Протяжки

Протяжки являются высокопроизводительным режущим инструментом, применяемым для обработки внутренних и наружных поверхностей деталей в условиях серийного и массового производства. Они обеспечивают получение точности до 7–9-го квалитета и до 9-го класса шероховатости обработанной поверхности [6, 7, 8, 9, 27, 33, 37, 49].

Высокая производительность протягивания объясняется тем, что в работе одновременно участвует несколько режущих зубьев, обеспечивающих большую суммарную длину режущих кромок.

По характеру обрабатываемых поверхностей протяжки разделяют на внутренние и наружные. Внутренние протяжки обрабатывают отверстия (круглые, прямобочные шлицевые, с треугольными шлицами, с эвольвентными шлицами, шпоночные пазы, гранные отверстия).

Наружные протяжки предназначены для обработки плоскостей и фасонных поверхностей.

По конструкции все протяжки разделяются на цельные, составные и сборные.

Конструктивные и геометрические параметры протяжек

для обработки отверстий

Протяжка для обработки отверстия (рис. 3.1) имеет следующие конструктивные элементы:

1. Хвостовик – l₁. Он служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка. Форма хвостовика зависит от вида протяжки и используемого протяжного станка.

2. Шейка – l₂.

3. Передняя направляющая часть с направляющим конусом l₃. Она служит для установки и центрирования заготовки перед протягиванием.

4. Режущая часть l₄ состоит из режущих зубьев, которые постепенно увеличиваются в размере по диаметру, т.е. высота каждого последующего зуба больше высоты предыдущего зуба на величину подъема на зуб S_z (рис. 3.2).

5. Калибрующая часть l₅. Она окончательно формирует профиль детали. Калибрующие зубья имеют постоянный диаметр, равный диаметру последнего режущего зуба.

Рис. 3.1. Конструктивные элементы круглой протяжки

а б

Рис. 3.2. Форма режущих (а) и калибрующих (б) зубьев протяжки

6. Задняя направляющая часть l₆. Она служит для направления протяжки при работе последними зубьями.

На режущих зубьях круглой протяжки в шахматном порядке делают канавки для дробления стружки (рис. 3.3). Шаг между канавками t_к=5–10 мм; ширина канавки S_к=0,6–1,5 мм; глубина канавки h_к=0,4–1,0 мм.

Рис. 3.3. Форма канавок для дробления стружек

Для повышения точности обработки и класса шероховатости обработанной поверхности между режущими и калибрующими зубьями изготавливают переходные (зачищающие) зубья с уменьшенным подъемом на зуб S_z до 0,01–0,02 мм.

Схемы резания при протягивании

Под схемой резания понимают последовательное положение режущих кромок инструмента в процессе образования заданного профиля.

а б в

Рис. 3.4. Схемы резания протяжек: а – профильная; б – генераторная;

в – прогрессивная

Профильная схема резания

При профильной схеме резания срезание припуска (рис. 3.4, а) производится зубьями, профиль которых подобен профилю поперечного сечения обработанной поверхности, а профиль последнего зуба точно соответствует профилю изделия. К примеру, при обработке квадрата все зубья протяжки имеют конфигурацию квадрата, стороны которого увеличиваются на толщину среза (S_z). Как правило, профильная схема обеспечивает высокое качество обработанной поверхности. Существенные недостатки данной схемы резания: сложность изготовления фасонного контура зубьев протяжки, возможность возникновения больших сил резания.

Генераторная схема резания

Значительно проще в изготовлении протяжки, работающие по генераторнойсхеме резания (рис. 3.4, б). При этой схеме каждый зуб протяжки участвует в обработке поверхности. Постепенное суммирование (генерирование) обработанной поверхности из отдельных участков определило названные схемы резания. Например, при обработке квадратного отверстия по генераторной схеме резания первый зуб протяжки имеет форму окружности, промежуточные зубья – форму дуг, а последний зуб – форму уголка. Радиус каждого последующего зуба увеличивается на толщину среза (S_z). Шеро-ховатость обработанной поверхности при работе по генераторной схеме несколько выше (т.е. класс шероховатости ниже), чем при работе по профильной схеме.

