ББК 34.636

П83

УДК 621.919.2:62-47.002.2

Д. К. Маргулис, М. М. Тверской, В. Н. Ашихмин, В. И. Климов,
А. М. Сарайкин, В. С. Столяров, В. А. Фотеев, О. М. Хренова,
А. Ф. Черненко

Редакционная коллегия: канд. техн, наук И. А. Ординарцев
(председатель), канд. техн, наук В. А. Гречишников, д-р техн наук
С. И. Лашнев, А. М. Лейн, канд. техн, наук проф. М. М. Палей,
И. Л. Полоцкий, Д. И. Поляков, канд. техн, наук проф. В. Ф. Рома-
нов, д-р техн, наук проф. Г. Н. Сахаров, канд. техн, наук Д. И. Се-
менченко, д-р техн, наук проф. Н. В. Талантов, канд. техн, наук
А. Д. Локтев, канд. техн, наук В. С. Самойлов

Рецензент А. М. Лейн

Протяжки для обработки отверстий/Д. К. Маргулис,
П83 М. М. Тверской, В. Н. Ашихмин и др. — М.: Машиностроение,
1986. — 232 с., ил. — (Б-ка инструментальщика).

(В пер): 1р. 10 к.

Изложены современные методы проектирования, расчета и изготовления про*
тяжек для обработки отверстий круглых, шлицевых с прямоугольным, эвольвент-
ным профилем. Проанализирован процесс резания при протягивании. Дана мето-
дика оптимизации параметров конструкции протяжки и режима резания

Для инженерно-технических работников машиностроительных предприятий

„ 2703000000-214	.	ББК 34.636

038(01)-86	21 86	6П4.65

© Издательство «Машиностроение», 1986 г.
Глава 1. Основные понятия

Протяжка — многолезвийный инструмент с рядом
последовательно выступающих одно над другим лезвиями в на-
правлении, перпендикулярном к направлению скорости главного
движения. Предназначается для обработки при поступательном
главном движении резания и отсутствии движения подачи.

Протяжки имеют значительные преимущества перед инстру-
ментами других видов. Они являются самыми высокопроизводи-
тельными инструментами, примерно в сто и более раз произво-
дительнее зенкеров и разверток. При протягивании совмещаются
операции черновой, получистовой и чистовой обработки. Это по-
вышает производительность, сокращает номенклатуру применяе-
мых режущих и мерительных инструментов, уменьшает число
станков и технологической оснастки. Протягивание обеспечивает
точность обработки по 7—6-му квалитетам и Ра= 1,254-2,5 мкм.
При применении твердосплавных выглаживателей 2?а=0,0804-
4-0,160 мкм. Протяжки обладают высокой стойкостью вследствие
того, что режущие кромки их зубьев совершают за цикл обра-
ботки самый короткий путь, в десятки раз меньший, чем режу-
щие кромки других инструментов. При обработке протягиванием
Легко осуществляется автоматизация производства.

Многошлицевые отверстия и фасонные пазы в настоящее вре-
мя обрабатывают только протягиванием.

Протяжки — металлоемкий, сложный в изготовлении и поэто-
му дорогой инструмент. Экономическая целесообразность их при-
менения оправдывается при обеспечении оптимальных элементов
конструкций и режимов резания, качественном изготовлении про-
тяжек и правильной эксплуатации.

На рис. 1.1, а показан общий вид протяжки переменного реза-
ния (ГОСТ 20365—74*), предназначенной для обработки ци-
линдрического отверстия. В дальнейшем для краткости такие
протяжки будем называть круглыми.

Важнейшей частью протяжки является ее рабочая часть
(/ IV). Режущая часть (/—Ш) состоит из последовательно рас-
положенных и постепенно увеличивающихся по размеру режу-
щих зубьев, разделенных между собой впадинами, служащими
для размещения стружки и называемыми стружечными канав-
ками.
Рис. 1.1.

Круглая протяжка переменного резания:

а — общий вид; б, в, г — поперечные профили зубьев; д — тгоодольвыЙ профиль черновых
зубьев; е — продольный профиль чистовых и калибрующих зуоьев

Каждый режущий зуб протяжки имеет главную и вспомога-
тельные режущие кромки, а также главные и вспомогательные

передние и задние углы.

Припуск при протягивании срезается путем последовательно-

го снятия каждым зубом слоя, равного подъему на зуб, являю-
щемуся толщиной среза 8г <(рис. 1.2). У протяжек для обработки

Рис. 1.2.

Схема срезания припуска

отверстий (круглых, шлицевых и
др.) различают подъем на зуб
на диаметр, равный 25г> и подъем
на зуб на одну сторону 5г; 25г =
= Аг—Р/2-ь где Аг —диаметр любо-
го зуба протяжки; Оп~\—диаметр
предыдущего зуба.

Для круглой протяжки ширина
срезаемого слоя равняется глубине
резания, т. е. периметру режущих
кромок.

Скорость резания V равна скоро-

сти движения штока или ползуна
протяжного станка или скорости движения обрабатываемой заго-
товки относительно неподвижно закрепленной протяжки.

Передний хвостовик 1 (см. рис. 1.1) предназначен для соеди-
нения с патроном, с помощью которого осуществляется связь
штока станка с протяжкой, и передачи ей силы, необходимой
для протягивания.

Шейка 2— промежуточное связующее звено между передним
хвостовиком и рабочей частью протяжки.

Направляющий конус 3 служит для того, чтобы облегчить
ввод протяжки в обрабатываемое отверстие.

Передняя направляющая часть 4 предназначена для правиль-
ного ориентирования режущей части протяжки относительно об-
рабатываемого отверстия, устранения перекосов и неравномер-
ности нагрузки первых режущих зубьев.

Рабочая часть _(/—IV) служит для срезания всего припуска на
протягивание и обеспечения необходимых формы, размеров и
шероховатости обработанного отверстия.

Рабочая часть включает черновую часть I, которая предна-
значена для срезания основной части припуска, и переходную
часть II, которая служит для постепенного уменьшения сил при
переходе от черновой к чистовой части и для зачистки грубой
поверхности после обработки черновыми зубьями. Это также
обеспечивает меньшее изнашивание зубьев чистовой режущей
части.

Чистовая режущая часть III служит для окончательного
оформления протягиваемого отверстия, получения необходимых
точности размеров и шероховатости поверхности.

Калибрующая часть IV .предназначена для уменьшения рас-
сеяния размера отверстия и сохранения размера протяжки при
повторных заточках. Калибрующая часть направляет протяжку
в отверстии в тот момент, /когда чистовые зубья заканчивают об-
работку отверстия. Размер калибрующих зубьев равен размеру
последнего чистового зуба. Установлено, что окончательная ше-
роховатость протянутого отверстия формируется только послед-
ними чистовыми зубьями. Калибрующие же зубья не только не
улучшают качество обработанной поверхности, но зачастую пор-
тят ее вследствие перекоса протяжки и упругого деформирования
обрабатываемой поверхности.

Задняя направляющая часть 6 служит для направления про-
тяжки в отверстии в конце протягивания по мере выхода чисто-
вых режущих и калибрующих зубьев из заготовки. Таким обра-
зом предотвращается неправильная работа в конце протягивания
чистовых режущих зубьев и одностороннее врезание калибрую-
щих зубьев, что могло бы исказить форму отверстия и искоивить
его ось.

Задний хвостовик 7 при автоматизированном цикле протяги-
вания предназначен для захвата протяжки патроном и отвода ее
в исходное положение. В процессе протягивания он поддержи-
схемы
рядка
схемы
зания

Рис. 1.3.

Схема резания:

а — профильная; б — генераторная

вается сопровождающей кареткой для
предотвращения провисания протяж-
ки под действием собственного веса.

В настоящее время применяют две

резания в зависимости от по-
срезания всего припуска и две
в зависимости от порядка сре-
каждого слоя припуска.

В зависимости от порядка среза-
ния припуска различают профильную
и генераторную схемы срезания. Про^

фильная схема резания (рис. 1.3^а)^характеризуется тем,, что-все
зубьяТмёют форму, подбоную форме'окончательно обработанной
поверхности (в данном случае квадратную), но размер их посте-
пенно увеличивается от первого к последнему режущему зубу,
и обрабатываемая поверхность окончательно формируется глав-
ными режущими кромками последнего зуба.

Генераторная схема резания (рис. 1.3, б) отличается тем, что
главные режущие кромки зубьев протяжки имеют форму, подоб-
ную форме предварительно обработанной поверхности (в данном
случае круглую), а вспомогательные режущие кромки имеют
форму, близкую к форме обрабатываемой ими части поверхности.
Поэтому обрабатываемая поверхность формируется как главны-
ми, так и вспомогательными режущими кромками всех режущих
зубьев протяжки.

/11рофильная схема резания обеспечивает более высокую точ-
(ность и меньшую шероховатость. Однако ее применяют очень
редко (за исключением резания круглыми протяжками), так как,
например, протяжки для обработки профильных поверхностей, в
основу конструкции которых положена профильная схема реза-
ния, гораздо сложнее в изготовлении. Поэтому при проектиро-
вании протяжек для обработки профильных поверхностей, напри-
мер многогранных и шлицевых отверстий, шпоночных пазов
и т. д., как правило, применяют генераторную схему реза-
ния.

Одинарная схема резания состоит в том, что каждый зуб про-
тяжки срезает один слой припуска по всему периметру обраба-
тываемой поверхности.

