Силы резания и мощность при протягивании.

Сила резания при протягивании складывается из сил, приложенных ко всем одновременно участвующим в резании зубьям.

Сила, действующая на каждый зуб протяжки, может быть paзложена на две составляющие: Рz, направленную вдоль оси, и Pu, направленную перпендикулярно оси.

Практическое значение имеет лишь осевая составляющая Pz, направленная в сторону, противоположную движению протяжки. Ома создает напряжения в протяжке. Для круглых протяжек сила резания (в Н):

,

для шпоночных и шлицевых протяжек:

,

где Cpz — коэффициент, характеризующий материал заготовки и условия обработки; sz — подача на зуб, мм; xpz – показатель степени при подаче; D — диаметр отверстия, мм; z — число одновременно работающих зубьев протяжки; n — число шлицев; kγ, Ка, Ки, Ко — соответственно коэффициенты, характеризующие влияние переднего и заднего углов, износа и смазочно-охлаждающей жидкости.

Значения Cpz, xpz, kγ, Ка, Ки, Ко приводятся в справочных материалах по выбору режимов резания. По силе резания Pz рассчитывают прочность протяжки на растяжение, эффективную мощность и проверяют возможность выполнения заданного про­цесса резания на данном станке (тяговая сила станка должна быть больше силы резания).

Эффективная мощность (в кВт):

Обработка поверхностей заготовок на протяжных станках

Протяжные станки отличаются простотой конструкции и экс­плуатации. Это обусловлено тем, что форма поверхности при обработке на протяжном станке зависит от формы режущих лезвий зубьев инструмента. Ос­новными характеристика­ми протяжного станка яв­ляются тяговое усилие и длина хода протяжки. Про­тяжные станки имеют гид­равлический привод и ча­сто работают по полуав­томатическому циклу. В зависимости от вида обра­батываемых поверхностей их делят на станки для внутреннего и наружного протягива­ния; по направлению главного движения—на горизонтальные и вертикальные.

Рис. 60. Общий вид горизонтально–протяжного станка

Горизонтально-протяжной станок. Этот станок для внутрен­него протягивания (рис. 60) состоит из станины 1, насосной станции 2, гидроцилиндра 3, каретки 4, опорного кронштейна 5 и корыта 6. Протяжку хвостовой частью вставляют в предвари­тельно обработанное отверстие заготовки и закрепляют в патроне каретки 4. Каретка с протяжкой получает поступательное движе­ние от штока поршня гидроцилиндра — главное движение vp

Рис. 61. Общий вид вертикально–протяжного станка.

Заготовка при протягивании опирается торцом на опорную поверхность кронш­тейна 5. Поступательное движение про­тяжке сообщают до тех пор, пока она не выйдет из отверстия заготовки. Поело окончания протягивания заготовка падает в корыто 6, протяжка извлекается из каретки 4, последняя возвращается в ис­ходное положение (холостой ход vx) и цикл обработки повторяется.

Рис. 61. Общий вид вертикально–протяжного станка.

Вертикально-протяжной станок. Этот станок для наружного протягивания (рис. 61) состоит из основания 7, станины 5, насосной станции 4, каретки 3, стола 2. Заготовку устанавливают в приспособ­лении на столе станка. Протяжку закре­пляют в каретке и от гидропривода сообщают ей поступательное перемещение – главное движение. Протяжка, опускаясь (рабочий ход vp) обрабатывает заготовку. Обработанную заготовку снимают и подвижная каретка быстро возвращается в исход­ное положение (холостой ход vx).

Протяжные стайки непрерыв­ной обработки (рис. 62). Эти станки являются станками высо­кой производительности. На них обрабатывают заготовки непрерыв­но. Заготовки 2 устанавливают в приспособлениях замкнутой цепи 1 и сообщают им главное посту­пательное движение со скоростью v относительно неподвижной протяжки 3. Жесткие направляющие 4 обеспечивают параллельное перемещение цепи в зоне прохождения заготовок под протяж­кой.

