6.9.6. Скорость резания и стойкость протяжек

Назначение режимов резания при протягивании для конкретных условий обработки сводится к определению скорости резания. Подъ­ем на зуб S_z (или толщина среза а) назначается при конструировании протяжек для определенных условий работы и в процессе их эксплуа­тации не корректируется. Его можно изменить только путем переточ­ки протяжки.

При определении скорости протягивания учитывается не столько период стойкости, сколько получение необходимой шероховатости протянутой поверхности, так как при обработке конструкционных материалов изменение скорости в небольших пределах не оказывает существенного влияния на стойкость протяжек. Скорость резания подсчитывают по формуле

(6.173)

а затем корректируют по кинематическим данным протяжного стан­ка. При обработке конструкционных сталей коэффициент С_о = = 6,3...16,8, показатели степени т = 0,6...0,87, у = 0,62...1,4.

Рекомендуются следующие средние периоды стойкости протя­жек: 1) для шпоночных протяжек Т= 120 мин при обработке конст­рукционных сталей и Т = 180 мин при обработке чугуна; 2) для круг­лых протяжек средних диаметров Т= 180 мин при обработке сталей и Т= 270 мин при обработке чугуна; 3) для шлицевых протяжек (диа­метром 32...52 мм) Т= 420 мин при обработке сталей и Т= 600 мин при обработке чугуна [78].

Кроме этого, проводится проверка возможности осуществления процесса резания с выбранными элементами режима резания на дан­ном станке. Для этого подсчитывают силу P_z и сравнивают с наиболь­шей тяговой силой, развиваемой электродвигателем станка, Р_ст. При этом должно быть P_z < Р_Ст-

Основное технологическое время определяют по формуле

240

(6.174)

где l_рх —длина рабочего хода протяжки, мм; К_хх= 1,14... 1,5— коэф­фициент, учитывающий затраты времени на обратный холостой ход протяжки.

6.9.7. Протяжки для наружных поверхностей

Для обработки наружных поверхностей сложного контура приме­няют комплекты (наборы) протяжек [34, 52, 74, 78]. Они представля­ют собой инструменты сборной конструкции, состоящие из корпуса, к которому прикрепляют отдельные протяжки (секции), обрабаты­вающие соответствующие участки поверхности детали. Протяжки, входящие в комплекты, имеют много общего по своему устройству и принципу работы с протяжками для отверстий. В частности, величи­на шага зубьев, количество одновременно работающих зубьев, коли­чество режущих и калибрующих зубьев, форма и размеры стружечных канавок и заполняемость их стружкой, величины передних и задних углов, количество и размеры стружкоделительных канавок и другие параметры определяют по тем же данным, что и у протяжек для отвер­стий. В то же время протяжки, входящие в комплект, по конструкции отличаются от внутренних протяжек, так как не имеют хвостовиков, направляющих и ряда других конструктивных элементов. Кроме того, такие протяжки, как правило, имеют возможность регулиро­ваться по высоте, что повышает их долговечность. Комплекты протя­жек применяют в основном на вертикально-протяжных станках.

Подлежащие протягиванию сложные поверхности разбивают по профилю на ряд элементарных участков, для которых применяют от­дельные секции, образующие комплект протяжек. С учетом конкрет­ных условий комплект протяжек проектируют так, что в работу могут вступать отдельные протяжки последовательно. В целом при проек­тировании комплекта протяжек необходимо руководствоваться сле­дующим [74]:

• все секции должны свободно размещаться в корпусе без чрез­ мерного его усложнения;

• ширина и высота корпуса вместе с секциями не должны выхо­ дить за пределы, обусловливающие возможность присоединения протяжки к ползуну станка, а для горизонтально-протяжных стан­ ков — прохождение корпуса сквозь отверстие в опорной плите;

• сила протягивания, возникающая при работе параллельных секций, не должна перегружать станок и вызывать чрезмерную де­ формацию обрабатываемой детали;

241

Рис. 6.96. Схема расположения секций в корпусе

Рис. 6.95. Профиль обрабатываемой де­тали

• взаимное расположение секций не должно препятствовать сво­ бодному выходу стружки из стружечных канавок и вместе с тем долж­ но допускать правильное сопряжение поверхностей, обработанных соседними секциями;

• при параллельно-последовательном расположении секций для постепенного нарастания сил резания вначале в работу должны всту­ пать секции, обрабатывающие меньшую общую длину поперечного сечения.