При групповой схеме резания каждый слой припуска срезает-
ся не одним, а группой одинаковых по размеру зубьев протяжки.
При меньшем числе зубьев в группе каждый из них срезает
большую часть слоя, а при большем числе — меньшую. При ре-
зании по этой схеме группа зубьев срезает значительно больший
по толщине слой, нежели слой, срезаемый каждым отдельным^
зубом при одинарной схеме резания. Преимущество групповой'
схемы резания состоит в том, что срезаются более толстые слои I
припуска, поэтому протяжки с такой схемой резания значительна
короче протяжек с профильной схемой резания.
Из -протяжек с групповой схемой в настоящее время наиболее
широкое распространение получили протяжки переменного реза-
ния. На рис. 1.1, б показан первый зуб группы, который назы-
вают прорезным. В качестве стружкоразделителей этот зуб имеет
широкие пологие выкружки со вспомогательными задними угла-
ми 4—6°, что значительно повышает их стойкость. Угловые пе-
реходы от главных режущих кромок к вспомогательным образуют
углы при вершине порядка 135—150° Это, в свою очередь, уве-
личивает стойкость зубьев. На рис. 1.1, в показан второй зуо
группы — зачищающий; он не имеет стружкоразделителей и поэ-
тому обладает более высокой стойкостью. Диаметр зачищающе-
го зуба на 0,02—0,04 мм меньше диаметра прорезного зуба Это
обеспечивает разделение стружки по ее периметру и приводит к
различию толщины среза у первой группы зубьев.

На последующих группах толщина среза выравнивается, пото-
му что перепад диаметров всех зачищающих зубьев становится
одинаковым и равным перепаду диаметров прорезных зубьев.

Применять двузубую группу не всегда возможно и целесооб-
разно. Многозубые группы используют при протягивании загото-
вок большой длины, тонкостенных, с переменной толщиной стен-
ки, а также в тех случаях, когда глубина выкружки на прорез-
ном зубе из двузубой группы настолько мала, что начинает огра-
ничивать толщину среза. Если в группе больше двух зубьев, глу-
бина выкружки практически никогда не ограничивает толщину
стружки.

Схемы расположения выкружек зубьев показаны на рис. 1.4.
За черновыми зубьями протяжки переменного резания распола-
гаются переходные. Они имеют двойное назначение: во-первых,
служат для предварительной зачистки поверхности после обра-
ботки ее черновыми зубьями, срезая более тонкие стружки, чем
черновые; во-вторых, благодаря уменьшающимся подачам дают
возможность избежать резкого падения силы резания в то время,
когда черновые зубья выходят из заготовки и начинают работу
чистовые зубья, т. е. они обеспечивают плавное уменьшение силы
резащия.

Переходные зубья образуют несколько двузубых групп. Диа-
метры зубьев одной группы одинаковы. Выкружки делают на
каждом зубе в шахматном порядке. На первом переходном зубе
выкружка должна располагаться против режущего сектора про-
резного зуба последней черновой группы.

Профиль черновых зубьев в продольном сечении показан на
рис. 1.1, д. Стружечная канавка этого профиля, принятая у про-
тяжек переменного резания при соблюдении определенного соот-
ношения между отдельными элементами, способствует тому, что
стружка сама выпадает из стружечной канавки: длина задней
поверхности &= (0,3-г-0,35)/, глубина впадины (высота зуба)
И = (0,3-ь0,4)/; радиус спинки зуба Я= (0,65н-0,7)/; радиус сопря-
жения передней поверхности с дном впадины г = (0,15н-0,20)/.

Протяжки переменного резания с такими стружечными ка-
Рис. 1.4.

Схема расположения выкружек при различных группах зубьев:
а—из двух зубьев, б — из трех зубьев; в — из четырех зубьев; г — из пяти зубьев

навками нашли широкое 'Применение в станках с полным автома-
тическим циклом и на автоматических линиях. Элементы профи-
ля зубьев протяжек переменного резания стандартизованы
ГОСТ 20364—74 и ГОСТ 20365—74.

Профили чистовых зубьев протяжек переменного резания по-
казаны на рис. 1.1, г и е. Разделение периметра стружки на этих
зубьях также производится с помощью пологих выкружек со
вспомогательными задними углами большими нуля. Существует
несколько вариантов конструирования чистовых зубьев для среза-
ния припуска. В одно-м случае выкружки наносят в шахматном
порядке при подъеме на каждый зуб, в другом — два чистовых
зуба имеют одинаковый диаметр, а выкружки наносят только на
первом из них. Во втором случае получается меньшая шерохова-
тость поверхности.

Шаги чистовых зубьев выполняют переменными (/3, /2, см.
рис. 1.1, е) для устранения волнистости протянутой поверхности.
Первый чистовой зуб должен иметь шаг /3 наибольшим из шагов
остальных чистовых зубьев.

При изготовлении протяжек к чистовым зубьям предъявляют-
ся особенно высокие требования. Это объясняется той ролью, ко-
торую они играют в получении поверхности высокого качества.
Чистовые зубья выполняют также по групповой схеме. Груп-
па чистовых зубьев состоит из двух зубьев одинакового диамет-
ра. Выкружки наносят на каждом зубе в шахматном порядке
(при тщательном выполнении зубьев допускается делать второй
зуб группы чистовых зубьев круглым — без выкружек). Харак-
терной особенностью таких зубьев является работа с весьма ма-
лой толщиной среза, одинаковой на обоих зубьях. Групповое по-
строение чистовых зубьев дает возможность получить менее ше-
роховатые поверхности.

Для получения малой шероховатости поверхности и высокой
точности обработки следует срезать чистовыми зубьями очень
тонкий слой (до 52Г=0,005 мм/зуб). Для этого требуется высо-
кое качество поверхностей (задней и передней) зубьев протяжки,
большие передние углы и высокая точность диаметра чистовых
зубьев.	*

Параметр шероховатости задних поверхностей 7?а^0,2 мкм
достигается доводкой. При протягивании отверстий, к шерохова-
тости поверхности которых предъявляются невысокие требования,
допускается построение чистовой части с подъемом на каждый
зуб. ГОСТ 20364—74 и ГОСТ 20365—74 допускают изготовление
чистовых зубьев с узкими стружкоразделительными канавками
вместо выкружек.

Наработка до полного изнашивания протяжек переменного ре-
зания равной стойкости в среднем в 2 раза выше по сравнению
с наработкой протяжек с подъемом на каждый зуб.

Калибрующие зубья IV по мере повторных заточек, посте-
пенно уменьшаясь в размере, становятся чистовыми. Поэтому их
шаги, как и чистовых зубьев, делают переменными.

В ряде конструкций протяжек калибрующие зубья имеют ци-
линдрические фаски с нулевым задним углом. Ширина фасок
обычно переменна: увеличивается от 0,2 мм на первом зубе до
1 мм на последнем зубе.

Применение цилиндрических фасок нецелесообразно, так как
на их поверхности налипают частицы металла, остатки разру-
шившихся наростов, которые портят протянутую поверхность. На
протяжках переменного резания такой фаски нет, в результате
чего улучшается качество обработанной поверхности. Сохранение
размеров достигается тем, что калибрующие зубья, во-первых, не
затачивают, а лишь доводят по передней поверхности, снимая
слой толщиной порядка 0,02—0,03 мм; во-вторых, это делают не
при каждой повторной заточке всех оставшихся зубьев, а через
три — четыре повторные заточки.

Следует отметить, что между подачами черновых и чистовых
зубьев должно быть определенное соотношение, которое обеспе-
чивает одинаковую стойкость черновой и чистовой частей про-
тяжки (ГОСТ 20364—74 и ГОСТ 20365—74).

В настоящее время протяжки переменного резания нашли наи-
большее применение, так как они просты в изготовлении, обла-
дают наибольшей суммарной стойкостью по сравнению с други-
ми конструкциями, не требуют затрат вспомогательного времени
на очистку их от стружки, обеспечивают наилучшее качество об-
работанной поверхности и наибольшую точность, дают наиболь-
шую экономию быстрорежущей стали.

Одна из особенностей протягивания — то, что стружка сре-
зается зубом со всей длины обрабатываемой поверхности и долж-
на полностью поместиться в стружечной канавке. При обработке
металлов, образующих сливную стружку, например сталей, струж-
ка образует завиток подобно спиральной пружине. Чем толще
стружка, тем больше зазоры между каждыми соседними витками
и тем большие размеры канавок требуются для того, чтобы
стружка поместилась в них. Одним из размеров, определяющим
вместимость стружки, является глубина впадины (высота) зуба.
Стальная стружка заполняет не всю имеющуюся площадь ка-
навки в продольном сечении, а лишь часть ее, которой является
площадь круга диаметром, равным глубине впадины. Речь идет
лишь о площади канавки, а не об объеме ее, так как уширение
стружки незначительно. Для нормальной работы протяжки необ-
ходимо, чтобы площадь впадины была больше площади продоль-
ного сечения стружки с учетом зазоров между витками. Ту часть
впадины, которую занимает весь завиток стружки, называют ак-
тивной площадью. Отношение активной площади стружечной ка-
навки к площади стружки называют коэффициентом помещаемо-
сти стружки, или коэффициентом помещаемое™. Чем толще
стружка, тем 'большим должен быть коэффициент помещаемости.
При срезании тонких стружек чистовыми зубьями коэффициент
помещаемости для них должен быть в 3—5 раз больше, чем для
черновых, так как по мере повторных заточек чистовые зубья
переходят в переходные и, следовательно, будут срезать более
толстые стружки.

Коэффициент помещаемости определяют по формуле К =
= Рн.а/Рс, где Рк.а — площадь активной части канавки; Рс— пло-
щадь сечения стружки.

Диаметр завитка стружки примерно равен глубине впадины.
Таким образом,	(418?). Задаваясь различными К, опре-

деляют необходимую глубину стружечной канавки. Рекомендуе-
мые К даны в гл. 2.

При протягивании металлов, дающих сыпучую стружку над-
лома, например чугуна, латуни, стружка занимает площадь ка-
навки, т. е. в этих случаях К=Рк.п/Рс> где Р^—-полная площадь
стружечной канавки.

При назначении коэффициента помещаемости необходимо учи-
тывать следующее: чем больше коэффициент помещаемости, тем
лучше условия резания, меньше трение стружки о поверхности
зуба и впадины, следовательно, меньше силы и температуры, а
значит, больше стойкость протяжки.

