Протяжки

Протягивание — один из наиболее эффективных методов механиче­ской обработки, позволяющий получать изделия высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0,32 мкм. При применении твердосплавных выглаживателей 0.08. Протягивание в основном применяют в крупносерийноми массовом производстве, однако этот метод успешно используют и в мелкосерийном и даже единичном производстве, когда протягива­ние является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

В качестве режущего инструмента при протягивании используются различные типы протяжек. Протяжка—многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвиями в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи. Протяжки имеют значительные преимущества перед инструментами других видов. Они являются самыми высокопроизводительными инструментами, примерно в сто и более раз производительнее зенкеров и разверток. При протягивании совмещаются операции черновой, получистовой и чистовой обработки. Это повышает производительность, сокращает номенклатуру применяемых режущих и мерительных инструментов, уменьшает число станков и технологической оснастки.

Экономическая целесообразность применения протяжек оправдывается при обеспечении оптимальных элементов конструкций и режимов резания, качественном изготовлении протяжек и правильной эксплуатации.

Протягивание применяют для обработки внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей. Соответственно различают внутренние и наружные протяжки. Разновидностью протяжек являются прошивки, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции протяжек, однако в процессе резания прошивки подвер­гаются в основном сжимающим усилиям, в то время как протяжки работают на растяжение. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных,многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др.

Протягивание поверхностей вращения может производиться призматическими или спиральными протяжками. В процессе обработки осуществляется быстрое вращение детали и относительно медленное движение протяжки. Спиральная протяжка представляет собой диск, на который как бы навернута призматическая протяжка. Режущие кромки зубьев такой протяжки располагаются на разных расстояниях от оси. Разность радиусов соседних зубьев определяет подачу на зуб.

Основные конструктивные элементы внутренних протяжек. Несмотря на разнообразие внутренних протяжек, различные их разновидности содержат в основном те же конструктивные элементы, что и протяжки для обработки круглых отверстий.

Хвостовик служит для закрепления протяжки в патроне станка. Конструкция хвостовика зависит от типа протяжки и конструкции патрона. Для крепления протяжки в патроне каретки обратного хода на станках, работающих по полуавтоматическому или автомати­ческому циклу, хвостовик может выполняться и со стороны калибру­ющей части (задний хвостовик). Форма и размеры заднего хвостовика принимаются такими же, как и переднего. Для ориентации протяжки относительно обрабатываемой заготовки задний хвостовик может выполняться с соответствующими ориентирующими элементами.

Хвостовики могут изготовляться как единое целое с протяжкой (цельные протяжки), сварными или крепиться к протяжке при помощи резьбовых соединений или механических устройств. Преимуществом съемных хвостовиков является экономия быстрорежущей стали и мень­шая трудоемкость изготовления протяжек. Материал сварных хво­стовиков и с механическим креплением — сталь 40Х либо другая конструкционная или инструментальная сталь по ГОСТ 4543-71 или ГОСТ 5950-73. После термообработки твердость переднего хвостовика из быстрорежущей стали НRС_Э 42—56.

Шейка и переходный конус являются связующими звеньями между хвостовиком и передней направляющей частью. На шейку обычно наносят маркировку протяжки, здесь же располагается сварной шов в случае сварных протяжек. Диаметр шейки принимается на 0,5— 1,0 мм меньше диаметра хвостовика, а ее длина зависит от кон­струкции станка, в частности от толщины опорного стола, а также от размеров приспособления для крепления обрабатываемой заготов­ки. В ряде случаев, например для шпоночных протяжек, шейка, специально не выделяется, а выполняется заодно с хвостовиком.

Передняя направляющая часть служит для ориентации протяжки относительно оси обрабатываемой заготовки в начальный момент резания. Форму поперечного сечения и размеры передней направляющей выбирают в соответствии с формой и размерами обрабатываемой поверхности. Диаметр передней цилиндрической направ­ляющей выполняется по посадке Н7/f7, а длина находится в пределах 0,7-1,0 длины протягивания.

