|
ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) На разных операциях протягивания стойкость протяжки определяется только технологическими критериями затупления — увеличением параметра шероховатости, выходом размера за пределы поля допуска. А это является следствием ухудшения режущих свойств зубьев чистовой части. Теоретически в наилучших условиях работает протяжка, у которой есть только чистовая часть, а заготовка (под протягивание заранее подготовляется с точно заданными припуском и параметром шероховатости обрабатываемой поверхности. В этом случае исключается влияние износа черновых зубьев на износ чистовых, и последние имеют наибольшую гтпйкость (при данной скорости резания. Однако практически протяжки, состоящие из одной чистовой части, могут выполнять чревычяйно малое число операций.
Для большинства операций экономически и технологически целесообразно совмещать в одном инструменте черновую и чистовую части. И для того чтобы наибольшая возможная стойкость чистовой части была полностью использована, необходимо, чтобы этому преждевременно не препятствовал износ зубьев черновой части. В связи с функциональным назначением черновых зубьев износ их, естественно, допускается большим, чем чистовых, но не настолько, чтобы интенсивность износа (последних возрастала, снижая наибольшую потенциальную возможную стойкость чистовой части. Рациональное значение подачи черновых зубьев протяжки, как видно из вышеизложенного, должно быть таким, чтобы стойкость черновой части была не меньше стойкости чистовой. Учитывая условия работы черновых зубьев, при которых имеются реальные возможности некоторого увеличения подачи при повторных заточках, и случайные .повреждения режущих кромок при эксплуатации, целесообразно, чтобы стойкость черновой части 1при проектировании протяжки предусматривалась несколько большей, чем стойкость чистовой.
Протяжки, у которых стойкость черновой части равна стойкости чистовой, называют протяжками равной стойкости. В табл. П7—П16 приложения представлены наработки между отказами для протяжек из стали Р6М5 при протягивании заготовок из материалов всех групп обрабатываемости раздельно для чистовой и черновой частей протяжки. Наработки чистовых зубьев даны в зависимости от скорости резания при подаче 0,02 мм, наработки черновых зубьев — в зависимости от скорости резания и подачи. В табл. П7—П15 приложения справа от ломаной линии — наработки черновых зубьев, равные наработкам чистовых зубьев и большие, чем они, а слева — наработки черновых зубьев, меньшие, чем наработки чистовых. Для того чтобы потенциально могла быть полностью использована возможная стойкость чистовой части, при (проектировании (Протяжки следует брать те значения подачи черновой части, которым соответствуют стойкости, расположенные слева от указанной ломаной линии, т. е. большие (или примерно равные) стойкости чистовой части.
Следует иметь в виду, что наибольшая подача черновых зубьев может ограничиваться не только стойкостью. При обработке вязких, мягких или хрупких металлов черновые зубья, имеющие чрезмерно большую подачу (хотя и допустимую стойкостью), могут оставлять за собой такие глубокие вырывы или сколы, которые -не могут быть удалены чистовой частью. Рекомендации по ограничению подачи черновых зубьев по этим соображениям приведены в табл. П17 приложения.
Подача черновых зубьев может ограничиваться также Прочностью протяжки, (помещаемостью стружки в канавках между зубьями, тяговой силой станка. Между черновыми и чистовыми зубьями (Протяжки располагаются переходные зубья, назначение которых состоит в зачистке поверхности после черновых зубьев; они должны иметь подъем на зуб, постепенно уменьшающийся от подъема на зуб черновых зубьев к подъему на зуб чистовых зубьев. Такое постепенное уменьшение нужно также для плавного уменьшения силы протягивания. Необходимо, чтобы слой металла, остающийся за переходными зубьями в качестве припуска на чистовые, имел одинаковую толщину по всему периметру. Рекомендуемые подачи переходных зубьев круглых и шлицевых протяжек, число зубьев и припуски в зависимости от подачи черновых зубьев приведены в табл. П23 приложения.