Однако при увеличении К увеличивается глубина стружечной
канавки, чем ослабляется тело протяжки. Чем больше глубина
ю
впадины, тем больше шаг зубьев, вследствие чего увеличивается
длина протяжки.

При движении (Протяжки число зубьев, одновременно участ-
вующих в работе, г?, изменяется. При выходе первого зуба из
заготовки 2Р уменьшается на единицу, а при углублении очеред-
ного зуба оно увеличивается тоже на единицу. Это число опре-
деляют по формуле = где 13 — максимальная длина протя-
гиваемой поверхности заготовки.

Величина 2Р почти всегда .получается дробной. Ее целая часть
соответствует наименьшему числу одновременно участвующих в
работе зубьев, а при округлении до ближайшего большего целого
получается наибольшее число гртах. В тех случаях, когда 2Р
получается целым, к нему следует прибавить единицу.

Число одновременно работающих зубьев оказывает значитель-
ное влияние на работу протяжки. Так, с изменением гр скачкооб-
разно изменяется сила резания. При расчете последней прини-
мают гршах. Величина гр также влияет на плавность хода про-
тяжки, а следовательно, и на качество поверхности. Необходимо,
чтобы наименьшее допустимое гр^2, а наибольшее определяется
прочностью протяжки и тяговой силой станка. При протягивании
очень коротких заготовок применяют протяжки с винтовыми
зубьями, а если возможно, протягивают заготовки пакетом.

Ориентировочно шаг (мм) черновых зубьев определяют по
формуле пг]/7^ где 1,754-2,0 при одинарной схеме реза-
ния; т = 1,25-4-1,65 при схеме переменного резания.
Глава Л. Протягивание

Стружка, образующаяся при протягивании круг-
лой протяжкой с черновыми зубьями без стружкоразделительных
канавок, представляет собой замкнутые кольца, плохо сворачи-
вается, рвется в наиболее напряженных местах и приобретает
такую форму, что ее невозможно нормально разместить в стру-
жечной канавке. Срезание таких кольцевых стружек приводит к
вибрации в системе станок •— приспособление — инструмент — за-
готовка, неудовлетворительному качеству обработанной поверх-
ности и часто к поломке протяжек.

Чтобы виток стружки мог свободно завиваться в спираль и
легко размещаться в стружечной канавке, периметр ее делят на
отдельные участки небольшой ширины. Способ разделения пери-
метра стружки определяет конструкцию протяжек. Ширина
стружки при любом способе ее деления по периметру должна
быть такой, чтобы предотвратить деформирование витка. Рацио-
нальная ширина режущего сектора или длина режущей кромки
для протяжек с диаметром калибрующих зубьев Пк^100 мм мо-
жет быть выбрана в соответствии с формулой В = (1,04-1,3)-//?,
где В — длина режущей кромки зуба, мм; О — диаметр зуба, мм.

Если Пк> 100 мм, то В = 104-12 мм.

Срезание замкнутых колец стружки приводит к низкому ка-
честву поверхности и увеличению суммарной силы протягивания,
затрудняет удаление кольца стружки из стружечной канавки.
Применяемые в этих случаях для освобождения протяжки от та-
кой стружки стальные крючки часто повреждают режущие
кромки.

У протяжек, имеющих лодъем на каждый зуб, разделение
стружки по ее периметру производят с помощью узких неглубо-
ких стружкоразделительных канавок. Канавки располагают на
всех черновых и чистовых зубьях в шахматном порядке так, что-
бы канавки предыдущего зуба перекрывались сплошными участ-
ками режущей кромки последующего. Расстояние между канав-
ками одного зуба протяжки 5—12 мм.

Стружкоразделительная канавка оставляет несрезанным уз-
кий слой металла, являющийся своеобразным ребром жесткости,
у которого высота несколько больше толщины стружки. Послед-
нее объясняется тем, что слой металла, образующий ребро жест-
12
кости в процессе резания, не может увеличиваться по ширине,
так как он ограничен с обеих сторон боковыми поверхностями
канавки. В связи с этим ребро жесткости утолщается больше,
чем остальные участки стружки. Замеры стружек показали, что
высота ребра жесткости увеличивается за счет деформации при
свертывании стружки.

Металл ребра жесткости имеет более высокую твердость по
сравнению с остальными участками стружки Повышение микро-
твердости на боковых поверхностях ребра относительно микро-
твердости собственно стружки доходит до 200% и в<ыше При
протягивании заготовки из стали 20ХНЗА глубина упрочнения до-
ходила до 0,4—0,5 мм при ширине стружкоразделительной ка-
навки 2 мм и толщине срезаемого слоя 0,12 мм. Обладая большей
толщиной по сравнению со стружкой и большей твердостью, чем
остальная ее масса, ребро жесткости сильно препятствует свер-
тыванию стружки в компактный виток. Затрудненное свертывание
стружки с ребром жесткости приводит к увеличению диаметра
ее витка. Большой габаритный размер витка, в свою очередь,
вызывает необходимость выполнения стружечных канавок про-
тяжки большого размера, чем ослабляет тело протяжки и увели-
чивает ее длину.

Именно из-за этого коэффициенты помещаемости стружек, ре-
комендуемые рядом авторов, имеют слишком большие значения.
Так, например, рекомендуемый коэффициент помещаемости для
протягивания стали достигает восьми. Увеличение коэффициента
помещаемости вызывается также стремлением конструкторов
обеспечить надежное выпадение стружки из канавки после выхо-
да зуба протяжки из заготовки. Это объясняется тем, что при на-
личии ребра жесткости срезанная стружка с самого начала об-
разования витка свертывается не с зазором между обрабатывае-
мой поверхностью и поверхностью стружечной канавки, как это
требуется, а плотно прижимаясь к последней. Такие стружки ча-
ще всего застревают в стружечных канавках, особенно если зуб
протяжки имеет прямолинейную спинку. Для достижения нужного
коэффициента помещаемости увеличивают глубину стружечных
канавок или уменьшают подъем на зуб протяжки. В первом слу-
чае «ослабляется» тело протяжки, что, как правило, особенно
при протягивании отверстий небольшого диаметра, недопустимо;
во втором случае удлиняется протяжка.

Следует отметить, что узкие стружкоразделительные канавки
присущи не только протяжкам, имеющим подъем на каждый зуб
У протяжек прогрессивного резания разделение стружки произ-
водится разбивкой режущей кромки зуба по периметру на ре-
жущие секторы; эти секторы часто имеют большую длину (чаще
всего на последних зубьях режущих кромок секций), и поэтому
появляется необходимость разделения стружки в пределах само-
го режущего сектора. Это дополнительное разделение произво-
дится нанесением на режущие секторы таких же стружкоразде-
лительных канавок, как и на протяжках, имеющих подъем на
каждый зуб. Поэтому одновременно с узкими канавками протяж-
ки прогрессивного резания приобретают и все свойственные по-
следним отрицательные качества.

Сопротивление свертыванию ребра жесткости и остальной ча-
сти стружки различно, поэтому стружка разрывается, ребро>
сдвигается относительно более тонкой ее части и, оторвавшись,,
несколько распрямляется. Это приводит к увеличению радиуса
витка, прилипанию металла стружки к поверхности стружечной
канавки и появлению глубокой продольной царапины на протя-
нутой поверхности. Эта царапина появляется в (месте отделения
ребра жесткости от основного металла стружки, а глубина ее
часто настолько велика, что даже после снятия всего припуска
ее не удается удалить, особенно при обработке заготовок из вяз-
ких сталей.

В круглых протяжках переменного резания разделение струж-
ки производится выполненными по дуге окружности широкими
выкружками, имеющими задний угол по всему профилю. При та-
ком способе разделения стружки прорезные и зачищающие зубья
каждой секции срезают слой металла одинаковой ширины. Ши-
рину выкружки, определяющую длину стружки, рассчитывают
так, чтобы ширина стружки была не более определенного зна-
чения, при котором обеспечиваются хорошие условия для свер-
тывания ее в виток. При таком разделении стружка не имеет
ребра жесткости. Толщина ее одинакова по всему сечению и
лишь у самых краев может несколько уменьшаться. Благодаря
отсутствию ребра жесткости отдельные витки стружки теснее
прижимаются друг к другу, между ними остаются очень малые
зазоры. Для размещения их в канавке требуется гораздо мень-
ше места, что дает возможность применять малые коэффициенты
помещаемости.

Слой металла, срезаемый зачищающим зубом, свертывается
не в виток, находящийся в одной плоскости, а в виток конусооб-
разной формы (рис. 2.1). Вершина такой конусообразной струж-
ки направлена внутрь шлицевого паза, т. е. в сторону от его бо-
ковой поверхности. Это значительно облегчает условия работы
уголка зачищающего зуба. Благодаря этому зачищающий зуб
легко срезает с боковой поверхности шлица стружку значитель-
ной толщины. Шероховатость боковых поверхностей шлицевого
лаза значительно уменьшается даже при увеличенных подачах
на зуб протяжки.

В продольном сечении виток стружки представляет собой спи-
раль. В зависимости от физико-механических свойств стали, тол-
щины среза и переднего угла зуба протяжки витки стружки бо-
лее или менее плотно примыкают друг к другу или, наоборот,
имеют значительные зазоры между собой. Чем тоньше стружка,
тем плотнее закручиваются ее витки и меньше их диаметр. Под
диаметром витка понимают наибольший размер между двумя про-
тивоположными точками наружной поверхности витка в свобод-
ном состоянии, т. е. со всеми зазорами между отдельными ча-
14
Рис. 2.1.

Схема образования
конусообразных вит-
ков стружек на зачи-
щающем зубе шлице-
вой протяжки пере-
менного резания

стями витка. В процессе резания витки стружки должны свобод-
но помещаться в стружечные канавки протяжки, поэтому
глубина их должна быть равна диаметру витка или немного
меньше его в момент выхода зуба протяжки из заготовки. Диа-
метр витка может быть больше глубины канавки только в том
случае, если между отдельными витками имеется достаточный
зазор. В этом случае виток стружки упруго сожмется, а при вы-
ходе зуба протяжки из заготовки разожмется и выпадет из ка-
навки. Большое влияние на размещение витка стружки в стру-
жечной канавке и удаление ее оттуда оказывает форма спинки
зуба.

