1.3. Протяжки для обработки отверстий.

Рис. 11

1) функциональные части круглой внутренней протяжки (рис. 11)

l₁ – хвостовик – нужен для закрепления протяжки в патроне протяжного станка, бывает нескольких исполнений (рис. 12-16).

d₁ = d_{заготовки} – (0,9…1) мм, где d_{заготовки} – диаметр отверстия в заготовке под протягивание.

Рис. 12 Рис. 13

Рис. 14

Рис. 15 Рис. 16

Размеры хвостовиков нормализованы и должны соответствовать нормализованным размерам патронов в протяжных станках.

l₂ – шейка соединяет хвостовик с остальными частями протяжки.

d₂ = d₁ – (0,5…1) мм, длина шейки рассчитывается так, что перед началом протягивания один зуб располагается от торца заготовки на расстояние 2…5 мм (рис. 1, 2, 4).

Если длина шейки окажется меньше рассчитанной, протяжка упрется в торец детали, и не зажмется в патроне станка, если же длина шейки вала окажется больше - производительность уменьшится, из-за увеличения холостого хода.

Обычно на шейке маркируют протяжку (материал протяжки, длину протягиваемого отверстия, заводской номер протяжки).

l₃ – направляющий конус служит для предварительного центрирования отверстия заготовки: l₃ = 10…25 мм.

l₄ - передняя направляющая часть служит для окончательного центрирования обрабатываемого отверстия заготовки относительно оси протяжки:

d₄ = d_{заготовки (min)} (f7, e8); l₄ = (0,6…1) l_{заготовки}.

l₅ – рабочая часть – служит для срезания припуска образования требуемой точности обработки поверхности, включает:

l₆ – черновые зубья;

У черновых зубьев первый зуб выполняют усиленным или, как ещё называют, буферным. От других черновых зубьев он отличается лишь шириной зуба, а стружечные канавки идентичны. Буферный зуб необходим как для случая, если заготовка будет с отклонением отверстия, так и для того, чтобы исключить её поломку.

Рис. 17

l₇ – чистовые зубья;

l₈ – калибрующие зубья (последние калибрующие зубья делают на 0,02-0,04 мм меньше диаметра предшествующих зубьев группы, для удаления всего слоя металла по окружности).

l₉ – зад. направляющая часть – служит для центрирования протяжки в детали в момент выхода из неё последних калибрующих зубьев: d₉ = d_{min калибр. зуб} (f7, e8), l₉ = l₄.

l₁₀ – опорная цапфа, имеется только у длинных нежестких протяжек на горизонтально-протяжных станках, служит для поддерживания заднего конца протяжки от провисания, приводящего к искажению формы и размеров обрабатываемой поверхности.

Цапфа лежит на подвижном скользящем люнете, передвигается вместе с протяжкой на люнете, скользит по направлению станка.

У протяжек, работающих на станках с автоматическим возвратом в исходное (верхнее) положение (обычно это станки вертикального типа), вместо опорной цапфы имеется задний хвостовик (рис. 93), под быстросменный патрон; задний хвостовик аналогичен переднему, а размеры его могут быть либо равны переднему, либо на одну – две позиции нормализованного ряда меньше размеров переднего хвостовика.

У прошивки нет хвостовика l₁ и шейки l₂ (рис. 17).

Рис. 18

Рис. 19

2) рабочая часть круглой внутренней протяжки (участок l₅ рис. 11)

На рабочей части имеются черновые l₆, чистовые l₇, (режущая часть), и калибрующие l₈ ( калибрующая часть) зубья, форма и размеры которых в осевом сечении устанавливают исходя из условий возможности резания и образования стружки, размещения стружки и прочности зуба и в зависимости от шага зубьев Р, высоты стружечной канавки h_K, ширины задней поверхности B, переднего γ и заднего α углов (рис. 19-23).

Формы зубьев:

1. с прямолинейной спинкой под углом = 35…45⁰. Применяются для материалов, дающих элементную стружку.

Рис. 20

2. с круговой вогнутой спинкой радиуса Rk = 1,6 h_K для приближения формы зуба к балке равного сопротивления изгибу и увеличения пространства для размещения стружки. Применяются для материалов, дающих сливную стружку.