Выравнивание толщины среза (подач) следует начинать на переходных зубьях. Для этого подачу, указанную в табл. П23 приложения, нужно задавать для зачищающего зуба последней секции черновых зубьев. При этом, если черновые секции двузубые, то выкружки на первом переходном зубе должны располагаться в шахматном порядке по отношению к прорезному зубу этой последней секции. Переходная часть состоит из одной или нескольких двузубых секций. Оба зуба одной секции имеют равные диаметры. Выкружки наносят на обоих в шахматном порядке.
К протяжкам равной стойкости условно относятся и те, у которых стойкость черновой части превышает стойкость чистовой. Важной особенностью этих протяжек является значительное повышение производительности при протягивании. В связи с имеющимся резервом стойкости черновой части по отношению к стойкости чистовой скорость резания при работе черновой части может быть увеличена до такой, при которой стойкости ее и чистовой части будут равными. Протягивание заготовок с различными скоростями резания при работе черновой и чистовой частей протяжки производится на станках, имеющих устройства для автоматического уменьшения скорости при вхождении в заготовку переход ных зубьев. В этих целях можно модернизировать действующие протяжные станки, не имеющие устройств для автоматического уменьшения скорости резания.
Стойкости протяжек из быстрорежущих сталей (см. табл. П7—П18 приложения) обеспечиваются при обработке цилиндрических отверстий группы II качества на скоростях резания 1,5—15 ммин. В табл. П18 приложения приведены поправочные коэффициенты на стойкость для других видов отверстий и групп качества. С учетом их нормативная (расчетная) стойкость протяжки ... где Гм — наработка в метрах для отверстий группы II качества; Ктв, Ktv, Кт* Ктм, Кто, Ктя — (поправочные коэффициенты в зависимости соответственно от схемы резания, вида заготовки и подготовки поверхности под протягивание, материала протяжки, вида смазывающе-охлаждающей жидкости, доводки зубьев протяжки по задней .поверхности.
При дальнейшем увеличении скорости резания до 85 ммин наблюдается различный характер и интенсивность изнашивания протяжек из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Несмотря на уменьшение временной стойкости с повышением скорости резания до 50—85 ммин, линейная стойкость увеличивается. Зависимость T=f(v) имеет чаще всего горбообразный характер, а показатель относительной стойкости в формулах v = CvTm изменяется от 0,3 до 0,6. Линейная стойкость быстрорежущих протяжек с S2 = 0,05 ч-0,1 мм при увеличении скорости резания от 4 до 60 ммин соответственно повышается в 1,5 и 2,5 раза; для твердосплавных протяжек увеличение линейной стойкости при увеличении скорости резания до 40—85 ммин составляет 400—600%. При накоплении достаточного экспериментального материала принцип равной стойкости черновой и чистовой частей протяжек может быть обеспечен и при обработке с повышенными до 60—85 ммин скоростями резания.
Высокоэффективные конструкции протяжек. Эффективность конструкции протяжек можно оценивать по следующим показателям: точности и качеству поверхности, которую обеспечивает протяжка, производительности обработки, стойкости между повторными заточками и максимальному числу повторных заточек, расходу быстрорежущей стали на изготовление протяжек, общему сроку службы протяжки, себестоимости операции протягивания, которую оценивают по приведенным затратам.
Сборные конструкции протяжек. Применение сборных конструкций протяжек позволяет сэкономить быстрорежущую сталь, продлить срок службы протяжек, применить высокоэффективные инструментальные материалы, повысить точность и качество поверхности протянутого отверстия.
Следует отметить следующие разновидности сборных протяжек: со съемными хвостовиками, жестко соединенными с основной частью протяжки; соединение обычно резьбовое с центрированием по цилиндрическим пояскам, такая конструкция применяется прежде всего для круглых и шлицевых протяжек и обеспечивает
экономию быстрорежущей стали; со сменной (насадной) калибрующей частью; со сменной (насадной) выглаживающей частью; сборные, все рабочие элементы которых монтируют на центральной оправке (штанге).