Если спинка зуба прямолинейна, то виток стружки, касаясь
ее, застревает в стружечной канавке. В этом случае неизбежны
потери времени на очистку протяжки от стружки. Если же спин-
ка зуба выполнена по дуге окружности, как это предусмотрено
ГОСТ 20364—74 и ГОСТ 20365—74, то стружка беспрепятственно
выпадает из канавок; в этом случае очистки протяжек от струж-
ки не требуется.

Шаг зубьев должен быть возможно меньшим, так как от него
зависит длина всей режущей части протяжки, но при этом должно
обеспечиваться достаточно свободное размещение стружки в ка-
навке. От формы поперечного сечения стружки зависит коэффи-
циент помегцаемости. При небольшой ширине ее и одинаковой
толщине по всему сечению стружка укладывается в виток мень-
шего диаметра, чем в тех случаях, когда ширина стружки не со-
ответствует диаметру протяжки и когда стружка имеет местные
утолщения. Чаще всего чем толще стружка, тем больше диаметр
витка. Следовательно, в первую очередь необходимо обеспечить
достаточный коэффициент помещаемости для черновых зубьев,
срезающих стружку большей толщины, чем чистовых. Но и для
чистовых зубьев, срезающих стружку меньшей толщины, не сле-
дует уменьшать коэффицент помещаемости. Это объясняется, во-
первых, тем, что чистовые зубья по мере повторных заточек ста-
новятся переходными и черновыми и начинают срезать стружку
большей толщины; во-вторых, тем, что если выбран коэффициент
помещаемости, соответствующий тонким стружкам чистовых
зубьев, это обусловливает очень малые площади стружечных
канавок и, в первую очередь, малые глубины канавок. Для удов-
летворительного размещения витка стружки в канавке необходи-
мо, чтобы глубина стружечной канавки была больше диаметра
витка наиболее толстой стружки, срезаемой зубом протяжки, или
равная ему. Стружечные канавки малой глубины и с малым ша-
гом между зубьями нежелательно применять и потому, что даже
небольшие отклонения от заданных размеров, неизбежные при
изготовлении протяжек, могут отрицательно сказаться на разме-
щении стружки. При малой глубине стружечной канавки, кроме
того, трудно получить большой передний угол, необходимый при
срезании тонких стружек.

При протягивании заготовок из сталей, алюминия и меди, ха-
рактеризующихся получением сливной стружки, рекомендуется
(см. табл. П. 3 приложения) К — 3 (допускается К=2,5); при про-
тягивании заготовок из чугуна и бронзы, характеризующихся по-
лучением стружки надлома, рекомендуемый коэффициент поме-
щаемости стружки К = 2,5 (допускается К = 2); при этом форма
канавки большой роли не играет.

Силы, действующие на протяжку, зависят от физико-механи-
ческих свойств обрабатываемого материала, толщины и ширины
срезаемых стружек, геометрических параметров зубьев протяжки,
смазывающе-охлаждающих жидкостей, способа разделения
стружки и других факторов. Способ разделения стружки по пе-
риметру зуба, определяющий конструктивные и геометрические
параметры протяжки, влияет на силы трения и, следовательно,
на силы резания. Наличие большого числа вспомогательных зад-
них поверхностей с нулевым задним углом (боковые поверхности
узких стружкоразделительных канавок и режущих секторов) у
протяжек с подъемом на каждый зуб и протяжек прогрессивного
резания обусловливают большие силы трения на этих поверхностях
по сравнению с протяжками переменного резания. Увеличению
сил трения на передней поверхности зубьев протяжки и, следова-
тельно, сил резания способствуют ребра жесткости на стружках,
получаемых протяжками первых двух видов.

В настоящее время наука о резании металлов не располагает
достоверными теоретическими зависимостями для определения
сил резания при протягивании. Конструкторы и эксплуатацион-
ники протяжного инструмента пользуются зависимостями, полу-
ченными в результате экспериментов в тех или иных усло-
виях.

Вопрос о виде режущего инструмента, с помощью которого
должны выполняться исследования сил при протягивании, яв-
ляется спорным. По мнению некоторых авторов, такого рода ис-
следования должны проводиться лишь с помощью однозубого
инструмента, т. е. резца, так как невозможно обеспечить точно
заданный подъем зубьев протяжки и требуемую перпендикуляр-
ность торцов образца <к оси отверстия, из-за чего будет возникать
сила, изгибающая протяжку. По нашему мнению, исследование
сил, возникающих при внутреннем протягивании, целесообразно
проводить многозубыми протяжками. При этом процесс не моде-
16
лируется, как это происходит при исследованиях с однозубыми
протяжками, а воспроизводится непосредственно. С помощью
доводки задних (поверхностей зубьев протяжки легко выдержи-
вается допуск на диаметр зубьев 0,005 мм.

Экспериментальные цилиндрические многозубые протяжки из
быстрорежущих сталей Р18 и Р6М5 подвергались закалке и трех-
кратному отпуску. Комплект состоял из четырех протяжек. Каж-
дая шротяжка имела одну подготовительную секцию из трех
зубьев и три рабочих секции из пяти зубьев каждая. Зубья ра-
бочих секций имели шаг 19 мм. Для получения наибольшей точ-
ности результатов все пять зубьев каждой рабочей секции имели
одинаковый подъем. Это позволяло многократно измерять силы
при одной и той же подаче за один рабочий проход инструмента.
Задние поверхности зубьев доводились, допуск на диаметр зубьев
был 0,005 мм на всех зубьях. Подъем на диаметр зубьев комп-
лекта протяжек был равен 0,02—0,7 мм. Зубья протяжек не име-
ли стружкоразделительных канавок, так как разделение стружки
обеспечивалось самой формой многошлицевого отверстия, подго-
товленного под протягивание. Влияние способов разделения
стружки на силы резания исследовалось на специально подго-
товленных резцах. Для исследования использовались острые и за-
тупленные протяжки. Наружное протягивание проводилось рез-
цом с прямой режущей кромкой и протяжками с криволинейными
кромками.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют
о том, что толщина среза является одним из главных факторов,
влияющих на силы резания при протягивании.

В результате математического анализа наших опытных дан-
ных получена зависимость удельной силы резания ?о(Н/мм) от
толщины среза при протягивании стали 45 следующего вида:

^о=18+1932а,	(2.1)

где а — толщина срезаемого слоя.

Значения коэффициентов в формуле (2.1) рассчитаны для пе-
реднего угла 15° при охлаждении сульфофрезолом. Значения си-
лы ?о для других передних углов приведены в табл. П.20 при-
ложения.

Результаты экспериментов по протягиванию заготовок из ста-
лей, приведенные в табл. 2.1, показывают, что, несмотря на раз-
личную твердость сталей в указанных состояниях, удельная сила
резания при протягивании их практически одинакова.

Аналогичные результаты получены и при протягивании заго-
товок из сталей других марок.

Зависимость осевой силы резания от толщины среза при на-
ружном протягивании аналогична зависимости (2.1) при внут-
реннем протягивании. Опытные точки отклоняются от этой зави-
симости не более чем на 5%.

С увеличением толщины среза увеличивается также удельная
2.1. Результаты измерения сил резания

Марка стали	Состояние	Диаметр отпечатка по Бри- неллю, мм	(Н/мм) при а, мм						
			0,03	0,05	0,07	0,1	0,15	0,2	0,3
45Х	Горячий	4,0—4,2	78	113	157	211	304	407	593
	прокат Отжиг	4,4—4,5	69	112	169	218	319	406	593
	Нормали- зация	4,0—4,2	83	113	162	227	297	415	613
ЗОХГН	Горячий	3,3—3,4	79	113	152	211	309	417	600
	прокат Отжиг	4,0—4,2	85	131	159	212	319	393	590
	Нормали- зация	3,8—3,9	74	113	152	220	315	397	603
20Г	Горячий)	5,0—5,1	81	119	174	211	308	416	611
	прокат Нормали- зация	5,0—6,1	81	108	161	228	296	416	611
18ХНВА	Горячий	3,4—3,5	79	111	161	211	299	407	593
	прокат Нормали- зация	3,8—3,9	90	108	158	212	308	413	606

радиальная сила ^р(Н/мм). Математическая обработка результа-
тов наружного протягивания показывает, что

?р=29,4Н-785а.	(2.2)

Зависимость (2.2) справедлива для 'переднего угла 15°

Скорость резания практически не влияет на осевую силу ре-
зания как при внутреннем, так и при наружном протягивании.

Радиальная составляющая силы резания интенсивно умень-
шается с увеличением скорости резания от 1 до 2,5 м/мин; при
дальнейшем ее увеличении до 12 м/мин радиальная сила умень-
шается незначительно, и на практике этим уменьшением можно
пренебречь.

Кроме рассмотренных выше факторов, на силы резания при
протягивании влияют: ширина среза, задний угол зубьев и износ
протяжки, число одновременно участвующих в работе зубьев,
смазочно-охлаждающая жидкость и способ разделения стружки.
Из перечисленных факторов два последних оказывают наиболее
заметное влияние на силу резания как при внутреннем, так и
при наружном протягивании. При расчете сил влияние этих фак-
торов учитывается введением в расчетную формулу поправочных
коэффициентов.

Для исследования влияния износа на силу резания измеряли
износ по задней (поверхности и радиус округления режущей кром-
ки с помощью светового сечения. Результаты опытов показали,
что при нормальном износе по задней поверхности 0,1 мм, соот-
ветствующем радиусу скругления режущей кромки 0,02—0,03 мм,
осевая сила практически не отличается от силы при протягивании
острой протяжкой. На радиальную силу износ зубьев протяжки
влияет в большей степени.