На протяжных станках непрерывной обработки карусельного типа заготовки устанавливают на вращающемся круглом столе.

Рис. 62. Схема обработки заготовок на протяжном станке непрерывной обработки.

Отверстия различной геометрической формы протягивают на горизонтально-протяжных станках для внутреннего протягива­ния. Размеры протягиваемых отверстий составляют 5—250 мм.

Цилиндрические отверстия протягивают круг­лыми протяжками после сверления, растачивания или зенкерования. Применяют также протягивание отверстий, полученных при литье и штамповке, без предварительной их обработки. Обычно длина отверстий не превышает трех диаметров.

Если торец отверстия в заготовке не обработан, то для ее уста­новки применяют приспособления со сферической опорной поверх­ностью (рис. 63, а). Заготовка в этом случае может самоустанавливаться (центрироваться) по оси протяжки, даже если торец заготовки не перпендикулярен оси отверстия. В тех слу­чаях, когда при предыдущей обработке предусмотрено получе­ние торца отверстия, перпендикулярного к его оси, заготовка опирается на жесткую (неподвижную) поверхность.

Многогранные отверстия (треугольные, ква­дратные и т. п.) протягивают многогранными протяжками. Исход­ной поверхностью для протягивания является круглое отверстие

На рис. 63, б приведена схема протягивания квадратного отверстия.

Шлицевые отверстия с различным профилем шлицев протягивают многошлицевыми протяжками, формирующим одновременно весь профиль отверстия.

На рис. 63, в приведена схема протягивания прямых шлицев. Винтовые шлицы протягивают протяжкой, режущие зубья которой расположены по винтовой линии, с приспособлением обеспечивающим дополнительное вращение протяжки (рис. 63, г) или заготовки.

Шпоночные и другие пазы протягивают про­тяжками, форма зубьев которых в поперечном сечении соответ­ствует профилю протягиваемого паза. Шпоночные пазы протя­гивают плоской шпоночной протяжкой (рис. 63, д) с приме­нением специального приспособления — направляющей втулки 3, Вдоль всей втулки прорезают прямоугольный паз, который явля­ется направляющим для протяжки.

Наружные поверхности различной гео­метрической формы с прямолинейной обра­зующей протягивают на вертикально-протяжных станках для наружного протягивания, а также на станках непрерывной обра­ботки конвейерного типа.

Протягивание наружных поверхностей успешно применяют вместо других методов обработки с целью снижения ее трудоемкости и стоимости. Наружным протягиванием можно заменить строгание, фрезерование, а в некоторых случаях и шлифование. При протягивании сложных фасонных контуров взамен фрезерования (например, плоских кулачков) не только снижается трудоемкости обработки, но и обеспечивается высокое качество обработанной поверхности. Плоские и более сложные наружные поверхности протягивают плоскими протяжками прямого и фасонного про­филя.

Рис. 63. Схемы обработки поверхностей заготовок на протяжных станках:

1 – заготовка, 2 – протяжка, 3 – направляющая втулка

На рис. 63, е приведена схема протягивания вертикаль­ной плоскости.

На специальных протяжных станках можно обрабатывать наружные поверхности заготовок формы тел вращения плоскими (рис. 63, ж) и дисковыми (рис. 63, з) протяжками. В обоих случаях заготовке сообщают круговую подачу. Плоская протяжка имеет главное движение — поступательное, а дисковая протяжка — вращательное вокруг своей оси.

Цилиндрические и конические зубчатые колеса наружного зацепления протягивают сле­дующим образом. Цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями и другие детали, имеющие наружные пазы, изготовляют последовательным протягиванием впадины между зубьями за один или несколько проходов на горизонтальных и вертикальных протяжных станках с делительными автоматическими устрой­ствами. На специальных протяжных автоматах с непрерывно вращающейся круглой протяжкой специальной конструкции нарезают цилиндрические и конические зубчатые колеса с пря­мыми зубьями.