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

случае шероховатость обработанной поверхности при протяги­ вании с подъемом па зуб s, = 0,l мм составляла по параметру Rz 8—10 мкм, то во втором случае Rz= 1,8-ь2,5 мкм, т. е. при увеличении скорости протягивания примерно в 2 раза высота микронеровностей уменьшается в 3—4 раза.

Таким образом, при обработке жаропрочных материалов с более высокими скоростями резания чистовые и калибрующие зубья протяжек можно не применять, особенно в тех случаях, где протяжки легко регулировать по высоте зубьев. Однако, как показали исследования, при протягивании незамкнутых поверхностей протяжками, зубья которых от первого до послед­ него выполнены с постоянным подъемом (например, sz= = 0.05 мм), последний зуб обычно имеет повышенный износ и следы его копируются на обработанную поверхность. Это яв­ ление можно объяснить тем, что когда число одновременно ра­ ботающих зубьев протяжки полностью врезалось в заготовку, система «деталь — инструмент» оказывались в напряженном со­ стоянии и тогда перепад сил, действующих на эту систему, определится по формуле

где Рп — величина перепада силы в процессе резания в Н;

Pz — наибольшая сила, полученная при наибольшем коли­

Таким образом, если в работе находятся одновременно три зуба, а общая сила составляет 9000 Н, то величина перепада силы будет составлять одну треть, т. е. более 30%. Такое не­ равномерное распределение нагрузки в процессе резания ока­ зывает вредное воздействие на систему СПИД: с одной сторо­ ны, снижает долговечность станка и инструмента, а с другой — ухудшает технологические параметры обработанной поверхно­ сти детали. Когда же протяжка заканчивает резание, разгруз­ ка упругонапряженной системы чаще всего приходится на по­ следний оставшийся в контакте с деталью зуб, в связи с чем его износ происходит более интенсивно. Поэтому в протяжках необходимо: во-первых, стремиться увеличивать число одно­ временно работающих последних зубьев протяжки и, во-вто­ рых, для уменьшения нагрузки на последний зуб необходимо в конце протяжки иметь несколько зубьев с постепенно умень­ шающимися подъемами на зуб. В ряде случаев перед чистовы­ ми зубьями на протяжке делают разрыв на длину обрабатывае­ мой детали.

Таким образом, в результате проведенных исследований влияния различных факторов на шероховатость обработанной

7* 171

поверхности можно сделать вывод, что геометрические парамет­ ры и подъем на зуб до 0,1 мм при более высоких скоростях резания (и>40 м/мин) оказывают незначительное влияние на изменение шероховатости обработанной поверхности. Наоборот, при обработке жаропрочных материалов на основе железа и титана с более низкими скоростями резания (о<30 м/мин) высота микронеровностей уменьшается с увеличением передних

йг,мкм

углов до 10—15° и задних углов до 3—6°. В этом случае подъ­ ем на зуб в пределах до 0,07 мм не оказывает существенного влияния на шероховатость обработанной поверхности, но с его увеличением до 0,1 мм шероховатость увеличивается с 7-го клас­ са чистоты до 6-го.

Зависимости величины шероховатости от скорости резания Rz= f(!v) имеют горб наибольшей шероховатости при скорости резания до 20 м/мин, смещение которого в зону низких скоро­ стей зависит от более высоких механических характеристик об­ рабатываемого материала. Увеличение скорости протягивания свыше 20—25 м/мин обеспечивает получение малой шерохова­ тости обработанной поверхности исследуемых жаропрочных

ЖС6К может производиться на скоростях резания 2—7 ы/мин, и чистота поверхности обеспечивается на 1—1,5 класса ниже по сравнению с другими исследуемыми материалами.

172

Таким образом, оптимальная величина подъема на зуб уста­ навливается из условия наибольшей стойкости протяжек в за­ висимости от обрабатываемого материала по графикам, приве­ денным на рис. 88—96. Выбранный подъем на зуб должен обе­ спечить также необходимый класс чистоты обработанной по­ верхности, что окончательно проверяется по графику на рис. 97.

9. При выборе СОЖ необходимо исходить из конкретных условий, принимая во внимание в первую очередь различие об­ рабатываемых материалов по их химическому составу и меха­ ническим свойствам. На основании проведенных исследований по влиянию смазочно-охлаждающих жидкостей на линейную стойкость твердосплавных протяжек при обработке применяю­ щихся жаропрочных материалов из различных групп обраба­ тываемости составлена табл. 22, по которой необходимо под­ бирать состав и метод по применению СОЖ-

10. Выбор величины коэффициента заполнения стружечной канавки k осуществляется по табл. 23 из условия нормального стружкообразования и размещения стружки в межзубых ка­ навках при различных скоростях резания и подъемах на зуб.