Общая зависимость для определения осевой силы резания,
действующей на протяжке, имеет вид

Р*=Я^КР.	(2.3)

Здесь 9о — осевая сила резания, приходящаяся на 1 мм длины
режущей кромки; /р — суммарная длина режущих кромок зубьев,
одновременно участвующих в работе; Кр— поправочный коэффи-
циент на измененные условия обработки; =
где Крм — коэффициент, учитывающий группу обрабатываемости
материала и его состояние; Кр0— коэффициент, учитывающий
вид СОЖ; Кр?— коэффициент, учитывающий способ разделения
стружки; Крк — коэффициент, учитывающий требуемое качество
обработанной поверхности.

Среднюю установившуюся температуру в зоне резания изуча-
ли при протягивании заготовок из стали, чугуна и других метал-
лов. Исследования проводились на горизонтально-протяжных
станках. Для закрепления образцов было спроектировано и из-
готовлено приспособление, позволяющее работать как протяжкой,
так и резцом. Оба инструмента изготовлялись из одного прутка
быстрорежущей стали. Резец и протяжка подвергались обычной
термической обработке. Протяжка имела группы зубьев с одина-
ковым подъемом и с минусовым отклонением на диаметр 0,005 мм.
Измерение температуры проводилось по методу естественной тер-
мопары. Регистрация термоЭДС велась на осциллографе МПО-2
с помощью трехкаскадного усилителя переменного тока. При ра-
боте протяжки был изолирован образец, при работе резца — ре-
зец. Токосъемники изготовляли из того же прутка, что и протя-
гиваемые образцы, и подвергали совместно с последними терми-
ческой обработке. Тарирование проводилось при постоянной тем-
пературе холодного спая, равной 20°±1°, которая поддерживалась
с помощью системы подачи струи сжатого воздуха.

Измерение температуры при разной толщине срезаемого слоя
и скорости резания показало, что с увеличением толщины среза
и скорости резания температура возрастает, достигая 550° С при
толщине срезаемого слоя 0,4 мм и скорости резания 12,6 м/мин.
Следовательно, для обеспечения высокой производительности про-
тягивания и минимальной длины протяжки ее следует изготовлять
из быстрорежущих сталей, имеющих достаточную теплостойкость.
Влияние толщины среза на установившуюся температуру в зоне
резания при разных скоростях резания различно, и чем больше
скорость резания, тем сильнее это влияние.

Влияние скорости резания на температуру в зоне резания не-
одинаково при различных толщинах среза, и чем больше толщина
среза, тем сильнее влияние скорости.

Влияние рода охлаждающей жидкости на температуру реза-
ния проверяли на двух широко применяемых при протягивании
жидкостях — 5%-ном растворе эмульсола Э2 в воде и сульфофре-
зола. Установлено, что при таких условиях проведения экспери-
ментов влияние их на температуру резания практически одина-
ково. Проверка эффективности охлаждения аэрозоля поверхност-
но-активного вещества (5%-ная олеиновая кислота) и легкосжи-
м а ем ого газа (95%-ный фреон 12) показала, что при подводе в
зону резания аэрозоля температура резания снижается на 40%
по сравнению с температурой при обработке без охлаждения и
на 20% по сравнению с температурой при обработке с охлажде-
нием эмульсией.

Установлено также, что с увеличением твердости обрабаты-
ваемого металла и времени (пути) протягивания температура в
зоне резания повышается. Это свидетельствует о том, что с уве-
личением этих параметров резания термодинамическая нагружен-
ность режущих кромок повышается, что, естественно, приводит к
падению периода стойкости протяжки. С увеличением переднего
и заднего углов зубьев протяжки температура в зоне резания
уменьшается, следовательно, для увеличения периода стойкости
протяжки эти геометрические параметры его зубьев по возмож-
ности необходимо увеличивать.

Общая температурная зависимость, полученная в результате
математической обработки всех серий опытов, для работы с ох-
лаждением имеет вид

/О_ 9,бЛзэд0’2(Я#)0’6270’П	.

?0,08а0,05	’	' ' '

где V — скорость резания, м/мин; Т—'Период стойкости протяж-
ки, мин; у, сх — соответственно передний и задний углы зубьев, °
Установлено, что температура в стружке и инструменте рас-
пределяется очень неравномерно. В прилегающих к передней по-
верхности инструмента слоях стружки температура достигает
значений на 40—50% больших, чем в слоях, лежащих на ее по-
верхности. Область максимальных температур на передней по-
верхности несколько удалена от режущей кромки (0,04—0,1 мм).
Максимальная температура на задней поверхности находится у
вершины инструмента, однако по абсолютной величине темпера-
тура на задней поверхности ниже, чем на передней. Этой нерав-
номерностью тепловых нагрузок можно объяснить то, что при
протягивании часто лимитирующим износом зубьев протяжки яв-
ляется скругление режущей кромки.

В общем случае стойкость протяжек определяется следующи-
ми факторами: физико-механическими свойствами обрабатываемо-
го и инструментального материалов; элементами режима реза-
ния; геометрическими параметрами зубьев протяжек; применяе-
мыми смазывающе-охлаждающими жидкостями и др. Преоблада-
20
ющим видом износа зубьев протяжки является износ по задней
поверхности и скругление режущих кромок. Большое влияние на
характер изнашивания режущих кромок оказывает схема реза-
ния, -по которой работает протяжка.

Для протяжек, имеющих подъем на каждый зуб и узкие
стружкоразделительные канавки, характерен значительный износ
главной задней поверхности у уголков зуба, по краям стружко-
разделительных канавок. Причина его на этих участках задней
поверхности в том, что на вспомогательной кромке задний угол
равен нулю.

Вследствие значительного трения металла заготовок о вспо-
могательные задние поверхности, лишенные задних углов, выде-
ляется большое количество теплоты, вызывающее повышенный
износ. Износ зубьев протяжек, имеющих подъем на каждый зуб,
узкие стружкоразделительные канавки, характеризуется еще и
тем, что ширина изношенной части различных участков режущей
кромки одного и того же зуба различна. Значение износа, как
правило, невелико. Нарастание износа уголков режущих кромок
происходит весьма неравномерно. Иногда на некоторых зубьях
износ уголков сразу достигает 1,5—2,0 мм; на других он дости-
гает этого значения после протягивания значительного числа за-
готовок. Кроме того, нарастание ширины изношенной части идет
гораздо быстрее на участках режущих кромок последующего зу-
ба, которые находятся непосредственно за узкими стружкоразде-
лительными канавками предыдущего зуба. Они срезают стружки
удвоенной толщины, поэтому и износ здесь резко возрастает.

У протяжек прогрессивного резания также имеются узкие
стружкоразделительные канавки, а следовательно, на вспомога-
тельных режущих кромках задние углы отсутствуют. Поэтому
изнашивание зубьев протяжек прогрессивного резания подобно
изнашиванию зубьев протяжек с подъемом на каждый зуб, с уз-
кими стружкоразделительными канавками, но применение на та-
ких протяжках больших подъемов интенсифицирует их изнаши-
вание.

Точки режущей кромки, лежащие на вершине уголков, обра-
зуемых соответственно режущей кромкой и боковыми поверхно-
стями стружкоразделительных канавок, являются наименее «теп-
лостойкими». Еще более слабым местом является уголок, закан-
чивающий режущую кромку сектора зуба протяжки прогрессив-
ного резания. На этих уголках износ появляется гораздо раньше,
чем в других точках режущей кромки, и достигает очень большо-
го значения.

Протяжки переменного резания, у которых в двузубых секциях
угол при ^вершине на крайних точках режущих секторов зубьев
более 150°, а на многозубых — в среднем не меньше 120°, обеспе-
чивают хорошую теплоотдачу тех участков режущих кромок, ко-
торые находятся в самых тяжелых условиях и поэтому скорее
всего изнашиваются у протяжек с подъемом на каждый зуб с
узкими стружкоразделительными канавками и протяжек прогрес-
сивного резания. Положительный вспомогательный задний угол
облегчает срезание металла, уменьшает трение вспомогательных
задних поверхностей о поверхность резания. Вследствие этого
уменьшается количество теплоты, выделяющейся в этом месте,
что также способствует повышению стойкости зубьев протяжки.
Износ зубьев протяжек переменного резания характеризуется
большой равномерностью. Изношенная часть располагается здесь
ровной полоской, без каких-либо скачков в месте угловых пере-
ходов. Так же выглядит износ и на активной части режущих кро-
мок зачищающих зубьев. Износ задних поверхностей зубьев про-
тяжек переменного резания гораздо меньше, чем протяжек про-
грессивного резания и протяжек с подъемом на каждый зуб с уз-
кими стружкоразделительными канавками.

Очень важен при проведении стойкостных испытаний протяжек
выбор критерия изнашивания. Серьезным затруднением при уста-
новлении объективного критерия изнашивания является наличие
нароста, «размазанного» по задней (поверхности зубьев протяжки.
Исследования износа зубьев протяжки в лабораторных условиях
и осмотр под микроскопом с 54—500-кратным увеличением боль-
шого числа протяжек показали, что за очень редким исключе-
нием на всех зубьях имеется либо нарост, либо его остатки, «раз-
мазанные» по задней поверхности. При рассмотрении нароста че-
рез лупу с 20—24-кратным увеличением нарост очень мало от-
личается от штрихов износа, так как располагается полосой
довольно равномерной ширины вдоль режущей кромки. После
удаления нароста и осмотра задней поверхности с 54-кратным
увеличением удалось установить, что ширина штрихов износа
фактически составляет лишь небольшую часть видимой в лупу
полосы металла, кажущейся износом.

