевлластин требуется снимать корпус протяжки, так как клин за­ тягивают снизу. Окончательно протяжку затачивают в сборе.

Анализируя применяемые методы клинового крепления зубь­ ев или секций твердосплавных протяжек, можно сделать вывод,

¥

м4 PzP;П/1

Рис. 66. Схема расчета протяжки с клиновым креплением зубьевпластин

что клиновой метод крепления является наиболее распростра­ ненным, в связи с чем ниже приведена схема расчета (рис. 66) основных элементов протяжки при закреплении зубьев с по­ мощью клина и винта, составленная с учетом следующих усло­ вий работоспособности стыка:

а) прочность на смятие контактирующих поверхностей в точке А

•116

b— ширина опорной поверхности стыка пластины с кор­ пусом в мм;

Я —- высота опорной поверхности стыка пластины с корпу­ сом, равная АВ в мм;

а— плечо силы Рг относительно центра тяжести стыка пластины с корпусом до вершины зуба в мм.

После подстановки значений ai, о2 и сгз

Преобразуя выражения относительно Рп;!, получим

6а \

: [ciiJcmЬН

6а

РцЛ ^ РZ

Н - о -

Таким образом, окончательное условие надежности закреп­ ления твердосплавных пластин-зубьев выражается зависи­ мостью

прижима пластинки РПц, создаваемая клином, приложена в середине стыка пластины с корпусом; б) площадь стыка клина с пластиной-зубом принята минимальной. Таким образом, на­ пряжения смятия определены при наихудших условиях (при­ веденная жесткость стыка клин-пластина увеличена, что при­ водит к меньшим напряжениям смятия по сравнению с опреде­ ляемыми) .

Сборные твердосплавные протяжки с креплением зубьевпластин силами упругой деформации. Принципиально новую конструкцию представляют собой сборные твердосплавные про­ тяжки с креплением твердосплавных пластин силами упругой деформации кассеты или корпуса протяжки. В этом случае в

117

ность протяжки, являются: площадь сечения корпуса, момент сопротивления, момент инерции сечения перемычки корпуса про­ тяжки и расположение перемычки относительно' закрепляемых пластин или зубьев. Большое влияние на надежность крепления зубьев-пластин оказывает также длина перемычки /, которая в основном определяет величину максимального и минимального натягов при закреплении зубьев в корпусе протяжки. Площадь сечения перемычки определяет величину контактных напряжений

Рис. 68. Схема расчета протяжки с креплением зубьев-пластик си­ лами упругой деформации

между пластинкой-зубом и корпусом протяжки. Момент сопро­ тивления и момент инерции сечения перемычки, а также расстоя­ ние от центра сечения площади корпуса в месте перемычки до основания крепления пластины-зуба определяют условия сборки протяжки. Сечение корпуса в месте перемычки и ее длина во многом определяют функцию закрепления зубьев в пазу. Условно механизм закрепления можно представить так. Корпус протяжки растягивается в пределах упругих деформаций; в местах перемычек ширина паза увеличивается. В это время в пазы устанавливают пластинки-зубья, после чего перемычка освобождается от растягивающих сил, сжимается и при этом защемляет зубья. В данном случае для улучшения технологич­ ности вместо растяжения применяется изгиб, причем с растя­ жением линия центров тяжести сечений перемычки занимает положение дуги QMR (рис. 69), равной длине перемычки !.

И 9