Задняя направляющая часть обеспечивает направление и цент­рирование детали в момент окончания обработки, а также предот­вращает перекос протяжки и повреждение обработанной поверхности. В тех случаях, когда протяжка имеет значительную массу, для поддержания протяжки во время рабочего и холостого хода задняя направляющая изготовляется с опорной цапфой, которая располагается в специальном люнете. Задняя направляющая выполняется с отклонениями по посадке Н7/f7, ее длина принимается 0,5—1,0 длины протягиваемого отверстия.

Рабочая часть протяжки состоит из режущих и калибрующих зубьев. Режущая часть протяжки осуществляет срезание основного припуска с обрабатываемой поверхности заготовки. Режущая часть включает черновые, получистовые и чистовые зубья. Назначение калибрующих зубьев — окончательное формирование обработанной поверхности заготовки. Калибрующие зубья используются также в качестве резерва режущих зубьев и увеличения, таким образом, срока работы протяжки.

Параметры шероховатости рекомендуются следующие: задних и передних поверхностей всех зубьев — Rz<1,6 мкм, поверхностей спинок зубьев, радиусов стру­жечных и стружкоразделительных канавок и выкру­жек —Rz< 6,3 мкм, поверхностей передней и задней направляющих —Ra<0,63 мкм, поверхностей хвосто­вика —Ra<1,25 мкм.

На шейке хвостовика каждой протяжки должна быть нанесена следующая маркировка: обозначение протяжки (номер и код детали, для которой предназначен инстру­мент); диаметр и обозначение поля допуска отверстия; порядковый номер протяжки в комплекте; пределы длины протягиваемых заготовок; марка стали протягиваемых заготовок; номинальные значения переднего угла; марка стали рабочей части протяжки; товарный знак (символ) предприятия-изготовителя.

Схемы резания при протягивании. Схема резания при протягивании характеризует последовательность удаления срезаемого слоя отдельными зубьями протяжки. Схему резания выбирают в зависимости от формы, размеров и состояния обрабатываемой поверхности. От рационального выбора схемы реза­ния зависят конструкция протяжки, ее длина и работоспособность, качество обработанной поверхности, производительность и экономич­ность процесса. При проектировании протяжек применяют профиль­ную (одинарную), генераторную и прогрессивную (групповую) схемы резания.

Протяжки, работающие по профильной схеме резания, имеют в поперечном сечении профиль зубьев, подобный профилю обрабатываемой поверхности. При этом за счет превышения высоты предыдущего зуба по отношению к высоте доследующего срезаются относительно тонкие и широкие слои металла по всему периметру обработанной поверхности.

Изготовление точного профиля на всех зубьях протяжки и особенно на рабочих, имеющих различные размеры, а также заточка протяжки связаны со значительными трудностями, поэтому профильная схема резания применяется в основном для протяжек, предназначенных для обработки поверхностей простых форм, например цилиндрических.

Особенностью генераторной схемы резания является то, что срезание припуска производится режущими зубьями, имеющимипеременный профиль, постепенно переходящий от прямолинейной или круглой формы к заданному профилю. Окончательное формирование поверхности изделия производится зубьями, имеющими в поперечном сечении профиль, совпадающий с заданным. Сущест­венным преимуществом генераторных протяжек является их тех­нологичность; недостатком — трудность получения задних углов на вспомогательных поверхностях режущих лезвий и более низкая по сравнению с профильной схемой геометрическая точность профиля.

Прогрессивная (групповая) схема резания характеризуется тем, что удаляемый слой металла разделяется на части между отдельными зубьями, образующими секцию (группу), состоящую из 2—5 зубьев одинакового диаметра или высоты.

В зависимости от вида принятых разделительных устройств (шлицы, лыски, выкружки, фаски и др.) различают ряд вариантов прогрессивной схемы резания: шахматный, многогранный, переменного резания и др.

Наряду с указанными схемами получило распространение также комбинированное протягивание, когда обработка производится по двум или трем схемам резания. Комбинированное протягивание применяется как при работе одной протяжкой, так и при использова­нии комплектных протяжек. Например, при протягивании прямобочных треугольных и эвольвентных шлицев могут использоваться протяжки, у которых часть зубьев работает по генераторной схеме, а часть — по профильной. При протягивании соединения лопатки газовой турбины с диском первая секция первой протяжки и вторая протяжка работают по профильной схеме, а вторая секция первойпротяжки—по генераторной.