Ширина «размазанного» нароста, кажущегося износом, боль-
ше 0,2 мм. Фактически износ задней поверхности немного превы-
шает 0,1 мм. Хотя абсолютные размеры нароста невелики и его
незаметно при визуальном осмотре зубьев, он значительно уве-
личивает фактические размеры износа задней поверхности. Это
хорошо видно на микрошлифах осевых сечений зубьев. Часто на-
рост находится и на задней, и на передней поверхностях зубьев
протяжки. Остатки его, «размазанные» по задней поверхности
зуба протяжки, покрывают ее на ширину 0,2—0,3 мм, а часто и
гораздо более. «Размазывание» нароста проявляется тем интен-
сивнее и тем большую часть задней поверхности он занимает,
чем меньше задние углы зубьев протяжки и чем больше они изно-
шены. Неучет нароста на зубьях протяжки, измерение износа без
его удаления с зубьев приводят к двух-трехкратному завышению
фактического значения износа задней поверхности.

Для предотвращения влияния нароста на ошибки измерения
износа задней поверхности при исследованиях зубья протяжек
тщательно очищали перед измерением износа. Исследования по-
казали, что интенсивность нарастания износа во времени нерав-
номерна. Было установлено, что абсолютное значение износа пос-
22
ле протягивания большого числа заготовок, общая длина которых
составляла 100 м, часто не превышала 0,1 мм.

Недостаточная интенсивность нарастания износа задней по-
верхности на протяжении длительного периода времени работы
протяжки является причиной того, что в производственных усло-
виях этот вид износа редко используется в качестве критерия
затупления. На чистовых операциях применяют, как правило, тех-
нологические критерии — момент увеличения шероховатости обра-
ботанной поверхности или появления отдельных продольных ри-
сок, выход размера протягиваемого отверстия за пределы допу-
ска и т. п На остальных операциях работа прекращается при
сильном нагревании или протяжек, или заготовок, при плохом
сходе стружек или приваривании их к передним поверхностям
зубьев. Иногда критерием служит появление вибраций системы
станок — приспособление — инструмент — заготовка в станках с
гидроприводом из-за чрезмерного затупления инструмента.

В лабораторных условиях за критерий затупления рекомен-
дуется принимать округление режущих кромок зубьев про-
тяжки.

Для установления закономерности изменения радиуса скруг-
ления режущих кромок в зависимости от параметров резания
применяли круглые протяжки наружным диаметром 52 мм из
сталей Р6М5, Р18, Р9 и ХВГ. Каждые три зуба имели одинако-
вые подъемы на сторону: 0,01; 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,3 и
0,4 мм. Задние поверхности зубьев всех протяжек доводили. До-
пуск диаметра зубьев с подъемами до 0,05 мм включительно со-
ставлял 5 мкм, на всех остальных зубьях — 0,01 мм. Передние и
задние углы протяжек для одной серии опытов были постоянны-
ми. На каждой протяжке было сделано пять открытых продоль-
ных пазов, разделяющих периметр каждого зуба на такое же чис-
ло отдельных секторов с наименьшей длиной режущей кромки,
равной 15 мм. Каждый из секторов использовали при работе с
одной скоростью резания и при протягивании образцов из сталей
разных марок с одинаковой твердостью. Ширина выступа протя-
гиваемых образцов была равна 10 мм, длина протягивания —
30 мм. На режущих кромках зубьев протяжек отсутствовали
стружкоразделительные канавки, и, следовательно, исключалось
их влияние на износ зубьев. Можно считать, что осуществлялось
свободное резание, характерное для всех последних зачищающих
зубьев секций круглых протяжек 'переменного резания. Результа-
ты, полученные по описанной методике исследования, полностью
распространяются и на прорезные зубья этих протяжек, несмотря
на то, что они работают в условиях несвободного резания. Досто-
верность этого положения доказана результатами измерений из-
носа большого числа протяжек переменного резания на многих
заводах. Радиус скругления режущих кромок измеряли в восьми-
девяти точках активной части режущей кромки; затем для всех
зубьев, имеющих одинаковый подъем, определяли его средне-
арифметическое значение. Перед началом работы каждой про-
тяжки режущие кромки всех зубьев осматривали с помощью ми-
кроскопа и устанавливали первоначальный радиус скругления.
Он, как правило, не 'превышал 3—4 мкм, а на многих зубьях
был еще меньше. Чтобы сравнить его с радиусом скругления ре-
жущих кромок зубьев протяжек, заточенных в производственных
условиях, было измерено 60 протяжек. Результаты показали, что
при обычном качестве заточки радиус скругления у 91% зубьев
не превышает 6 мкм, если не принимать во внимание участки
режущих 'Кромок с повреждениями, не восстановленными при
повторной заточке. Осмотром с помощью микроскопа определяли,
есть ли нарост на зубьях протяжки. Если нарост обнаруживали,
то его удаляли. Для этого выполняли один или несколько рабо-
чих ходов со скоростью около 0,4 м/мин. При работе с такой ско-
ростью нарост хотя и образуется, но при остановке протяжки,
когда зубья ее еще находятся в работе, он остается у корня
стружки, освобождая режущую кромку зуба протяжки. В тех
случаях, когда отдельные частицы нароста или налипания уда-
лить не удавалось, их обходили, выполняя измерения на близле-
жащих участках режущей кромки.

Эксперименты проводились при скоростях резания 3, 6, 9, 12
и 15 'м/мин. Задний угол на зубьях, имеющих подъем 0,02 и
0,01 мм, был равен 2° (обычно применяется на чистовых зубьях).
Для выяснения влияния на износ зубьев протяжки увеличения
заднего угла до 3° были проведены эксперименты при скорости
резания 12 м/мин.

Из анализа результатов следует, что в отличие от износа зад-
ней поверхности радиус скругления режущей кромки равномерно
увеличивается на протяжении всего периода работы протяжки:
нет участков кривых, почти параллельных оси времени, которые
всегда имеются на кривых износа задней поверхности. С увели-
чением скорости резания и толщины срезаемого слоя износ
зубьев увеличивается. Закономерное изменение радиуса скругле-
ния режущей кромки в зависимости от параметров протягивания
позволяет применять его в качестве критерия затупления. Выбор
значений радиуса основывается на следующих положениях. По-
давляющее большинство кривых идет плавно, без резких переги-
бов, что свидетельствует об отсутствии резкой интенсификации
изнашивания и, следовательно, об отсутствии начала катастрофи-
ческого изнашивания. Экспериментами, описанными ранее, было
установлено, что изменение сил протягивания и температуры ре-
зания при нарастании радиуса скругления происходит в малой
степени (за исключением тех случаев, когда затупление чрезмер-
но велико), поэтому ориентироваться на их величины затрудни-
тельно. Определение рационального радиуса скругления как кри-
терия затупления зубьев протяжки базировалось на других при-
знаках, выявившихся в процессе исследования.

Экспериментами было установлено, что когда радиус скруг-
ления режущей кромки становится несколько больше 0,02 мм,
зубья, имеющие подъем, равный 0,02 и 0,01 мм на сторону, на-
24
чинают работать хуже. Это проявляется в заметном пластиче-
ском деформировании обработанной поверхности. Невооруженным
глазом четко видно 'появление на ней характерного рисунка, ко-
торый практически не изменяет параметры шероховатости по-
верхности. При достижении радиуса скругления 0,025 мм на про-
тянутой поверхности начинали -появляться и отдельные узкие
продольные риски. Так как зубья с такими подачами являются
чистовыми, для них в 'качестве критерия затупления был принят
радиус скругления режущей кромки, равный 21—22 мкм. Зубья
с подъемом 0,05—0,4 мм на сторону являются черновыми, и для
них в качестве критерия затупления следует принимать другой
радиус скругления режущей кромки. Установлено, что при ра-
диусе скругления, большем 0,04 мм, на режущих кромках появ-
ляются микроразрушения, стружка часто (приваривается к перед-
ней поверхности зуба и протяжка заметно нагревается. Кроме
того, после достижения этого или несколько большего значения
радиуса скругления дальнейшая работа протяжки нередко со-
провождается потерей зубом правильной формы. Появляется ха-
рактерная лунка на передней поверхности — пологое углубление.
Когда возникают завалы режущей кромки, она несколько опу-
скается. Задний угол на нагруженной части режущей кромки
становится отрицательным. Особенно заметно это при протягива-
нии заготовок из твердых легированных сталей. Из-за деформи-
рования режущей кромки и зуба протяжки в целом некоторое
время отказывались принимать радиус скругления режущей кром-
ки в качестве критерия затупления. Эти причины нельзя считать
основательными, так как деформирование зуба протяжки начи-
нается при таком затуплении ее, когда продолжение работы про-
тяжкой без заточки становится экономически нецелесообразным.
Исключение составляют лишь сравнительно редкие случаи, когда
восстановление режущих свойств протяжки производится шлифо-
ванием зубьев по задней поверхности. При внутреннем протяги-
вании такие случаи наблюдаются на операциях, где допускаются
большие отклонения размеров отверстий.

Наблюдения за работой протяжек в производственных усло-
виях показали, что если протяжку для обработки отверстий,
имеющую нормальный износ черновых режущих зубьев (т. е. ко-
гда радиус скругления режущих кромок равен 30—40 мкм) не
заточить повторно, то ресурс ее резко снижается. Режущие свой-
ства ее после нескольких повторных заточек при такой непра-
вильной эксплуатации значительно уступают свойствам новой
протяжки. Особенно заметно это проявляется у протяжек из
стали ХВГ Но и протяжки из быстрорежущих сталей Р6М5, Р18,
Р9 при недостаточно качественной термической обработке могут
терять режущие свойства. Применив принудительную заточку
протяжек, не допускающую продолжения работы после достиже-
ния нормального износа режущими кромками черновых зубьев,
обеспечивают большее число повторных заточек. Число протя-
нутых заготовок между двумя повторными заточками у протяжки,
близкой к полному износу, при правильном назначении критерия
износа такое же, как и у новой. Ресурс протяжек при этом наи-
больший. Это послужило основанием для выбора в качестве кри-
терия затупления на черновых зубьях внутренних протяжек ра-
диуса скругления режущих кромок, равного 0,04 мм.

Выбор в качестве критерия затупления двух разных значений
радиуса скругления режущих кромок, равных 0,04 мм для чер-
новых зубьев и 0,02 мм для чистовых, для одной и той же про-
тяжки является правомерным, так как эти зубья имеют различ-
ное функциональное назначение.

