Глава 1.5 протягивание

§1. Особенности процесса протягивания.

Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием и широко распространено в серийном и массовом производстве. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в срезании материала.

Протягиванием обеспечивается получение обработанной по­верхности в пределах первого - третьего классов точности, с шероховатостью Ra 2,5 - 0,16 мкм, таким образом, протягива­ние является не только высокопроизводительным, но и высокоточ­ным методом обработки.

Протяжками обрабатывают сквозные отверстия любой формы, прямые или винтовые канавки, наружные поверхности разнообразной формы, зубчатые колеса наружного и внутреннего зацепления.

Протяжки являются сложным и дорогостоящим специальным инструментом. Поэтому экономическая эффективность от их примене­ния может быть достигнута только при условии их применения в массовом или крупносерийном производстве, либо при нормали­зации формы и размеров обрабатываемых поверхностей в мелкосерийном производстве.

. Движение резания при протягивании - прямолинейное, реже -круговое или винтовое. Наиболее распространенной является схема протягивания с прямолинейным движением (рис.21). Для осуще­ствления процесса резания заготовке и инструменту сообщается относительное поступательное движение. При этой поступательное движение протяжки является главным движением резания.

протягивания ( а - наружная протяжка, б - внутренняя протяжка, в - прошивка; г - круглая протяжка).

Рис.21. Схемы

Протяжки (рис.21) подразделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки предназначены для обработки отверстий, т.е. замкнутых поверхностей, а наружные - для обработки незамкнутых поверхностей. Кроме этого, к протяжным инструментам относятся прошивки и круглые протяжки, применяемые для обработки тел вра­щения.

Работа протяжки может быть уподоблена работе ряда стро­гальных резцов, смещенных относительно друг друга на небольшую величину, которая называется подъемом и определяет толщину сни­маемого каждым зубом слоя металла (а_z).

При протягивании заготовка своей торцовой поверхностью опирается на приспособление станка и остается неподвижной. Пе­редняя направляющая часть протяжки вставляется в предварительно просверленное отверстие заготовки и присоединяется к тяго­вому патрону станка.

Скорость резания V при протягивании подсчитывается по формуле

где а_z - толщина срезаемого слоя (им), k – коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала ( для ХВГ k=1; P18 k=1,4). Величины c, m и y определяются по таблицам [ 21].

Подача S_z - это величина, равная разности между высотой опорных зубьев режущей части протяжки. Величина подачи заложена в самой конструкции протяжки и не зависит от станка, измеряется в мм/зуб.

Глубина резания t представляет собой проекцию активной длины режущей кромки на плоскость, перпендикулярную направлению движения протяжки,

где b -.длина активной части режущей кромки, мм; - угол наклона режущей кромки.

Толщина срезаемого слоя ? при про­тягивании равна подаче на зуб а_z= S_z . Суммарная толщина среза определяется как a=a_zz где z- число зубь­ев, одновременно находящихся в работе, определяемое по формуле:

Площадь поперечного сечения среза f определяется как произведение толщины среза на ширину f=a_zb.

Основное время обработки детали Т_о на протяжном станке определяется по формуле:

где L - длина рабочей части протяжки в мм;

l₀ - длина обрабатываемой поверхности детали в мм;

V_px,V_xx - скорости рабочего и холостого ходов станка в м/мин соответственно.

Усилие резания P_z равно:

где l - длина режущего периметра в мм;

k -. количество стружкоразделительных канавок;

V - скорость резания м/мин;

- передний угол; - задний угол; 1,15 - коэффи­циент, учитывающий влияние величины износа ( h =0,4 мм). Коэффициенты с₁, с₂, с₃, с₄, с₅ определяются по таблицам

Методы протягивания

Протягиванием могут обрабатываться поверхности как свобод­но расположенные относительно базовых поверхностей заготовки, так и связанные с ними определенным допуском (линейным или угловым ). В соответствии с этим различают два метода протяги­вания.

Метод свободного протягивания должен обеспечить только точне размеры обрабатываемой площади поверхности, независимо от его расположения относительно базовых поверхностей.

Метод координатного протягивания различных поверхностей заготовок должен обеспечить не только соблюдение допуска на выдерживаемый размер, но и точное взаимное расположение базо­вой и обрабатываемой поверхностей, которое обеспечивается ра­циональной конструкцией приспособления для установки заготовки.

При обработке отверстий наблюдается явление «разбивания» отверстия, заключающееся в отклонение получаемого размера от ожидаемого. Величина, «разбивания» зависит от качества изго­товления протяжки и предварительного отверстия в заготовке, раз­меров детали и инструмента, состава СОЖ и не соосности предварительного отверстия и протяжки.

Следует отметить, что при обработке тонкостенных деталей может иметь место «усадка» отверстия. Величина «разбивания» и «усадки» определяется экспериментально и учитывается при изго­товления и проектировании протяжки.