Протяжки переменного резания

Протяжки прогрессивной конструкции (переменного резания) были предложены Д. К. Маргулисом, А. А. Залесовым и С. А. Плеха-новым [31].

Протяжки переменного резания, например для круглых отверстий, отличаются от протяжек обычной конструкции тем, что металл срезается здесь не кольцевыми слоями, а разделяется на части. Это осуществляется посредством прорезания в удаляемом слое металла продольных канавок и последующего срезания образующихся при этом выступов.

Подъем у протяжек прогрессивных конструкций производится не на каждый зуб, а на группы зубьев или секции. Вследствие уменьшения ширины среза подача, приходящаяся на секцию, у таких протяжек принимается значительно большей, чем у протяжек обычной конструкции, а это приводит к снижению удельной силы резания. Длина прогрессивных протяжек получается меньше, а стойкость больше.

Зубья протяжек переменного резания разделяются на следующие четыре группы:

1) черновые (обдирочные), срезающие основную часть припуска;

2) переходные для предварительной зачистки образованной поверхности;

3) чистовые;

4) калибрующие.

Черновые зубья располагаются секциями, в каждой по 2–5 зубьев. Диаметры зубьев, входящих в секцию, одинаковы, за исключением последнего зуба секции, который выполняется на 0,03–0,05 мм меньше остальных. Диаметры самих секций (от первой до последней) постепенно увеличиваются.

Каждый зуб секции срезает стружку не по всему периметру окружности, а узкими полосами. Для образования полной окружности участки режущих кромок на отдельных зубьях взаимно смещаются. Последний зуб в секции имеет сплошную круговую кромку, т.е. каждая секция черновых зубьев срезает стружку по полной окружности.

Черновые зубья имеют дуговые углубления-выкружки, разделяющие стружку по ширине. Благодаря этим выкружкам и наличию на них задних углов (4–6°) значительно упрочняются края режущих кромок и облегчаются условия резания. Подача на зуб S_z на черновых секциях колеблется чаще всего в пределах от 0,12 до 0,3 мм при обработке стали.

Переходные зубья также располагаются секциями. Обычно каждая секция переходных зубьев имеет два зуба.

Шаг, размеры стружечных канавок и передний угол на переходных зубьях имеют такую же величину, как и на черновых зубьях.

Чистовые зубья не разделяются на секции и все имеют подъем на зуб (S_z=0,02–0,01 мм). Чем выше требуемый класс чистоты и точности протянутого отверстия, тем меньше подъем на зуб. Шаг чистовых и калибрующих зубьев принимается укороченным

t_чист

но не менее 4 мм, так как иначе зубья получаются недостаточно прочными и долговечными. Укороченные шаги способствуют получению более правильной формы и высокой точности размеров отверстия. Изменение шага вызывает изменение размеров стружечных канавок чистовых и калибрующих зубьев.

Передний угол чистовых зубьев обычно принимается на 3° больше, чем у черновых, для облегчения срезания тонкой стружки, но может оставаться и без изменения. Задний угол обычно составляет 2°30'.

Калибрующие зубья или имеют на вершинах цилиндрическую ленточку до 0,2 мм, или затачиваются наостро. Передний угол на калибрующих зубьях такой же, как и на чистовых зубьях, задний угол α_к=1°–1°30'.

Диаметр калибрующих зубьев принимается меньше наибольшего диаметра протянутого отверстия на величину остаточной деформации.

Для повышения чистоты протянутого отверстия шаг чистовых и калибрующих зубьев рекомендуется изготавливать неравномерным.

Количество выкружек N_r, т.е. дуговых канавок на прорезных черновых зубьях, и равное им количество режущих участков на кромках подсчитываются по формуле

(3.1)

где b_в – ширина каждого режущего участка;

Z_c – число зубьев в секции.

На переходных и чистовых зубьях, а также на прорезном зубе первой черновойсекции количество выкружек определяется при Z_с=2. Протяжки переменного резания имеют следующие достоинства перед обычными протяжками:

- меньшую общую длину протяжки за счет уменьшения длины режущей части;

- меньшее налипание металла на задних гранях;

- повышение чистоты обработанной поверхности;

- повышение стойкости.

Исходные данные для расчета протяжки: форма и окончательные размеры протянутого отверстия и отверстия до протягивания, длина протягивания, метод изготовления предварительного отверстия, необходимая чистота обработанной поверхности, характеристика обрабатываемого материала, станок, на котором будет работать протяжка.

Расчет цилиндрической протяжки прогрессивной конструкции (переменного резания)

Исходные данные для расчета протяжки:

1. Размеры протянутого отверстия.

2. Длина обрабатываемого отверстия L.

3. Свойства обрабатываемого материала (марка, твердость и предел прочности при растяжении).

4. Тяговое усилие станка.

5. Наибольшая длина хода станка.

6. Вид смазочно-охлаждающей жидкости.

Расчет ведется по следующей схеме:

1. Величина припуска на протягивание А₀ определяется по табл. 3.2.

2. Диаметр предварительного отверстия D₀=D–А₀, где D – номинальный диаметр протянутого отверстия.

3. Материал протяжки назначается по табл. 3.3.

4. Хвостовик протяжки (рис. 3.6, 3,7) принимается по табл. 3.4. Хвостовик имеет диаметр D₁ и наименьшую площадь поперечного сечения F_х.

5. Усилие Р_σх допускаемое прочностью хвостовика, подсчиты-вается по наименьшей площади поперечного сечения хвостови-ка F_х

. (3.2)

Величина [σ] принимается по табл. 3.7.

Усилие Q, допускаемое тяговой силой станка, принимается с коэффициентом 0,8÷0,9 от номинального тягового усилия заданного станка. Наименьшее усилие из двух (Р_σх и Q) составит допустимое усилие Р_доп.

6. Максимальная глубина h₀[σ] стружечной канавки по допустимому усилию определяется по формуле

(3.3)

где [σ] – допустимое напряжение материала рабочей части протяжки (не хвостовика, см. пункт 5 расчета).

7. Шаг черновых зубьев по рассчитанному значению h₀[σ] опреде-ляется по табл. 3.9 или по формуле

t=(1,45…1,9) . (3.4)