Режущая и калибрующая части протяжки

Поскольку протяжка является чистовым инструментом, припуск под протягивание должен рассчитываться с учетом полей допусков на размеры изготавливаемой поверхности. Например, расчетный припуск под протягивание гладкого цилиндрического отверстия необходимо определять с помощью формулы

(7.1)

где D _max – наибольший возможный диаметр готового отверстия, а D _{o min} – наименьший возможный диаметр предварительно выполненного отверстия.

Рис. 7.2. К расчету припуска под протягивание паза

Расчетный припуск под протягивание шпоночного паза (рис. 7.2)

(7.2)

где

Аналогично определяют величину A при других конфигурациях профилей.

Рис. 7.3. Схемы резания при протягивании

Припуск под протягивание может быть снят по одинарной или групповой схеме. При одинарной схеме (рис. 7.3, а) каждый из зубьев протяжки имеет подъем a_z и обрабатывает контур по всей его длине В. При групповой схеме периметр контура распределяется между зубьями протяжки, образующими группу. В примере, показанном на рис. 7.3, б, группа состоит из двух зубьев; первый зуб снимает срез шириной b ₁, а второй обрабатывает оставшуюся часть контура b ₂ = B – b ₁. Зубья одной группы не имеют подъема относительно друг друга; подъем a _гр имеют между собой только группы зубьев.

Уменьшение активной ширины режущих кромок позволяет при обработке одной и той же заготовки придать протяжке с групповой схемой резания больший подъем, чем имеет протяжка с одинарной схемой.

Пусть для получения некоторого контура используется протяжка одинарной схемы резания с подъемом на зуб a_z. Создадим для обработки этого же контура виртуальную протяжку с групповой схемой резания, для чего разобьем периметр контура на k равных по длине участков, каждый из которых будет обрабатываться соответствующим зубом группы. Чтобы сохранить производительность операции, придадим новой протяжке подъем a _гр = ka_z.

Оценим силу резания при работе реальной и виртуальной протяжек. Из теории резания известно, что ширина среза влияет на силу резания в степени х ≈ 1, а толщина среза – в степени y < 1. Следовательно, при прочих равных условиях сила резания при работе протяжки с групповой схемой окажется в k ^{1– y} раз меньше, чем при работе протяжки с одинарной схемой.

Относительно меньшие силы резания и лучшие условия врезания зубьев (они обеспечиваются увеличенной толщиной среза) – это основные причины, по которым протяжки с групповой схемой резания целесообразно применять при обработке заготовок с повышенной твердостью поверхностного слоя, например, отливок и штамповок.

Припуск A, как правило, распределяют между зубьями режущей части протяжки неравномерно. Для улучшения условий работы калибрующих зубьев нескольким последним режущим зубьям (назовем их чистовыми) придают уменьшенный по сравнению с остальными (черновыми) зубьями подъем a′_z. Количество чистовых зубьев назначают в диапазоне z ′ = 1÷4. Чистовые зубья не делят на группы, каждый из них обрабатывает контур изделия полностью.

Весь контур при любой схеме резания обрабатывает и первый черновой зуб, которому придают нулевой подъем (например, диаметр первого зуба круглой протяжки делают равным диаметру отверстия в заготовке). Таким образом, первый зуб протяжки не снимает припуска, а зачищает поверхность заготовки, стабилизируя тем самым работу остальных зубьев инструмента.

Баланс припуска, т.е. распределение припуска между зубьями протяжки при одинарной схеме резания имеет вид

(7.3)

где z – количество черновых зубьев (с учетом первого); A ′ – суммарный припуск, снимаемый чистовыми зубьями. Если все чистовые зубья имеют одинаковый подъем, то A ′ = a ′ _z z ′.

Из (7.3) количество черновых зубьев протяжки одинарного резания

(7.4)

При групповой схеме резания баланс припуска имеет вид

(7.5)

а количество черновых зубьев протяжки

(7.6)

В последних формулах т – число групп; z _гр – количество зубьев в группе.

Значения a′_z и z ′ должны быть подобраны таким образом, чтобы при заданном значении a_z или a _гр расчет по формулам (7.4) и (7.6) давал целое число черновых зубьев без какого-либо округления.

Пример 7.1. Круглая протяжка одинарной схемы резания имеет подъем черновых зубьев 0,048 мм и предназначена для обработки отверстия Æ 32^+0,025 в заготовке с отверстием Æ 30,5 ± 0,1. Сколько режущих зубьев имеет протяжка?

