Проектирование металлорежущих инструментов

Иноземцев Г.Г.

Машиностроение, 1984 г.

Протягивание является одним из наиболее высокопроизводительных процессовобработки деталей резанием. Высокая производительностьпроцесса протягивания объясняется тем, что одновременно находится в работе несколько зубьев инструмента с большой суммарной длиной режущих кромок. Исключение составляет протягивание деталей тел вращения, где это условие в большинстве случаев не соблюдается.

Протяжки позволяют получать поверхности высокой точности (7—8-й квалитет) и низкой шероховатости (Ra 0,63—25 мкм). При обработкеотверстий протягивание с успехом заменяет зенкерование и развертывание, а также чистовое растачивание.

При обработке наружных поверхностей по производительности, точности и качеству обработанной поверхности протягивание во многих случаях значительно эффективнее строгания, фрезерования, а иногда и шлифования.

При правильной эксплуатации протяжки имеют высокую стойкость и долговечность. Однако протяжки — это сложный и дорогостоящий многолезвийный инструмент. Он узко специализирован для обработки одной или группы деталей с определенным контуром обрабатываемой поверхности, поэтому его применяют главным образом в массовом и крупносерийном производстве. В мелкосерийном производстве протяжки используют лишь тогда, когда другим способом нельзя получить необходимую точность обработанной поверхности детали, например, многошпоночных и многошлицевых отверстий. Другой случай рентабельного применения протяжек в мелкосерийном производстве, когда формы обрабатываемых поверхностей и их размеры нормализованы.

Для некоторых видов поверхностей, таких как эвольвентные, шлицевые, винтовые отверстия, протягивание является единственным методом их формообразования. Протягивание инструментами из быстрорежущей стали производится при сравнительно низких скоростях резания 3—8 м/мин, получаемых в результате поступательного или вращательного движения протяжки. Исключением является обработка деталей тел вращения, когда окружная скорость вращения деталей 25—35 м/мин.

При протягивании движения подачи, как такового нет, так как у протяжки каждый последующий зуб имеет превышение по высоте и ширине относительно предыдущего. Это превышение называется подъемом зуба протяжки, которое определяет толщину срезаемого слоя. Ширина срезаемого слоя будет равна длине режущей кромки по периметру зуба. Протяжки подразделяются на внутренние и наружные. Внутренние протяжки служат для обработкиотверстий как простых цилиндрических, так и сложного профиля (шлицевых, эвольвентных, многогранных). Наружные протяжки применяют для обработкиплоскостей и фасонных поверхностей на призматических деталях, а также цилиндрических и фасонных поверхностей на деталях тел вращения.

По конструкции протяжки бывают цельные и сборные. По схемам резания они различаются на одинарные (обычные) и групповые (протяжки переменного резания). Протяжки чаще всего делают комбинированными, выполняющими черновую и чистовую окончательную обработку. Однако в некоторых случаях протяжки изготовляют только с режущими или только с калибрующими или выглаживающими зубьями. Первые удаляют основной припуск под протягивание. Вторые имеют несколько чистовых и калибрующих зубьев, которые окончательно обрабатывают отверстие.

Выглаживающие или уплотняющие протяжки пластически уплотняют поверхностный слон металла при получении низких параметровшероховатости обработанной поверхности. Обычно их применяют для изготовления только круглых отверстий.

В работепротяжки испытывают растягивающие усилия. Если инструмент этого класса работает на сжатие, то он называется прошивкой. Для обеспечения продольной устойчивости длина прошивки не должна превышать 15D. Прошивки по сравнению с протяжками применяют редко.

Из всех разновидностей чаще всего применяют протяжки для обработки круглых отверстий, поэтому ниже будут рассмотрены основы проектирования именно этих протяжек. Основные положения проектирования круглых протяжек справедливы и для других видов протяжных инструментов. Далее приведены особенности их расчета и конструирования.