Проектирование режущего инструмента

1 расчет и конструирование круглой протяжки

Протягивание – один из наиболее эффективных методов механической обработки, позволяющий получать изделия высокой точности (до 6-го квалитета) и шероховатость обработанной поверхности до 0,32 мкм. Протягивание также является наиболее производительных видов обработки металлов резанием. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в резании металла. Протягивание в основном применяют в крупносерийном и массовом производстве, однако этот метод успешно используют и в мелкосерийном производстве и даже единичном производстве, когда протягивание является единственно возможным или наиболее экономичным способом обработки.

В качестве режущего инструмента при протягивании используется различные виды протяжек. Протяжка – это многолезвийный инструмент с рядом последовательно выступающих одно за другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении резания и отсутствии движения подачи.

Протягивание применяют для обработки внутренних (открытых) поверхностей. Соответственно различают внутренние и наружные протяжки. Разновидностью протяжек являются прошивки, конструкция которых принципиально не отличается от конструкции протяжек, однако в процессе резания прошивки подвергаются в основном сжимающим усилиям, в то время как протяжки работают на растяжение. Области применения протягивания весьма разнообразны. Внутреннее протягивание применяют для обработки отверстий различной формы, в том числе круглых, квадратных, многогранных, шлицевых со шлицами различного профиля, а также шпоночных и других пазов. Наружными протяжками в основном обрабатывают плоские и фасонные поверхности, пазы, уступы, рифления и др.

Достоинства процесса протягивания:

1) высокая производительность, так как в процессе резания снимается припуск одновременно несколькими зубьями, при этом активная длина режущих кромок очень большая, хотя скорость резания невелика (6…12 м/мин). Так, например, при протягивании отверстия диаметром 30мм одновременно пятью зубьями ширина срезаемого слоя составляет около470 мм. В целом производительность при протягивании в 312 раз выше, чем при других видах обработки;

2) высокая точность (JT7...JT8) и низкая шероховатость (Ra 0,32...2,5) обработанных поверхностей благодаря наличию черновых, чистовых и калибрующих зубьев, а в некоторых конструкциях протяжек еще и выглаживающих зубьев. Протягивание заменяет фрезерование, строгание, зенкерование, развертывание, а иногда и шлифование;

3) высокая стойкость инструмента, исчисляемая несколькими тысячами деталей. Это достигается благодаря оптимальным условиям резания и большим запасам на переточку;

4) простота конструкции станков, так как при протягивании отсутствует движение подачи, поэтому станки не имеют коробок подач, а главное движение осуществляется с помощью силовых гидроцилиндров.

К недостаткам протяжек можно отнести:

1) высокие трудоемкость и стоимость инструмента из-за сложности конструкций протяжек и высоких требований к точности их изготовления;

2) протяжки - это специальные инструменты, предназначенные для изготовления деталей только одного типоразмера;

3) высокие затраты на переточку, обусловленные сложностью конструкций этих инструментов.

При проектировании протяжек необходимо иметь ввиду следующие особенности их работы:

1) протяжки испытывают очень большие растягивающие нагрузки, поэтому внутренние протяжки обязательно проверяют на прочность по наиболее слабым сечениям;

2) срезаемая при протягивании стружка должна свободно размещаться в стружечных канавках в течение всего времени нахождения режущих зубьев в контакте с заготовкой и свободно выходить из канавки после прекращения процесса резания. Поэтому вопросы размещения и разделения стружки по ширине требуют большого внимания. Так, например, при протягивании круглых отверстий не допускаются кольцевые стружки, потому что для освобождения от них протяжек потребовались бы большие затраты времени;

3) длина протяжек должна соответствовать рабочему ходу протяжного станка, а также возможностям оборудования для их термической и механической обработки. Протяжки должны иметь достаточную жесткость при изготовлении и эксплуатации, поэтому при протягивании иногда используют люнеты и другие приспособления.

Из всех разновидностей внутренних протяжек наибольшее применение (до 60 %) нашли протяжки для обработки круглых отверстий, поэтому ниже будут рассмотрены основы проектирования именно этих протяжек. Для других типов протяжек (гранные, шлицевые, наружные) будут рассмотрены только отличительные особенности расчета их режущей части.