Передний угол зубьев протяжки — один из важнейших эле-
ментов ее геометрических параметров. От переднего угла зави-
сит степень пластического деформирования срезаемого металла,
а следовательно, усадка стружки и сила резания. При уменьше-
нии пластических деформаций в срезаемом металле по мере уве-
личения переднего угла зубьев инструмента температура в зоне
резания заметно снижается. Эти два фактора — уменьшение тем-
пературы в зоне резания и сил резания — играют главную роль
в уменьшении сил трения на передней и задней поверхностях зу-
ба протяжки; а с уменьшением сил трения значительно повы-
шается стойкость инструмента.

Неправильное назначение переднего угла нередко является
причиной поломок протяжек. Так, наблюдениями в производст-
венных условиях установлены случаи массовых поломок протя-
жек при протягивании стали 20 протяжками, имеющими передний
угол зубьев, равный 8°; при этом, несмотря на достаточный раз-
мер стружечных канавок для помещения срезанных стружек, у
большинства зубьев канавки были «заварены» стружкой. При-
варка стружки имела место главным образом на передней по-
верхности зубьев вблизи режущей кромки. По внешнему виду
стружки можно было сделать вывод о большой ее усадке, что,
очевидно, и послужило причиной замедленного продвижения
стружки по передней поверхности зуба протяжки и приварки.
После повторной заточки уцелевших протяжек на передний угол,
равный 21°, указанный дефект не наблюдался.

Влияние значения переднего угла зубьев на стойкость про-
тяжек изучалось в производственных условиях при протягивании
заготовок из различных металлов. Это, разумеется, не могло не
наложить определенного отпечатка на полученные результаты.
Так, несомненно, определенную негативную роль играло то, что
опыты по протягиванию заготовок из различных металлов, на-
пример из стали и алюминия, производились в разных цехах и,
следовательно, на разных станках. Вследствие того, что произво-
дилось протягивание различных заготовок, несколько различались
диаметры протяжек. Применение протяжек различных диаметров
и протягивание заготовок, имеющих различную длину протягивае-
мых поверхностей, обусловливали применение различных шагов
зубьев и некоторых других элементов протяжек. Несомненно, что
все указанные факторы и ряд других вносили некоторый разно-
26
бой в получаемые результаты. Однако проведение опытов в про-
изводственных условиях имело свои, и немаловажные, положи-
тельные стороны. Первая из них — массовость опытов, которая,
несомненно, дала возможность получения более точных результа-
тов. Это обстоятельство было целиком использовано. Так, на-
пример, каждое значение стойкости, на графиках при испытаниях
на стойкость, представляет собой среднее из семи — десяти зна-
чений. При этом не принимали во внимание результаты опытов,
при проведении которых бывали замечены какие-либо отказы или
дефекты. Кроме того, по возможности старались создать наиболее
идентичные условия опытов. Так, например, в тех случаях, когда
в одном цехе имелось несколько протяжных станков, опыты про-
водились на станке такого типа, размера и (если это было воз-
можно) состояния, который имелся в других цехах. При этом
обращали внимание на состояние агрегатов для охлаждения; ко-
личество охлаждающей жидкости, поступающей из насоса, заме-
рялось и регулировалось таким образом, чтобы было по возмож-
ности одинаковым. Для протягивания в каждом случае старались
по возможности сохранить воздействие всех факторов, могущих
оказать влияние на изменение условий процесса резания. Так,
при протягивании той или иной заготовки применяли серию про-
тяжек, подобранную таким образом, что разность шагов соответ-
ствующих зубьев у всех протяжек серии не превышала 0,5 мм;
разность задних углов на соответствующих зубьях не превыша-
ла 10'; разность диаметров соответствующих зубьев на разных
протяжках серии не превышала 0,005—0,008 мм. Твердость про-
тяжек замеряли в восьми точках, и разница твердостей разных
протяжек одной серии не превышала 1—2%. В качестве крите-
рия затупления был принят износ зубьев протяжки по задней по-
верхности, равный 0,04 мм. Замеры износа проводились с по-
мощью микроскопа Цейса с увеличением 30х. Если в процессе
протягивания наблюдалось местное ухудшение качества поверх-
ности и работа испытуемой протяжки в связи с этим прекраща-
лась, то ведение протокола наблюдений на этом также прекра-
щали и наблюдения начинали снова. Учитывали только те ре-
зультаты опытов, которым не сопутствовали случайные обстоя-
тельства.

Скорость протягивания во всех случаях была одинаковой и
равной 5 м/мин.

Заготовки, на которых производилось протягивание, проходи-
ли 100%-ный контроль по твердости и, кроме того, из партий
заготовок, подготовленных для протягивания, как правило, отби-
рали 15% и проводили вторичную проверку их твердости. Протя-
гивали заготовки из алюминия АЛ9, стали 20, легированной ста-
ли 38ХСА, бронзы ОСЦ-6-6-3, чугуна СЧ10. В табл. 2.2 пред-
ставлены основные сведения о заготовках и протяжках. В ка-
честве смазывающе-охлаждающей жидкости использовался суль-
фофрезол с расходом 7—8 л/мин; протягивание заготовок из
чугуна производили без охлаждения. Разделение стружки на чер-
2.2. Основные сведения о заготовках и протяжках

новых зубьях осуществляли с по-
мощью узких стружкоразделитель-
ных канавок шириной 2 мм, распо-
ложенных в шахматном порядке.
Задние углы были постоянными во
всех случаях и равны соответствен-
но на черновых зубьях 3°, на чисто-
вых 2°, на калибрующих 1,5° Пе-
редние углы изменялись от 5 до 20°:
5°, 8°, 10°, 15°, 20° В связи с тем,
что при проведении подготовитель-
ных опытов по протягиванию заго-
товок из бронзы было установлено
резкое ухудшение качества поверх-
ности в связи с увеличением перед-
него угла — появление кольцевых
впадин и местных вырывов, был
применен следующий способ форми-
рования передней поверхности: на
чистовых и калибрующих зубьях,
начиная от режущей кромки, наног
сили фаску под углом 90° к оси про-
тяжки. Ширина фаски 0,2—0,3 мм,
а за ней передний угол выполняли
в обычном порядке. Поэтому сле-
дует считать, что приведенные зна*
чения передних углов (для указан-
ных зубьев) начинаются от этой
фаски. Это позволило провести опы-
ты во всем диапазоне значений пе-
реднего угла. Тот же прием был
применен и при протягивании заго-
товок из чугуна. Другого способа в
условиях проведения исследования
на производственных деталях не
нашлось, а желание получить хотя
бы и не совсем достоверные данные
(при отсутствии таковых) вынуди-
ло авторов пойти на указанный
компромисс. В связи с трудностью
заточки, а в ряде случаев и просто
невозможностью ее выполнения уг-
лы больше указанных значений не
выполняли. В ходе проведения экс-
периментов возникла необходимость
конструирования и изготовления
контрольного прибора для замера
переднего угла на испытуемых про-
тяжках. Существующие способы оп-
ределения переднего угла — с помощью универсального угломера и
специальных жестких шаблонов—давали совершенно неудовлетво-
рительные результаты. Кроме того, использование их для заме-
ров углов у мелких протяжек было почти невозможным. Малая
длина контакта передней поверхности с опорной поверхностью
измерителя приводила к ошибкам в 3—4° Был сконструирован
и изготовлен прибор, принцип действия которого в дальнейшем
был использован для работы ряда аналогичных приборов, пред-
назначенных для замеров передних и задних углов многолезвий-
ных инструментов.

Результаты экспериментов показывают, что с увеличением пе-
редних углов зубьев протяжек стойкость последних возрастает.
Степень возрастания различна для разных обрабатываемых ма-
териалов. Так, наибольшее относительное повышение стойкости
имеет место при протягивании заготовок из алюминия (на 41%
при увеличении переднего угла с 5 до 20°). Затем идут соответ-
ственно сталь 20 (повышение стойкости на 34% при увеличении
переднего угла с 5 до 15°), сталь 38ХСА (повышение стойкости
на 24%); бронза и чугун дали наименьшее возрастание стойко-
сти с увеличением переднего угла: на 14 и 18% соответственно
при увеличении угла с 5 до 15°

Полученные результаты позволяют сделать определенные вьь
воды о наиболее рациональных передних углах с точки зрения
стойкости протяжек. Однако имеется ряд других факторов, из-за
которых необходимо вносить некоторые поправки в значения пе-
реднего угла: качество протянутой поверхности, процесс струж-
кообразования, наличие резкого стука при работе протяжек,
прочность зубьев и др. Главным из них обычно является качества
протянутой поверхности.

Исследование влияния переднего угла на параметры качест-
ва протянутых поверхностей проводили, сохраняя все условия
проведения испытаний на стойкость (станок, скорость резания,
материал образцов и др.). Была сконструирована и изготовлена
специальная обойма с винтовыми зажимами, в которую вклады-
вали два образца, имевших форму прямоугольного параллелепи-
педа. Закрепленные в обойме образцы просверливали на требуе-
мый размер. После протягивания обе половинки легко отделялись
друг от друга при ослаблении зажимов. Этот способ давал воз-
можность остановить протяжку, не дожидаясь выхода ее из от-
верстия, и снять одну часть образца (или, если нужно, две). При
этом можно было четко видеть различные стадии образования
стружки, следы за уголками стружкоразделительных канавок
и др.