173

Т а б л и ц а 23

Величина коэффициента заполнения стружечной канавки

М и н и м а л ь н о д о п у с т и м ы й к о э ф ф и ц и е н т з а п о л н е н и я с т р у ж е ч н о й к а н а в к и ^ m jn п р и п о д ъ е м е н а з у б

Вопрос размещения стружки в канавке твердосплавных про­ тяжек при обработке поверхностей сложного профиля в дета­ лях, изготовленных из жаропрочных материалов, имеет боль­ шое значение для надежности и долговечности протяжек, а также для обеспечения необходимого класса чистоты обрабаты­ ваемой поверхности. Поэтому для установления минимальных величин коэффициента заполнения стружечной канавки было проведено большое число опытов, результаты которых с не­ большим коэффициентом запаса были внесены в таблицу для использования при расчете и проектировании твердосплавных протяжек.

11. Глубину стружечной канавки h определяют из условия размещения стружки по номограмме в зависимости от длины протягивания /„, коэффициента заполнения стружки kmin и подъема на зуб s z (рис. 98).

Глубина стружечной канавки определяется следующим об­ разом. Пусть дано: /и = 80 мм; sz = 0,05 мм; kmin=3. Находим на горизонтальной оси цифру 80 и затем поднимаемся вертикально вверх до пересечения с наклонной прямой 6 = 3 в точке А. Че­

174

Рис. 98. Номограмма для определения глу­ бины стружечной канавки h в зависимости от подъема на зуб, коэффициента заполне­ ния стружечной канавки и длины протя­ гивания

12. Шаг t и другие параметры стружечной канавки выби­ рают в зависимости от принятой формы и глубины стружечной канавки, а также числа зубьев, одновременно участвующих в резании. При этом учитывается толщина выбранной твердо­ сплавной пластины и способ ее крепления к корпусу протяжки. Практически шаг зубьев протяжки выбирают в зависимости от глубины стружечной канавки по табл. 24. После этого подсчи­ тывают число одновременно работающих зубьев, которое реко­ мендуется применять в пределах zp = 2-y-10. При использовании протяжек с zp<2 нарушается плавность их работы из-за боль­

шого перепада сил резания.

13. Для определения мощности применяемого протяжного станка необходимо знать наибольшую величину силы резания Рг. Усредненно сила

Р2 = р,25,

175

Таблица 24

176

где ps — удельная сила, приходящаяся на 1 мм режущего лез­ вия протяжки, в Н/мм;

ZB — общая длина режущих лезвий, одновременно участ­ вующих в работе, в мм.

Таким образом, для определения величины силы резания Pz необходимо знать для каждого обрабатываемого материала удельную силу ps.

14.Общее количество режущих зубьев.

=+ ! + п>

s2

где Атах — максимальный припуск, который может иметь обра­ батываемая деталь, в мм;

—подъем на зуб в мм;

п— количество зубьев, выполненных с одинаковым подъемом, зависит от длины протягивания и шага

(п = 2-т-4) и выбирается по табл. 25 в зависимости от длины протягивания /и и шага зубьев t.

Применение нескольких зубьев в конце протяжки, выполнен­ ных в один размер, вызвано тем, что при работе протяжками, имеющими подъем на всех зубьях, последние зубья, выходя из

177

зацепления с обрабатываемой деталью, принимают на себя раз­ грузку упругой системы деталь — инструмент и, следовательно, подвергаются повышенному износу. При отсутствии регулировки зубьев протяжки по высоте необходимо также для сохранения размерной стойкости протяжек при переточках на последней секции вводить дополнительно три — пять запасных зубьев, вы­ полненных в один размер.

Твердосплавные протяжки при обработке стали в основном работают с повышенными скоростями резания, где, как показа­ ли опыты, величина подъема на зуб sz не оказывает значитель­ ного влияния на шероховатость обработанной поверхности. В связи с этим не имеет смысла выделять в отдельную группу чистовые зубья, как это делают при работе с протяжками на су­ ществующих режимах (и=1 —12 м/мин).

15. Общая длина протяжного блока

вмм.

16.Способ крепления режущих элементов к корпусу протяж­

ки выбирают в зависимости от назначения протяжки, от вели­ чины шага зубьев протяжки, от размеров и конфигурации обра­ батываемой поверхности, от обрабатываемого материала и дру­ гих технических требований, указанных в табл. 27.

178

Материал корпуса протяжки выбирают в зависимости от способа крепления, конструктивных особенностей протяжки и

ложенной выше.

3. Примеры типовых решений при конструировании инструментальных блоков

Как указывалось раньше, все детали, обрабатываемые на протяжных станках, были разделены на группы по конструктив­ ным и технологическим признакам. В зависимости от конфигу­ рации обрабатываемых поверхностей, взаимного их расположе­ ния и величины снимаемого припуска инструментальные блоки для обработки наружных поверхностей проектируют: а) с па­ раллельным расположением протяжек; б) с последовательным расположением протяжек; в) с расположением протяжек по сме­ шанной схеме.

Обрабатываемые поверхности сложного профиля расчленяют

179

Таблица 27

180