Из (7.1): А = 0,8125 мм.

Разделим А на a_z, чтобы найти максимально возможное число черновых зубьев, снимающих припуск (т.е. без учета первого зуба): А / a_z ≈ 16,927 Þ (z – 1) = 16.

Из (7.3): A ′ = А – a_z (z – 1) = 0,0445 мм.

Распределим A ′ между двумя (z ′ = 2) чистовыми зубьями: a′_{z 1} = 0,0245; a′_{z 2} = 0,02 мм.

Общее число режущих зубьев протяжки: z _р = z + z ′ = 19.

Рис. 7.4. Стружечные канавки протяжек

Положение передней поверхности отдельного зуба протяжки и конфигурация пространства, в котором размещается снимаемая зубом стружка, определяется формой стружечной канавки. Наибольшее распространение получили канавки, спинка зуба которых очерчена дугой окружности (рис. 7.4, а). Плавное сопряжение спинки зуба с дном канавки обеспечивает устойчивое сворачивание сливной стружки в плотный валик. Размеры канавок этого типа для нескольких часто встречающихся на практике шагов t зубьев приведены в табл. 7.2.

7.2. Размеры стружечных канавок, мм
t	h	c	r	R	t	h	c	r	R
	2,5		1,25					1,5
	1,5
			2,5
			1,5				4,5	2,5
	2,5		2,5

При обработке материалов, образующих стружку надлома (например, чугуна и бронзы), применяют канавки с прямолинейной спинкой (рис. 7.4, б), при протягивании длинных поверхностей – канавки с увеличенным шагом t ′ и прямолинейными спинкой и дном (рис. 7.4, в). Ширину спинки зуба таких канавок выбирают в диапазоне c = (0,25...0,4) t, а радиус закругления впадины r = (0,5...0,75) h.

Площадь рабочего сечения канавок принимается пропорциональной площади круга радиусом 0,5 h. Для канавок первого и второго типа

(7.7)

для канавки третьего типа

Ориентировочное значение шага режущих зубьев протяжки может быть рассчитано с помощью эмпирической зависимости

(7.8)

в которой L _o – длина обрабатываемой поверхности; x = 1,25...1,5 при одинарной схеме срезания припуска и x = 1,45...1,9 при групповой схеме.

В качестве окончательного выбирают попадающее в рассчитанный интервал значение t из стандартного ряда: 4,5; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25.

Длина режущей части протяжки

(7.9)

Калибрующие зубья протяжки снимают срез, сечение которого существенно меньше, чем у черновых режущих зубьев, поэтому (с целью уменьшения общей длины протяжки) шаг t _к калибрующих зубьев может быть уменьшен по сравнению с t без потери работоспособности инструмента. Чаще всего полагают t _к ≈ (2/3) t, выбирают ближайшее значение из стандартного ряда шагов и в соответствии с ним – размеры стружечной канавки.

Рис. 7.5. Калибрующий зуб протяжки

7.3. Количество калибрующих зубьев протяжек
Квалитет точности	z к
св. 10	2÷3

Зубья калибрующей части протяжки (рис. 7.5) отличаются от режущих не только меньшими линейными размерами и меньшим задним углом a _{r к} в радиальной секущей плоскости, а и наличием ленточки f = 0,2...0,3 мм. Такая конструкция задней поверхности позволяет продлить срок службы инструмента, т.к. при его заточке калибрующие зубья теряют размер не сразу, а постепенно. До тех пор, пока на протяжке остается хотя бы один калибрующий зуб, гарантирующий точность формы и размеров обработанной поверхности, протяжка пригодна к эксплуатации.

У нерегулируемых протяжек калибрующие зубья не только зачищают поверхность после режущих зубьев, а и служат резервом этих зубьев. По мере заточек такой протяжки ее чистовые режущие зубья превращают в черновые, а калибрующие – в чистовые режущие. Естественно, чем меньше поле допуска на калибрующие зубья протяжки, тем быстрее происходят эти превращения. Для увеличения полного периода стойкости (срока службы) протяжек, которые обрабатывают точные профили, у них делают большее число калибрующих зубьев z _к (табл. 7.3).

Длина калибрующей части протяжки

(7.10)

Дата добавления: 2014-01-20