На рис. 6.95 в качестве примера показан профиль детали, кото­рую предполагается обработать комплектом протяжек. Цифрами 1, 2, 3, 4 и 5 обозначены элементарные участки профиля. Согласно ука­занным рекомендациям протяжки необходимо разместить в корпусе параллельно-последовательно так, как показано на рис. 6.96 (рим­скими цифрами обозначены секции, обрабатывающие участки).

Как видно из рис. 6.96, каждый из участков обрабатывает отдель­ная секция, причем применены простые секции как наиболее техно­логичные. В ряде случаев возможно применение конструктивно бо­лее сложных секций. Например, для поверхностей 7 и 2 (см. рис. 6.95) уступов можно применить протяжку, профиль которой показан на рис. 6.97. Однако эта протяжка менее технологична. Такие про­тяжки применяют в тех случаях, когда невозможно более простое конструктивное решение. Крепление секций в корпусах производят с помощью винтов, плоских клиньев и других средств. Наиболее ком­пактная конструкция корпуса получается при креплении секций винтами, которые могут располагаться сверху, снизу или с боков. Крепление сверху (рис. 6.98, а) применяется при возможности распо­ложения винтов между зубьями, т. е. когда зубья имеют большой шаг, или при невозможности применения другого вида крепления. При­чем, в последнем случае необходимо стремиться к тому, чтобы отвер­стие под головку винта перерезало не более одного зуба. Однако при

242

Рис. 6.97. Профиль протяж- Рис. 6.98. Крепление секций винтами

ки для обработки уступов

таком креплении зубья протяжки изнашиваются более интенсивно, по для переточки такая протяжка легко снимается с корпуса.

Крепление секций снизу (рис. 6.98, б) сохраняет целостность зубьев, но при переточках таких протяжек необходимо для разборки снимать корпус со станка. Боковое крепление (рис. 6.98, в) исключает недостатки первых двух креплений, однако исключает возможность регулирования секций по высоте. На рис. 6.99 показано крепление секций клином. В некоторых случаях применяют комбинацию ука­занных и другие крепления.

Цилиндрические секции крепят к корпусам с помощью стоек, имеющих соответствующей формы седла (рис. 6.100, а), на которые секции опираются гладкими цапфами и прижимаются к ним винта­ми. В каждой цапфе предусмотрены по два отверстия под головки крепежных винтов для того, чтобы после износа одной стороны сек­ции последнюю можно было повернуть и работать другой стороной. Полукруглые секции (рис. 6.100, б) устанавливают в корпусах с помо­щью подкладки, с которой они соединяются продольным шпоноч­ным выступом с винтами.

Рис. 6.99. Крепление клином

Для восприятия продольной (осевой) силы протягивания приме­няют упоры, устанавливаемые в конце корпуса. Чаще концевые упо­ры имеют форму призматических брусков, которые помещаются в

Рис. 6.102. Штифтовой упор

Рис. 6.100. Присоединение к корпусу цилиндрических секций

Рис. 6.101. Призматические упоры

прямоугольной канавке. Различают врезные длинные упоры (рис. 6.101, а) и врезные короткие (рис. 6.101, б). Последние применяют в случаях, когда форма детали не позволяет пользоваться длинными упорами.

Для накладных и секционных протяжек небольшой щирины при­меняют штифтовые упоры (рис. 6.102).

В целях получения необходимых размеров сложного профиля, об­рабатываемого по отдельным участкам, секции наборных протяжек подвергают регулированию. Регулирование осуществляют с помо­щью подкладок из тонкого листового металла, помещаемых между подошвой секций и корпусом, или с помощью специальных регули­ровочных клиньев. Их располагают по всей длине регулируемой сек­ции. Наклонная плоскость клина обращается к корпусу протяжки, угол уклона Ркл (рис. 6.103) равен 1°30'...2°; толщина со стороны тон­кого конца не менее 2 мм. Общая длина клина Ь_ш со свободным вы­ходом его тонкого конца

(6.175)

где L_n

_n длина регулируемой секции; /_р= 10... 15 мм — наибольший ход клина при регулировании.

