Режущий инструмент и схемы обработки

Протяжка – многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи (ГОСТ 25751-83). Рабочую часть протяжек делают из инструментальных сталей и твердых сплавов.

В зависимости от типа обрабатываемых поверхностей различают внутренние (рис. 6.63.) протяжки и наружные (рис. 6.64.), по конструкции протяжки делят на цельные и сборные. В зависимости от места приложения силы резания различают протяжки и прошивки.

Режущие лезвия внутренних протяжек бывают круглыми, квадратными, шлицевыми, шпоночные и другой формы. Круглые протяжки предназначены для получения цилиндрических отверстий диаметром 10...90 мм. Сборными круглыми протяжками (рис. 6.65.) обрабатывают отверстия диаметром до 160 мм. Шлицевые протяжки (рис. 6.63, д) применяют для получения в отверстиях прямых и винтовых канавок прямолинейного и эвольвентного профиля. Шпоночные протяжки служат (рис. 63, е) для обработки шпоночных пазов в цилиндрическом отверстии. Протяжки для наружного протягивания применяются для обработки сложных наружных поверхностей. С целью снижения себестоимости их обычно изготавливают сборными со вставными зубьями, оснащенными быстрорежущей сталью или твердыми сплавами. Зубья представляют собой большое число широких строгальных резцов, закрепленных в корпусе; общей схемой протягивания является снятие заданного припуска последовательно расположенными режущими лезвиями инструмента. Наружное протягивание успешно конкурирует с фрезерованием, превосходя его по точности обработки и шероховатости поверхности.

Для обработки отверстий используют также инструмент – прошивку. В прошивках (рис. 6.66.) сила резания приложена к задней рабочей части инструмента, при этом деформируется стержень инструмента. Прошивка работает на сжатие, для ее перемещения используют пресс. В протяжках же сила резания (рис. 6.67.) приложена к передней рабочей части (хвостовику) инструмента, при этом деформируется корпус (рабочая часть) инструмента, т.е. протяжка работает на растяжение.

У протяжки для обработки отверстий (см. рис. 6.63, а) передняя замковая часть – l₁ служит для закрепления протяжки в рабочем патроне станка. Шейка (соединительная часть) – l₂ облегчает процесс подачи протяжки к рабочему патрону через предварительно обработанное отверстие в заготовке. Передняя направляющая часть –l₃ служит для центрирования заготовки относительно оси протяжки. Ее диаметр делают по размеру отверстия в заготовке. На режущей части l₄ располагают режущие зубья, которые срезают припуск. Высота каждого последующего зуба рабочей части больше высоты предыдущего на вели чину S_z (рис. 6.63, б), которую называют подачей на зуб. При обработке деталей из различных материалов эту величину принимают от 0,005 до 0,3 мм. Число Z_p режущих зубьев рабочей части определяют из отношения Z_p =h/ S_z, где h – припуск на обработку данной поверхности протягиванием.

Шаг зубьев режущей части протяжки t_p выбирают так, чтобы во впадине каждого зуба размещалась вся срезаемая стружка и в работе одновременно участвовало не менее трех зубьев. На рабочей части (рис. 6.63, а) чередуют зубья с выкружками (стружкоразделительными канавками) (рис. 6.63, в) и без них (рис. 6.63, г). Это облегчает процесс стружкообразования и размещения стружки во впадинах зубьев, а также увеличивает стойкость инструмента.

Калибрующая часть l₅ придает обрабатываемой поверхности окончательный размер и шероховатость. На калибрующей части располагают пять – восемь зубьев одного размера без стружкоразделительных канавок (рис. 6.63, а).

Задняя направляющая часть l₆ служит для центрирования заготовки относительно протяжки до выхода из отверстия последнего калибрующего зуба. Диаметр задней направляющей части соответствует размеру обработанной поверхности. Передняя и задняя направляющие исключают относительный перекос протяжки и заготовки и неизбежную в таких случаях поломку режущих и калибрующих зубьев. Заднюю замковую часть l₇ делают в тех случаях, когда предусматривают закрепление протяжки в патроне вспомогательной каретки.

Передний g и задний a углы (рис. 6.63, б) измеряют в плоскости, перпендикулярной режущей кромке. Рекомендуемые углы заточки приведены в справочной литературе.

При обработке цилиндрических отверстий на горизонтально-протяжном станке (рис. 6.67.) круглая протяжка 1, перемещаясь со скоростью V, обрабатывает заготовку 2, которую устанавливают на вертикальную плоскость упорной втулки 3. Для заготовок, у которых опорная поверхность может быть неперпендикулярна оси обрабатываемого отверстия, вместо жесткой опоры применяют самоустанавливающуюся, например, сферического типа. По такой же схеме обрабатывают внутренние поверхности других профилей (квадратного, со шлицами и т.д.). Протягивание внутренними протяжками на вертикально-протяжных станках (рис. 6.68.) принципиально не отличается от рассмотренной схемы.

При обработке винтовых шлицев и внутренних винтовых зубьев одновременно с главным поступательным движением со скоростью V протяжки заготовка или инструмент совершают вращательное движение с подачей S_кр в соответствии с шагом винтовой поверхности (рис. 6.69.).

Существенным недостатком рассмотренных схем протя-гивания на вертикально- и горизонтально-протяжных станках являются значительные затраты времени на вспомогательные движения. Протяжные станки конвейерного и карусельного типа с непрерывным протягиванием лишены этого недостатка; на них используют плоские протяжки, неподвижно закрепленные на станке.

При непрерывном протягивании на горизонтально-протяжном станке конвейерного типа (рис. 6.70.) на непрерывно вращающейся тяговой цепи 1 закреплены приспособления, в которые в загрузочной позиции автоматическим устройством устанавливаются заготовки 2. При их движении относительно протяжки 3 они обрабатываются и затем автоматически снимаются со станка.

По сравнению с вертикально- и горизонтально-протяжными станками производительность непрерывного протягивания значительно выше. Однако применение этого дорогостоящего оборудования оправдано только при использовании в крупносерийном и массовом производствах.