Конструкция со сменной калибрующей частью применяется для круглых и шлицевых протяжек. В качестве примера можно привести комбинированную шлицевую прямобочную протяжку d—10Х72Н8Х78Н12Х12Н10. Протяжка работает по схеме ФКопШКчк. Зубья с 1-го по 13-й являются фасочными (Ф); с 14-го по 17-й круглыми черновыми (обдирочными) (Ко); с 18-го по 54-й шлицевыми (Ш); с 55-го по 63-й круглыми чистовыми и калибрующими (Кчк). Последняя группа зубьев (Кчк) объединена в насадную сменную секцию, после которой идет задняя направляющая часть с внутренней резьбой и навертываемый на резьбу задний хвостовик.
Аналогичные конструкции сборных круглых протяжек позволяют увеличить срок службы таких протяжек, по некоторым данным, в 2 раза. Известны конструкции сборных круглых протяжек, у которых насадная калибрующая часть выполнена со спиральным разрезом и снабжена коническим посадочным отверстием. Это позволяет регулировать размер отверстия, обрабатываемого такой протяжкой, и увеличивает срок ее службы.
Одним из примеров сборной конструкции на центральной штанге (оправке) является шлицевая калибровочная прямобочная протяжка d — 20Х92Н7Х98Х7. Штанга у этой протяжки изготовлена как одно целое с задней направляющей частью. Насадные режущие блоки и насадная передняя направляющая закреплены двумя гайками на штанге. Угловое положение блоков и передней направляющей фиксируется с помощью торцовых выступов и торцовых пазов на этих элементах. На опорном торце задней направляющей предусмотрено два торцовых паза. Штанга — из стали 40Х; режущие блоки — из быстрорежущей стали; передняя направляющая— из стали ХВГ Длина режущих блоков 128— 160 мм. Режущие блоки и передняя направляющая устанавливаются на штангу по посадке 060 #6s5. Аналогичная конструкция применяется для круглых сборных протяжек.
Перспективным направлением экономии быстрорежущей стали является применение протяжек с наплавленными зубьями.
Протяжка для обработки цилиндрических отверстий. Появление твердосплавных колец и блоков способствовало созданию высокоэффективных выглаживающих, деформирующих и комбинированных протяжек и прошивок. Выглаживающие и комбинированные инструменты с выглаживающими зубьями производят поверхностное пластическое деформирование обрабатываемого отверстия. Деформирующие и комбинированные протяжки с деформирующими зубьями выполняют объемное пластическое деформирование стенки обрабатываемой заготовки.
Наибольшее распространение получили инструменты с выглаживающими твердосплавными элементами. Они стабильно обеспечивают высокую точность обработанного отверстия по 8-му квалитету и выше, малую шероховатость поверхности, повышают твердость (до 30% по сравнению с исходной) и износостойкость поверхностного слоя. Стойкость твердосплавных выглаживающих протяжек и прошивок измеряется тысячами обработанных заготовок.
Применение выглаживающего инструмента вместо хонингования или раскатывания позволяет в 4 раза повысить производительность обработки. Для элементов, работающих с натягами до 0,5 мм (при отношении наружного диаметра заготовки к внутреннему до 2,6), универсальным, исходя из заводского опыта, оказался твердый сплав ВК8.
Только выглаживающими (без режущих зубьев) чаще всего выполняются прошивки. Однозубые прошивки применяются для обработки глухих отверстий. Например, прошивка для обработки глухого отверстия диаметром 6 мм имеет твердосплавное кольцо с радиусным рабочим профилем. Кольцо установлено на конец оправки диаметром 2,5 мм и припаяно к оправке. Об эффективности этой прошивки можно судить по тому, что применение ее позволило заменить операцию хонингования.
Для обработки сквозных отверстий малого диаметра (до 12— 20 мм) могут применяться монолитные твердосплавные многошаговые прошивки. Иногда они выполняются с припаянными стальными хвостовиками. Начиная с диаметра 16 мм успешно применяются сборные выглаживающие прошивки с многозубыми твердосплавными блоками.