244

Рис. 6.103. Положение регулировочного клина

Поскольку при регулировании клин перемещается, отверстия в нем для прохода винтов, крепящих секции, должны быть продолгова­той формы длиной также не менее /_р, как это показано на продольном сечении корпуса и клина (рис. 6.104).

Конструкция, показанная на рис. 6.104, характеризуется располо­жением винта / под клином 5, причем винт ввертывается в корпус протяжки, в котором сделано углубление 2 для головки винта. Пере­мещение клина осуществляется посредством буртика 3 на головке пинта и прямоугольной канавки 4 на клине. Для прохода клина под концевым упором в последнем сделано углубление 6 с запасом.

Работающие на горизонтальных протяжных станках наружные протяжки соединяются с ползуном станка с помощью хвостови­ков-оправок. Наружные протяжки, работающие на вертикальных на­ружно-протяжных станках, непосредственно к салазкам станка, как правило, не присоединяются. Для этой цели служит корпус протяжки или корпус и промежуточная плита-подушка. Применение промежу­точных плит способствует упрощению конструкции и устранению лишней массы корпуса.

Рис. 6.104. Винт для перемещения клина

Устройство корпусов, применяемых для крепления протяжных секций в наборных протяжках, должно обеспечивать прочное и пра­вильное положение секций соответственно профилю обрабатывае­мой детали, с учетом необходимой точности ее размеров. В большин-

245

Расстояние Ц должно удовлетворять следующему условию. Если

L_c — ход салазок станка, то

Отсюда

Рис. 6.105. Основные размеры корпуса и плиты:

1 — рабочая каретка (салазки) станка; 2— плита; 3— корпус; 4~ протяжка; 5— обрабатываемая деталь; 6—подставка; 7—фиксатор; 8— стол станка

стве случаев корпус наборных протяжек имеет форму жесткой швел­лерной балки, в продольном пазу которой устанавливаются секции. Ширина и глубина этого паза должны соответствовать секциям, имеющим наиболее широкую и глубокую расстановку в корпусе. На­ряду с корпусами швеллерного сечения применяются и другие формы их, например в виде угольника. Расчет протяжек для наружных по­верхностей аналогичен расчету протяжек для отверстий. Однако при конструировании таких протяжек оговаривают основные размеры корпуса и плиты. При этом находят длину Ьт, от первого и до последне­го зуба режущей части (рис. 6.105), имея размеры L_nc\, L_nC2, L_nci, Ьф. Поскольку L_nc\ = L_nC2, то

(6.176)

Подсчитывают расстояние от стола станка до первого зуба про­тяжки

(6.177)

где L — длина протягивания, мм; W_x — ширина подставки, мм; W₂ — расстояние от верхнего края обрабатываемой поверхности до первого зуба, мм.

246

Суммарная длина Z/не должна быть больше длины салазок, т. е.

(6.180)

где Н_е — наивысшее положение верхнего края салазок над столом,

мм.

Ширину корпуса принимают конструктивно с учетом размеще­ния головок винтов. Высота плиты 30 мм.

Последовательность сборки блока с комплектом протяжек такая.

1. Каждую секцию (если необходимо — с регулировочным кли­ пом) крепят к корпусу винтами, причем расстояние от края секции до первого резьбового отверстия 15...20 мм; между остальными отвер­ стиями расстояния 90... 150 мм и пропорциональны длине протяжки. Для секций, имеющих ширину не более 40...45 мм, достаточен один ряд резьбовых отверстий. Для более широких секций применяют два ряда, причем парные отверстия должны обеспечивать его жесткость, возможность свободного оперирования с протяжками, длина его должна быть связана с ходом салазок L_c протяжного станка.

2. Устанавливают упоры.

3. Корпусы с продольными и поперечными шпоночными канав­ ками устанавливают на плиту, базируют на шпонки и притягивают винтами. Размеры плиты назначают исходя из конструктивных сооб­ ражений.

4. Устанавливают регулировочные винты и проводят регулирова­ ние секций. Если винты крепят протяжки снизу, то регулировочные винты устанавливают после установки секции на корпус.

5. Устанавливают блок на вертикально-протяжной станок.