РАСЧЕТ ПРОТЯЖКИ НА ПРОЧНОСТЬ

Рис. 73. Режущие зубья круглой протяжки переменного резания

Рис. 69. Изменение размеров внутренних протяжек при переточках

Рис. 68. Основные геометрические параметры зубьев протяжки

СХЕМЫ РЕЗАНИЯ

ЭЛЕМЕНТЫ РЕЗАНИЯ И СРЕЗАЕМОГО СЛОЯ

Скорость резания V определяется скоростью движения протяж­ки относительно детали. Подача на зуб S_Z Равна подъему зуба протяжки. Ширина среза b одним зубом равна активной длине режущей кромки. Для круглой протяжки b = πD, глубина резания t = b (при λ = 0°); толщина среза a как правило, равна подаче S_Z.

Под схемой резания донимают картину последовательного среза­ния режущими зубьями протяжки припуска, оставленного под протяги­ванием.

 

 

При протягивании различают следующие основные схемы резания:

1. Профильная схема резания (Рис. 71).

При профильной схеме резания оформление контура на обрабаты­ваемой детали осуществляется главными режущими кромками, профиль которых копирует обрабатываемый профиль. Каждый последующий зуб протяжки снимает тонкую стружку по всей ширине обрабатываемой по­верхности.

ГЕНЕРАТОРНАЯ СХЕМА РЕЗАНИЯ (Рис. 72)

При генераторной схеме профилирование контура на обрабатыва­емой детали осуществляется вспомогательными режущими кромками. Каждый зуб имеет одно главное лезвие , например np и два вспомогатель­ных mn и pq. Слой металла, срезаемый любым режущим зубом, предста­вляет собой полосу шириной b , равной рабочей длине главно­го лезвия и постоянной толщины, равной подъему на зуб S_Z.

Этим схемам присущи следующие достоинства и недостатки.

Протяжки для профильной схемы резания более сложны в изготовлении и заточке главных режущих лезвий, имеющих сложный профиль. Однако точность и чистота обработки высокая. Для этой схемы реза­ния характерны малые значения величины подъема на зуб S_Z и большие силы протягивания. Обязательным требованием является присутст­вие стружкоделительных канавок на главных лезвиях.

ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРНОЙ СХЕМЫ РЕЗАНИЯ более технологичны в из­готовлении. Недостатком являются отсутствия задних углов на вспо­могательных кромках (α > 0), в результате чего качество обработан­ной поверхности (шероховатость) значительно хуже, чем при профиль­ной схеме резания.

СХЕМА ПЕРЕМЕННОГО РЕЗАНИЯ образована чередованием коротких глав­ных режущих кромок и широких стружкоразделительных канавок прибли­зительно равных или кратных длине режущих кромок и

Рис. 70. Стружкоделительные канавки на черновых режущих зубьях протяжки

 

Рис. 71. Профильная схема резания

 

Рис. 72. Генераторная схема резания

 

расположенных в шахматном порядке через зуб. Рассмотрим это на примере круглой протяжки. (Рис. 73)

Секции протяжки состоят из 2-х зубьев одного диаметра. Режу­щая кромка 1-го зуба (прорезного) дуговыми выкружками разделена на 8 равных частей. Площадь слоя, срезаемого 1-ым зубом, заштрихо­вана. Второй зуб (зачистной) выкружек не имеет и его лезвие сре­зает ту часть слоя, которую не срезал 1-ый зуб. Такая схема реза­ния обеспечивает меньшую величину тяговой силы при протягивании. К недостаткам схемы переменного резания относится меньшая стойко­сть протяжек.

Расчет и конструирование протяжек выполняют в следующей последовательности:

1. Назначение марки инструментального материала.

2. Выбор схемы резания и подъема на зуб.

3. Расчет элементов профиля зуба.

4. Выбор геометрических параметров.

5. Проверка протяжки на прочность.

6. Установление размеров и допусков.

ВЕЛИЧИНА ПОДЪЕМА НА ЗУБ

Величина подъема на зуб S_Z зависит от схемы резания, обрабатываемого материала, формы протягиваемого отверстия и лежит в пре­делах от 0,02 до 0,3 мм. Минимально допустимый подъем на зуб опре­деляется величиной радиуса округления зуба протяжки. (Рис. 74).

У протяжек из быстрорежущей стали:

ρ = 0,005 – 0,01 мм,

S_Z > ρ;

S_Zmin = 0,02 мм.

РАСЧЕТ РАЗМЕРОВ ЗУБЬЕВ

Элементы профиля зуба рассчитывают по условию свободного размещения стружки в активной площади впадины: F_K ≥ F_C ּк

Рис. 74. Срезание слоя материала зубом протяжки, имеющим округление режущего клина

 

где F_C = lּ S_Z – площадь профильного сечения срезаемого одним зубом. (l – длина протягиваемой поверхности).

к – коэффициент запаса заполнения впадины зуба стружкой, обычно к = 2 ÷ 2,5.

или

Из этого уравнения определяют глубину впадины зуба:

Шаг режущих зубьев принимают:

Длина спинки:

Переходный радиус:

Число зубьев протяжки определяется как:

где A – припуск, оставленный под протягивание.

 

Такой расчет необходим для проверки ВЫБРАННЫХ элементов

протяжки. Протяжка во время работы подвергается растяжению. Если сила протягивания превысит определенную величину, протяжка может разорваться.

Для такого расчета необходимо знать силу P_Z. Упрощенно сила P_Z определяется следующим образом:

где – сила резания на 1 мм длины режущей кромки одного зуба (приводится в справочной литературе).

B – длина режущей кромки одного зуба.

z_max – максимальное число одновременно работающих зубьев.

Определив P_Z можно определить напряжение в опасном сечении протяжки ( F_о):

РАСЧЕТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ РАЗМЕРОВ КАЛИБРУЮЩИХ ЗУБЬЕВ

Точность обработки отверстий протяжками зависит от точности изготовления протяжки.

На основные поперечные размеры протяжки рекомендуют назначать следущие допуски:

1. Режущие зубья – ± 1/5 S_Z но не более ± 0,02 мм,

2. Калибрующие зубья – +1/3 допуска протягива­емого отверстия.

НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ

Резьбу получают тремя основными методами:

1. Нарезанием режущими инструментами (резцами, метчиками, пла­шками, гребенками, фрезами).

2. Шлифованием специальными кругами - однониточными и многониточными.

3. Методом пластического деформирования - накатыванием накатными роликами, плашками.

Нарезание резьбы метчиками

Метчиками нарезают внутренние резьбы. Метчик представляет со­бой винт, снабженный продольными или винтовыми канавками для отвода стружки, образующими режущие кромки.

В зависимости от назначения и конструктивных особенностей разли­чают следующие типы метчиков:

1. Ручные,

2. Машинные,

3. Чаечные метчики,

4. Метчики-протяжки,

5. Метчики-раскатники,

6. Сборные метчики.

Конструктивные элементы метчиков

Рабочая часть метчика состоит из заборной (режущей) части и ка­либрующей части, которая служит для зачистки резьбы. Хвостовая часть предназначена для закрепления метчика в воротке или патроне станка (Рис. 75).

Геометрические параметры режущей части метчиков

Основные геометрические параметры метчиков:

1. γ – передний угол ( γ = 5 – 30° в зависимости от обрабатыва­емого материала;