Тема 12. Протягивание

Протягивание и прошивание являются высокопроизводительными

методами обработки поверхностей деталей разнообразных форм, при этом

обеспечивается точность обработки 10 - 8-го квалитетов и шероховатость

обработанной поверхности в пределах Ra = 2,5 … 0,63. Высокая производи-

тельность при протягивании и прошивании достигается одновременной

работой нескольких режущих зубьев при большом суммарном периметре

резания. Процесс прошивания имеет значительно меньшее распространение

в сравнении с процессом протягивания.

Протягивание представляет собой напряженный процесс

деформирования материала в условиях несвободного, стесненного

резания. В процессе протягивания возникают большие пластические

деформации, а также интенсивные адгезионные и диффузионные явления.

Все это приводит к снижению точности обработки и к ухудшению качества

обрабатываемой поверхности.

Различают следующие виды протягивания: 1) в н у т р е н н е е и

наружное; 2) г о р и з о н т а л ь н о е и в е р т и к а л ь но е; 3) п р е р ы -

в и с т о е и н е п р е р ы в н о е; 4) с п е циальные вид ы протягивания.

При внутреннем протягивании обработке подвергаются детали с

внутренним замкнутым контуром — отверстия цилиндрические, шлицевые,

шпоночные, многогранные и др. (рис. 50, а), при наружном протягивании

обработке подвергаются детали с незамкнутым контуром (рис. 50, б).

Горизонтальное и вертикальное протягивание обусловлено

конструкцией протяжных станков. Обычные протяжные станки (вертикаль-

ные и горизонтальные) работают по прерывистой схеме, т. е. после

обработки каждой детали приходится останавливать станок для смены

заготовок. Для повышения производительности применяют непрерывное

протягивание, при котором благодаря наличию специальных устройств и

специальных конструкций инструмента смена заготовок производится по

мере их обработки без остановки станка.

К специальным видам относится протягивание внутренних и

наружных поверхностей тел вращения дисковыми протяжками,

работающими с круговым движением, протягивание специальными

протяжками зубчатых колес и др.

Рис.50 Профили деталей, обрабатываемых протягиванием

Схема работы круглой протяжки показана на рис. 51, а, а схема

работы прошивки — на рис. 51, б. В отличие от протягивания при прошивании

инструмент — прошивка проталкивается через отверстие, работая на

сжатие.

Рис. 51. Схема работы протяжки (а) и прошивки (б)

При протягивании заготовка 3 своей торцовой частью опирается на

стенку станка 1 и остается неподвижной, протяжка 2 совершает поступательное

перемещение, которое является главным движением (рис. 51, а). При прошива-

нии заготовка 3 своей опорной частью опирается на стол пресса 4, а прошив-

ка 5 под действием пресса перемещается вертикально. В одном и другом

случаях поступательные движения инструмента являются главными движе-

ниями, а скорость движения есть скорость резания (в м/мин). Припуск на

диаметр, снимаемый протяжкой,

где D — окончательный диаметр обрабатываемого отверстия; D0 -

наименьший диаметр предварительного отверстия.

Припуск на сторону. Величину припуска при круглом

протягива-нии выбирают в пределах 0,4-1,6 мм при черновом протягивании и

0,2-1,0 мм при чистовом протягивании.

Подъем на зуб (толщина стружки) представляет собой величину, на

которую постепенно увеличивается каждый последующий режущий зуб в

сравнении с предыдущим. Различают величину подъема на зуб: ΔD - на

диаметр и - на сторону.

Величину подъема на зуб выбирают в зависимости от обрабатываемого

материала, и выдерживают одинаковой для всех режущих зубьев, за исклю-

чением нескольких (трех — четырех) последних, которые называются зачи-

щающими. У зачищающих зубьев подъем на зуб постепенно уменьшается,

так, чтобы значение а для последнего зачищающего зуба не превышало

0,01-0,02 мм. Последний зачищающий зуб обеспечивает заданную точность

обработки и качество поверхности.

Длина режущей кромки одного зуба круглой протяжки L = π D), где

D — диаметр режущего зуба в мм.

Площадь среза стружки, снимаемой одним зубом,

Суммарная площадь среза

где zmax — число одновременно работающих зубьев.

Под схемой резания при протягивании подразумевается порядок, в

котором режущие зубья протяжек будут срезать припуск на обработку.

Различают следующие схемы при протягивании профильную, генераторную и

прогрессивную.

Профильная схема. Рассмотренная выше схема реза ния при

протягивании цилиндрического отверстия, когда зубья протяжки срезают

заданный припуск в такой последовательности, при которой окончательная

Рис. 52 Профильные схемы протягивания:

а- цилиндрического отверстия; б- выпуклого профиля; в- плоской поверхности

форма и размеры отверстия получаются от воздействия всех режущих кромок,

форма которых соответствует (подобны) профилю обрабатываемой детали,

называется профильной. На рис. 52, а показана профильная схема резания для

цилиндрического отверстия; на рис. 52, б - для наружной фасонной поверхно-

сти, а на рис. 52, в - для плоской поверхности.