Прогрессивная схема резания

При прогрессивной схеме резания зуб протяжки полностью срезает слой обрабатываемого параметра на определенном участке (рис. 3.4, в). К примеру, первый зуб снимает слой шириной , вто-рой – два участка параметра, каждый шириной и, наконец, третий зуб – оставшиеся два участка периметра шириной по . В результате работы трех зубьев удаляется припуск по всей ширине.

Прогрессивную схему резания называют еще групповой, так как заданный профиль на детали воспроизводится группой зубьев. При таком разделении работы между зубьями прогрессивной протяжки снимается короткая, но более толстая стружка, что приводит в свою очередь к снижению сил резания. Поэтому прогрессивная схема резания нашла наиболее широкое применение при большом припуске, при обработке по корке и при обработке внутренних поверхностей больших размеров. Эту схему резания целесообразно применять и при обработке деталей, обладающих низкой жесткостью.

Основной недостаток протяжек с прогрессивной схемой реза-ния – сложность изготовления протяжек.

Технические условия на изготовление протяжек

ГОСТ 28442-90 предусмотрены технические условия на изготовление протяжек для цилиндрических, шлицевых и гранных отверстий.

ГОСТ 16491-80 содержит технические условия на изготовление шпоночных протяжек.

Технические условия предусматривают:

а) материал режущей и хвостовой части;

б) твердость отдельных участков протяжек;

в) шероховатость обработанных поверхностей протяжек;

г) отклонения на отдельные параметры протяжек;

д) методы испытания протяжек;

е) маркировку, упаковку и транспортировку протяжек.

В качестве примера рассмотрим основные моменты по ГОСТ 28442-90.

Технические требования

1. Протяжки из быстрорежущей стали допускается изготовлять цельными, сварными, с механическим креплением хвостовика или сборными с насадными втулками.

2. Твердость протяжек и деталей к ним должна быть, HRC:

зубьев и задней направляющей

из быстрорежущей стали……………………………63–66

зубьев из стали ХВГ…………………………………62–65

передней направляющей

из быстрорежущей стали…………………………….61–66

передней и задней направляющей

из стали марки ХВГ………………………………….57–65

хвостовика, механически

прикрепляемого к протяжке………………………..43,5–51,5

цельных протяжек ………………………………….51,5–57

оправки сборных протяжек…………………………32–41,5

3. Зубья протяжек не должны иметь завалов, заусенцев и выкрошенных кромок.

На протяжке допускаются следы от рихтовки.

4. Центровые отверстия – формы В, Р или Т по ГОСТ 14034.

5. Параметры шероховатости поверхностей протяжек по ГОСТ 2789 должны быть, мкм, не более:

передней и задней поверхностей и

ленточек зубьев протяжек для шлицевых

и гранных отверстий;

задней поверхности черновых, переходных,

чистовых зубьев и калибрующих,

выполненных с ленточкой;

ленточек на черновых, переходных

и чистовых зубьях протяжек для цилиндрических

отверстий;

передней поверхности зубьев протяжек

для цилиндрических отверстий

с полями допусков Н7 и Н8 …………………….…….Rz 1,6

Н9 ………………………………..Rz 3,2

задней поверхности калибрующих зубьев,

выполненных без ленточки;

ленточек на калибрующих зубьях протяжек

для цилиндрических отверстий

с полями допусков Н7 и Н8 ………………………… Rz 0,8

Н9 ……………………………… Rz 1,6

рабочих боковых поверхностей шлицевых

зубьев, ленточек зубьев на гранях гранных

протяжек (при генераторной схеме резания),

угловых поверхностей фасонных зубьев,

боковых поверхностей шлицевых и гранных

передней и задней направляющих …………………… Rz 3,2

поверхностей радиуса у передней поверхности,

стружкоделительных канавок, выкружек,

нерабочей (поднутренной) боковой поверхности

шлицевых зубьев;