Сборные прошивки диаметром до 25 мм с напрессованными передними направляющими обеспечивают точность обработки по 6—7-му квалитету, параметр шероховатости поверхности Ra= 0,16—0,63 мкм. Прошивание отверстия производится после растачивания, развертывания или протягивания. Число выглаживающих зубьев — от трех до шести. Суммарный натяг, как правило, не более 0,2 мм. Сборные прошивки со съемными передними направляющими, закрепленными навертываемыми на оправку гайками, изготовляются обычно диаметром 25—40 мм. С помощью этих прошивок можно получить точность обработанного отверстия по 7-му квалитету; параметр шероховатости поверхности отверстия Ra0,32-М,25 мкм. Такие прошивки широко применяются для калибрования отверстия после термообработки.
Твердосплавные выглаживающие протяжки выполняются сборной конструкции либо с отъемным передним хвостовиком, либо с отъемным задним хвостовиком. Примером эффективного применения выглаживающих протяжек может быть обработка отверстий 0Ю+°>033 в стальной заготовке. Применение выглаживающей протяжки после режущей позволило отменить операцию доводки и обеспечить параметр шероховатости поверхности Ra=0,63 мкм. Выглаживающая протяжка с пятизубым твердосплавным блоком имеет стойкость 14 тыс. заготовок.
Комбинированные протяжки с выглаживающими зубьями. Вы-
глаживающая часть комбинированных протяжек может быть вы-полнена либо в виде набора колец, либо в виде монолитного мно-гозубого (обычно трех — пятизубого) твердосплавного блока. Вы* глаживающие элементы размещаются после калибрующих зубьев режущей части и устанавливаются по посадке Я6Л5. Могут быть два варианта конструктивного выполнения таких протяжек: с жестким креплением и с подпружиненным креплением выглаживающих элементов.
При конструировании режуще-выглаживающих протяжек с задним хвостовиком выглаживающие элементы жестко зажимаются на концевой части протяжки хвостовиком с внутренней резьбой и направляющей цилиндрической выточкой. Посадка при центрировании хвостовика по цилиндрическому участку соответствует Н7г7 (или Я7г6). Резьбовое соединение выполняется с полями допусков 4Я5Я в хвостовике и 4Я6Я на теле протяжки. Хвостовик имеет лыски для затягивания резьбового соединения. Наружный цилиндрический участок заднего хвостовика окончательно шлифуется в сборе и служит задней направляющей протяжки.
Применение наборной выглаживающей части, состоящей из отдельных твердосплавных элементов, не исключает такие погрешности инструмента, как перекос отдельных колец относительно оси, связанный с отклонением от перпендикулярности торцов этих колец, взаимное смещение отдельных колец в радиальном направлении. Кроме того, при резьбовом креплении выглаживающей части возможен перекос ее из-за перекоса опорных торцов резьбового соединения. Это не только снижает точность обработанных отверстий, но и приводит к разрушению твердого сплава. В связи с этим все более широкое применение в промышленности находят комбинированные протяжки с выглаживающей частью в виде монолитного многозубого твердосплавного блока с замковым креплением выглаживающей части.
Примером эффективного применения комбинированных протяжек с монолитными выглаживающими блоками является обработка отверстий 0 1202о’о59в роликах трактора. Использование таких протяжек позволило заменить двукратное протягивание и хонин-гование однократным протягиванием со стабильным обеспечением заданной точности размеров и формы и параметра шероховатости поверхности Ra=2,5 мкм.
Еще одним примером может служить обработка отверстия диаметром 35 мм в корпусе гидрораспределителя трактора. Материал корпуса — чугун СЧ20. Протягиваемое отверстие имеет прерывистую поверхность (шесть шеек разной длины). Отклонение формы отверстия не должно превышать 0,01 мм при параметре шероховатости поверхности ?я = 0,63 мкм. Обработка производится комбинированной режуще-выглаживающей протяжкой. Протяжка имеет трехзубый монолитный выглаживающий блок, который непосредственно соприкасается с замком из двух полуколец. |