П р о г р е с с и в н а я схема. При прогрессивной схеме резания

режущие кромки на зубьях протяжки расположены не по всему протягивае-

мому периметру, а на части его; каждый зуб протяжки срезает слой толщиной, в

3 -10 раз большей, чем при профильной схеме резания. При этом слой матери-

ала в пределах принятой толщины среза или величины подъема на зуб срезается

одной секцией, состоящей из двух и более зубьев. На рис. 53, а показана

прогрессивная схема протягивания цилиндрического отверстия, а на рис. 53, б

- плоской поверхности. В каждую секцию протяжки входит два зуба.

Протягивание по прогрессивной схеме рекомендуется при обработке заготовок, имеющих на наружной поверхности литейную или ковочную корку.

Рис.53 Прогрессивные схемы протягивания:

а- цилиндрического отверстия; б- плоской поверхности

Г е н е р а т о р н а я схема.. При генераторной схеме протягивания

форма режущих кромок зубьев не соответствует (не подобна) профилю

обрабатываемой детали. Например, при обработке квадратного отверстия по

генераторной схеме (рис.54) режущие кромки имеют форму дуг окружностей.

Рис.54 Генераторная схема протягивания

Окончательная форма и размеры протянутой поверхности получаются

от воздействия всех режущих зубьев, участвующих в работе. В результате на

обрабатываемой поверхности образуются неровности и наблюдается

некоторое искажение обрабатываемого профиля. Для обеспечения точности и

класса чистоты обработки заданного профиля после режущих зубьев,

работающих по генераторной схеме, располагают несколько зубьев, работающих по профильной схеме.

Помимо указанных схем, применяют также комбинированное

протягивание, когда обработка производится не по одной, а по двум или трем

схемам протягивания.

Применяемые при протягивании смазочно-охлаждающие жидкости

должны обладать наибольшей смазывающей способностью. В качестве таких

жидкостей используют различные растительные масла (льняное, конопляное,

подсолнечное, сурепное и др.). В обычных условиях протягивания для

экономии растительных масел можно применять сульфофрезол, 20%-ный

раствор эмульсии и др. Чугунные и бронзовые детали протягивают с

применением керосина или 5-10%-ного раствора эмульсии.

Основное технологическое время Т0 при протягивании отверстия по

профильной схеме определяется с учетом времени, затрачиваемого на рабочий и

холостой ходы.

При протягивании одной детали:

Если обозначить получим,

Если одновременно протягивается q деталей,

где l - длина рабочего хода, включающего длину рабочей части протяжки l 1,

длину протягиваемой поверхности l 2 и длину перебегов l 3 в размере 30 -50 мм;

v p x - скорость рабочего хода в м/мин; v x.x. - скорость холостого хода в м/мин; q -

количество одновременно обрабатываемых деталей; К - коэффициент, учитываю-

щий соотношение между скоростями рабочего и холостого ходов.

Стойкость протяжки Т определяют с учетом времени, затрачиваемого только

на рабочие ходы; это стойкость, которая выражается продолжительностью

контакта зуба протяжки за период всех рабочих циклов между переточками.

Стойкость протяжки:

где l 2 — длина протягиваемой поверхности в мм; i — число рабочих

циклов между переточками.

Скорость рабочего хода принимается в пределах vp х= 0,5 ÷20 м/мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами протяжки, подсчитыва-

ется по эмпирической формуле:

где Сv - постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого

материала и условий обработки; Т- стойкость протяжки в мин; а - подъем на зуб

в мм.

Период стойкости протяжки Т колеблется в пределах 100-150 мин

в зависимости от марки инструментальной стали, физико-механических

свойств обрабатываемого материала, режимов резания и требований,

предъявляемых к шероховатости и точности протягиваемых отверстий.

Значения показателя степени m для различных обрабатываемых материалов

колеблется от 0,5 до 0,8, а значения показателя у v - от 0,6 до 0,8. Значения C v, y v

и m приводятся в справочниках по режимам резания. Применение

твердосплавных протяжек позволяет повысить стойкость в 8-15 раз по

сравнению с аналогичными протяжками из быстрорежущей стали при

сохранении одинаковых условий обработки.

Дальнейшее развитие и совершенствование процесса протягивания идет

в настоящее время в направлении самого широкого внедрения в

промышленность протяжек с припаянными пластинками из твердого сплава, а

также с многогранными неперетачиваемыми пластинками, закрепляемыми в

корпусе протяжки механическим способом. Вторым важным направлением в

совершенствовании процесса протягивания является изыскание новых, более

производительных схем резания (схемы переменного резания,

комбинированные и др.).

Дата добавления: 2014-12-17