задней поверхности зубьев на гранях гранных

протяжек (при генераторной схеме резания) ………… Rz 6,3

поверхности криволинейной спинки зуба

(по требованию заказчика) ……………………………. R_z 6,3

гладких цилиндрических поверхностей

передней и задней направляющих;

посадочной поверхности под втулки

и поверхности опорного торца оправки

сборных протяжек, посадочной поверхности

отверстия и поверхностей опорных торцов

режущих втулок и направляющих наружного

диаметра шлицевых и гранных протяжек,

передней и задней направляющих, посадочной

поверхности цилиндрической части хвостовика,

конической поверхности под кулачки

и центрующего буртика резьбового соединения

протяжки под навертной хвостовик …………………… Rz 1,25

поверхности выточки во втулках и направляющих

сборных протяжек, нерабочей продольной

канавки на гранных протяжках………………………… Rz 10

поверхностей нерабочих торцов протяжки,

нерабочей шейки между посадочной

поверхностью хвостовика и передней

направляющей, нерабочей шейки и нерабочего

конуса замка ……………………………………………… Rz 5

остальных поверхностей ………………………………… Rz 2,5

6. Ширина цилиндрической ленточки на калибрующих зубьях протяжек должна быть от 0,2 до 0,6 мм. Калибрующие зубья протяжек для цилиндрических отверстий допускается изготавливать без ленточек.

Допускается на задней поверхности черновых, переходных и чистовых зубьев цилиндрическая ленточка шириной не более 0,05 мм.

7. Боковые стороны зубьев протяжек для шлицевых прямобочных отверстий высотой более 1,5 мм должны выполняться с поднутрением.

Ширина ленточки на боковых сторонах зубьев не должна быть более 1 мм.

Допускается форма зуба без боковой ленточки.

8. Ширина ленточки по краям граней зубьев протяжек для гранных отверстий должна быть 0,6–1,0 мм.

9. Предельные отклонения общей длины протяжек: до 1000 мм 3 мм; свыше 1000 мм 4 мм.

Предельные отклонения расстояния до первого зуба 5 мм.

10. Неуказанные предельные отклонения размеров протяжки: Н16, h16, .

11. Размеры и предельные отклонения хвостовиков – по

ГОСТ 4044-70.

12. Предельные отклонения диаметров зубьев с подъемом на зуб свыше 0,02 мм по диаметру должны соответствовать значениям, указанным в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Предельные отклонения диаметров зубьев

Номинальный диаметр	Предельные отклонения диаметров зубьев при подъеме на зуб по диаметру
св. 0,02 до 0,04	св. 0,04 до 0,08	св. 0,08 до 0,16	св. 0,16
До 50	–0,010	–0,010	–0,016	–0,020
Св. 50 до 120	–0,016	–0,016	-0,020
Св. 120 до 180	–0,020
Св. 180	–0,025

13. Предельные отклонения диаметра круглой гладкой передней направляющей и круглой гладкой части шлицевой и гранной передней направляющей – по е8. Предельные отклонения наружного диаметра шлицевой и гранной передней направляющей – по h10.

14. Предельные отклонения диаметра задней направляющей протяжеки для цилиндрических отверстий – по f7, круглой задней направляющей гранной протяжки – минус 0,1 мм.

Предельные отклонения наружного диаметра шлицевой и гранной задней направляющей – по h11.

15. Предельные отклонения ширины выкружек: 0,5 мм, стружкоделительных канавок + 0,5 мм.

16. Предельные отклонения углов:

переднего угла всех зубьев ……………………–1° +2°

заднего угла черновых переходных,

чистовых и фасонных зубьев …………………. 30¢

заднего угла выкружек и стружко-

делительных канавок ………………………….. 1°

заднего угла калибрующих зубьев …………… 15¢

При маркировке на хвостовике протяжки должны быть четко нанесены:

1) товарный знак предприятия-изготовителя;

2) обозначение протяжки;

3) год изготовления;

4) марка стали рабочей части протяжки;

номер прохода протяжки, если протяжка предназначена для использования в комплекте.