Несмотря на разнообразие внутренних протяжек, различные их разновидности содержат в основном те же конструктивные элементы, что и протяжки для обработки круглых отверстий.

Конструктивные элементы протяжек. Протяжки состоят из следующих основных частей: хвостовика, шейки, передней и задней направляющих, режущей и калибрующей частей, заднего хвостовика (рис. 3.2).

Хвостовик служит для присоединения протяжки к патрону станка. Основные типы и размеры хвостовиков стандартизированы (ГОСТ 404470). При этом диаметр хвостовика должен быть меньше диаметра отверстия под протягивание на 1.. .2 мм.

Шейка и следующий за ней переходный конус выполняют вспомогательную роль. Их длина должна обеспечивать возможность присоединения протяжки к патрону перед началом протягивания. Переходный конус обеспечивает свободное вхождение передней направляющей в протягиваемое отверстие. Диаметр шейки изготовляют меньше диаметра хвостовика на 0,3... 1,0 мм.

Передняя направляющая служит для центрирования оси заготовки относительно оси протяжки перед протягиванием, чтобы исключить перекос заготовки, который может привести к поломке протяжки или порче обработанной поверхности. Длина передней направляющей должна быть равна длине Lo протягиваемого отверстия, а при больших длинах - не менее 0,6L0. Форма передней направляющей должна соответствовать форме отверстия в заготовке, а допуск на диаметр направляющей берется по е8.

Задняя направляющая выполняет ту же роль, что и передняя, предохраняя протяжку от перекоса при выходе ее калибрующей части из обработанного отверстия. По длине она несколько меньше длины передней направляющей, а ее диаметр выполняется точнее, с допуском по IT7. Форма задней направляющей должна быть такой же, как у протянутого отверстия.

Форма задней направляющей должна быть такой же, как у протянутого отверстия.

Для автоматического возврата протяжки в исходное положение после протягивания, особенно при больших длине и диаметре протяжки, после задней направляющей иногда предусматривается задний хвостовик, закрепляемый в патроне каретки станка, и который по форме подобен переднему хвостовику. Наличие заднего хвостовика также предохраняет протяжку от провисания и перекоса в отверстии и позволяет избежать искажения формы и размера обработанного отверстия.

Режущая (рабочая) часть протяжки служит для удаления припуска и формирования поверхности протянутого отверстия. Она содержит черновые и чистовые, а при групповой схеме резания еще и переходные зубья, располагаемые на ступенчато-конической поверхности. Длина режущей части равна произведению числа зубьев на их шаг, который, в свою очередь, зависит от требований к точности протягиваемого отверстия, шероховатости его поверхности и величины снимаемого припуска. Диаметры зубьев рассчитывают исходя из принятой схемы резания.

Калибрующая часть содержит 4... 10 зубьев одинакового диаметра, равного диаметру последнего чистового зуба, и служит для калибровки отверстия, уменьшения рассеяния его размеров, а также является запасом на переточку: по мере износа чистовых зубьев калибрующие зубья заточкой могут быть переведены в чистовые, тем самым увеличивая общий срок службы протяжки.

Калибрующие зубья припуск не срезают, а удаляют микронеровности поверхности, остающиеся после прохода чистовых зубьев, и обеспечивают направление протяжки в отверстии.

Конструкция режущей части протяжки определяется принятой схемой резания, под которой понимают принятый порядок последовательного срезания припуска.

Различают следующие схемы резания:

а) по способу деления припуска по толщине и ширине - одинарная и групповая;

б) по способу формирования обработанной поверхности - профильная, генераторная и комбинированная.

Рассмотрим первые две схемы на примере обработки круглых отверстий.

Одинарная схема резания характерна тем, что каждый зуб протяжки срезает припуск определенной толщины по всему периметру обрабатываемого отверстия за счет того, что диаметр каждого последующего зуба больше диаметра предыдущего на величину 2az, где az - подъем или подача на зуб (az = Sz).

Заключение

В ходе курсовой работы было выполнено проектирование и расчет геометрических параметров круглой протяжки, Также выполнен расчет прямозубого долбяка, были рассчитаны параметры в исходном сечении, чертежные размеры на передней поверхности, проведен

проверочный расчет.

Chertezh_protyazhki.cdw

Dolbyak.cdw