Рис. 21

3. с удлиненной формой для увеличения пространства для размещения стружки или увеличения диаметра опасного сечения до дна стружечной канавки; при протягивании отверстий, прерывистых по длине на каждом участке образуется отдельный завиток стружки и общий объём стружки увеличивается.

Рис. 22

4. с неравномерным шагом для уменьшения вероятности появления вибраций при работе протяжки Р₁ – Р = 0,5 мм.

Рис. 23

5. с цилиндрической ленточкой шириной f_i, для точного обеспечения диаметров калибрующих зубьев . Ширина f_i увеличивается по длине протяжки от зуба к зубу на 0,2…0,6 мм( т.е. f_i – f_i-1 = 0,2 мм) – для сохранения ленточки на калибрующих зубьях при их периодической переточке по передней поверхности зуба.

Рис. 24

Основание канавки делают в форме дуги радиуса r_К.

Передний угол γ назначается: γ = 10…20⁰ для стали; γ = 5…8⁰ для чугуна; γ = 20…25⁰ для цветных металлов.

Задний угол α у внутренних протяжек делают не большим, равным 2…3⁰ для режущих, и 1⁰ для калибрующих зубьев, что обеспечивает минимальное изменение диаметров зубьев при их переточке по передней поверхности.

У наружных протяжек α = 10⁰, т.к. изменение высоты зуба при переточках может быть компенсировано соответствующей регулировкой положения протяжки.

Основными параметрами рабочей части круглой протяжки являются:

1. форма зуба (форма стружечной канавки);

2. высота стружечной канавки;

3. значение заднего и переднего углов;

4. шаг между зубьями;

5. подача на зуб;

6. угол наклона зубьев протяжки λ относительно вектора главного движения.

1. Форма зубьев нормализована и зависит от обрабатываемого материала.

2. Высота стружечной канавки нормализована и определяется расчётом по условию размещения стружки в стружечной канавке.

3. Передний угол выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и материала протяжки. На практике для быстрореза g = 10…15°. Отклонение ± 1°. Задний угол делается минимальным, порядка 2…3°±30¢ для минимального изменения диаметра зубьев при переточках.

4. Чем меньше шаг, тем больше количество зубьев, одновременно участвующих в резании (повышается производительность). Однако при этом для размещения стружки необходимо увеличивать размеры стружечной канавки, что приведет к снижению прочности протяжки. Количество зубьев участвующих в резании определяется по формуле:

z = L_з/P,

где L_з -длина отверстия в обрабатываемой заготовке;

P- шаг между зубьями.

Условием равномерного протягивания является:

1. z ≥ 3;

2. z - целое число.

Критерием равномерного протягивания является постоянство силы резания.

Если число z не равно целому числу, например, 4.6, то это означает, что 40% времени работы протяжки в контакте с заготовкой находится 4 зуба и 60% - 5 зубьев.

Однако при увеличении z неравномерность протягивания уменьшается, например, при z = 7.6 процесс протягивания более равномерный, чем при z = 4.6.

5. Зависит от выбранной схемы резания и обрабатываемого материала (для профильной схемы резания при обработке стали S_z от 0,02…0,12 мм/зуб, для чугуна до 0,15 мм/зуб, при групповой схеме резания: для стали 0,02…0,30 мм/зуб, для чугунов до 0,40 мм/зуб.

6. При λ > 0 происходит более равномерное протягивание, если суммарная длина режущих кромок будет постоянной.

Зубья РИ имеют острую кромку.

Зубья калибрующей части имеют фаску по задней поверхности с a_f = 0,

f = 0,5…1 мм.

Фаска имеет различную длину в связи с тем, что высота зубьев различна, это нельзя исключить для обеспечения одинаковых диаметров всех калибрующих зубьев: у калибрующих зубьев шаг может быть уменьшен, т.к. снимается минимальное количество стружки и это уменьшает длину протяжки.

(!) При каждой переточке первый калибрующий зуб переходит в последний режущий, т.е. количество переточек круглой протяжки определяется числом калибрующих зубьев.