Цель исследования была — установить влияние переднего уг-
ла каждого зуба — чернового, чистового и калибрующего раз-
дельно на параметры 'качества поверхности. Были изготовлены
три вида протяжек из 'быстрорежущей стали Р6М5 соответствую-
щего назначения: с удаленными калибрующими зубьями; с уда-
ленными калибрующими и чистовыми зубьями; с зубьями всех
видов. Задние углы у всех протяжек выполняли одинаковыми:
на черновых и чистовых зубьях 2°, на калибрующих—1,5°. Углы
замеряли с помощью микроскопа Цейса. Задние поверхности
всех зубьев были доведены, и все зубья затачивались наостро.
При этом срезались цилиндрические фаски — ленточки и на ка-
либрующих зубьях. Шаг черновых зубьев на всех протяжках
равнялся 12 мм, шаги чистовых и калибрующих зубьев — 10 мм.
Подъем на зуб (на сторону) на черновых зубьях был 0,05 мм,
на чистовых зубьях — 0,015 мм. Диаметр всех протяжек был ра-
вен 30 мм. Стружкоразделительные канавки наносили на режу-
щих зубьях в шахматном порядке, выдерживая одинаковое рас-
стояние между двумя соседними канавками зуба протяжки. Пе-
редние углы протяжек были те же, что и в предыдущих опытах.
Для предотвращения искажения результатов опытов передние
поверхности зубьев протяжек, предназначенных для обработки
заготовок из чугуна и бронзы, выполняли без переходных фасок,
применявшихся ранее при проведении испытаний на стойкость.

Результаты экспериментов по протягиванию заготовок из ста-
лей 38ХСА и 20 протяжками с черновыми зубьями показали, что
с увеличением переднего угла шероховатость протянутых поверх-
ностей уменьшается. Максимальная шероховатость соответствует
минимальному переднему углу 5°, при этом поверхность получает-
ся с рванинами и рисками.

При протягивании этими протяжками заготовок из бронзы и
чугуна достигаются обратные результаты: лучшая поверхность
получается при переднем угле 5° Но при этом видны довольно
глубокие риски. При переднем угле 10° продольные риски не-
сколько уменьшаются, в то же время появляются, хотя и неглу-
бокие, но четко видимые кольцевые впадины — волны; шаг волны
примерно соответствует шагу зубьев протяжки. Однако заме-
чается некоторое число гораздо менее рельефных впадин, близко
расположенных друг к другу. При переднем угле 15° продольные
риски заметно уменьшаются, местами исчезают. Но это приводит
к появлению глубоких кольцевых впадин, ширина которых до-
стигает 2 мм. Расположены впадины очень близко друг к другу,
шаг их гораздо меньше шага зубьев протяжки. Впадины на чугуне
выглядят несколько иначе, чем на бронзе. Различие их в том, что
если на бронзе кольцевые впадины четко видны по всему пери-
метру, то на чугуне впадины имеют вид полукольцевых канавок.
Многие из них имеют длину, значительно меньшую половины
периметра отверстия. Изменение переднего угла при протягива-
нии заготовок из АЛ9 сказывается особенно сильно. Характер
кольцевых впадин не такой, как на других металлах. Волны не-
глубоки, плавно переходят в ровную поверхность. Расположение
их довольно точно совпадает с шагом зубьев протяжки. Следует
заметить, что на качество поверхности при протягивании заго-
товок из алюминия в сильной степени влияют мельчайшие де-
фекты режущей кромки, передней и задней поверхностей, кото-
рые при протягивании других (металлов заметного влияния не
30
оказывают. К ним относятся малые забоины режущей кромки,
риски от шлифовального круга на передней поверхности, недо-
статочно тонкое шлифование (или доводка) задней поверхности
и т. п.

Наблюдениями при протягивании черновыми зубьями загото-
вок из ряда материалов можно было установить, что качество
поверхности, обработанной протяжками, определяется сочета-
нием двух основных показателей: рисок и следов продвижения ре-
жущих кромок в направлении скорости резания и кольцевых ка-
навок, создающих волнообразную поверхность.

Характер расположения кольцевых впадин, образующих вол-
ну, таков, что происхождение ее может быть объяснено несколь-
кими причинами. Так, при протягивании заготовок из мягких
сталей и алюминия шаг волны в подавляющем большинстве слу-
чаев равен шагу зубьев протяжки или весьма близок к нему.
Это дает основание предполагать, что причиной образования
кольцевых впадин являются упругие колебания обрабатываемого
металла под влиянием появляющихся и исчезающих давлений
проходящих зубьев. Эти колебания совершаются в направлении,
перпендикулярном движению протяжки, и, вероятно, аналогичны
колебаниям, имеющим место при обработке отверстий прямозу-
быми развертками.

Как известно, при развертывании отверстий прямозубыми раз-
вертками, у которых окружной шаг зубьев выполнен одинаковым
для всех зубьев, на поверхности отверстия наблюдаются впади-
ны, параллельные его оси Расстояния между этими впадинами
приблизительно равны шагу зубьев развертки. Можно предполо-
жить, что механизм образования волны на поверхности, обрабо-
танной разверткой, заключается в следующем. Начальным момен-
том образования волны является тот, в который зуб развертки
встречает неоднородное по твердости место в срезаемой массе
металла (мягче или тверже остальной — безразлично). Таким
местом может быть твердое шлаковое включение и т. лп. С этого
момента зуб начинает срезать несколько иную стружку, а в за-
готовке остается некоторое углубление (или, наоборот,— некото-
рый выступ). Под влиянием толчка зуб, находящийся с проти-
воположной стороны развертки, производит также углубление
или выступ. Каждый следующий зуб, проходя мимо этого места,
изменяет толщину стружки, и, таким образом, постепенно на об-
работанной поверхности появляется ряд продольных линий на
расстоянии шага зубьев (примерно).

Аналогичные явления, безусловно, имеют место и при протя-
гивании, с тем существенным различием, что при протягивании
участвует одновременно в работе переменное число зубьев. А при
работе развертками в течение любого промежутка времени в ра-
боте (в контакте с заготовкой) находится одно и то же число
зубьев. При протягивании, вследствие прекращения работы од-
ного зуба и начала работы другого, появляется ряд дополнитель-
ных причин, усиливающих шоявление волны. Так как шаг чер-
новых зубьев протяжек обычно выполняется равномерным, для
предотвращения образования волны можно выполнять шаги
зубьев неравномерными. В большинстве случаев качество поверх-
ности, полученное черновыми зубьями, не имеет решающего зна-
чения, однако в целях оставления возможно меньшего слоя ме-
талла на срезание чистовыми зубьями желательно получить пос-
ле обработки черновыми зубьями поверхность с малой шерохо-
ватостью, это может быть достигнуто выполнением шага двух-
трех последних черновых зубьев несколько большим или мень-
шим, чем шаг всех зубьев (это относится также к чистовым и
калибрующим зубьям)

Если протяжка имеет значительную длину, то иногда при ра-
боте -происходит некоторая вибрация. Вибрация обычно не зату-
хает почти до момента выхода протяжки из заготовки. В соче-
тании со стуком, который почти всегда сопровождает работу про-
тяжек, имеющих подъем на каждый зуб, вибрация протяжек
приводит к появлению кольцевых и полукольцевых впадин, шаг
которых несколько меньше шага зубьев протяжки. Поэтому вол-
на наиболее резко выражена при обработке мягких сталей.

Волнистая обработанная поверхность получается также в
случае перекоса опорного торца заготовки относительно подго-
товленного под протягивание отверстия. В таких случаях при ра-
боте также происходит вибрация протяжки, но более «плавная»,
хотя и с большей амплитудой. Характерным признаком этой при-
чины появления волны является то, что на протянутой поверхно-
сти появляются глубокие полукольцевые впадины, располагаю-
щиеся на двух противоположных сторонах отверстия; шаг их
близок к шагу зубьев протяжки.

При обработке хрупких металлов (чугуна, бронзы), а также
твердых сталей (особенно термообработанных) в качестве пред-
положительной причины появления волны может быть наличие
упругих колебаний под влиянием переменной по значению силы
в направлении хода протяжки. Подтверждением этого может
быть внешний вид и расположение кольцевых впадин. Шаг вол-
ны в этом случае переменный. Отдельные впадины перекрывают
одна другую и сливаются между собой. Особенно четко это
наблюдается на бронзе. Сила резания при работе даже одним
зубом вообще не остается постоянной; особенно резкое изменение
сил резания наблюдается при образовании стружки надлома,
характерной для хрупких металлов. В связи с этим протяжка
скачкообразно продвигается по заготовке. Упругие свойства про-
тягиваемого металла обусловливают резонанс колебаний, на-
правленных вдоль оси протяжки. В ряде случаев оказывают влия-
ние одновременно указанные факторы и неравномерность хода
станка, что характерно для всех протяжных станков вследствие
некоторой изношенности их механизмов и гидравлической си-
стемы.

Анализ влияния переднего угла зубьев протяжки на ее стой-
кость и влияния этого угла на качество протянутых поверхностей
дает возможность сделать выводы о его рациональных значениях
для черновых зубьев протяжки. Это максимальные значения пе-
реднего угла зубьев, так как для работы черновых зубьев шеро-
ховатость обработанной (поверхности роли почти не играет. Од-
нако нежелательно получать поверхность с глубокими рванина-
ми, рисками, глубокими кольцевыми впадинами, что вынудило
бы намного увеличивать припуск, оставляемый на переходные
зубья.

Исследования влияния переднего угла на качество протяну-
той поверхности при работе чистовых зубьев протяжки подтвер-
дили характер зависимости качества поверхности от значения
переднего угла, полученной для черновых зубьев. Однако общая
шероховатость 'поверхности при работе чистовых зубьев значи-
тельно меньше. Но именно поэтому при визуальной оценке более
очевидны отдельные дефекты поверхности, особенно это отно-
сится к волне. При установке заготовки под разными углами к
источнику света волна четко видна; характер волны такой же,
как и при работе черновых зубьев. Так же четко видны следы
уголков стружкоразделительных канавок. При обработке алю-
миния даже зубья, не имеющие при осмотре через лупу с 8-крат-
ным увеличением никаких дефектов, оставляют за собой продоль-
ные следы.

Исследования влияния переднего угла на качество протяну-
той поверхности при работе всех зубьев протяжки проводили в
двух направлениях. Во-первых (что особенно важно), выясняли,
влияют ли калибрующие зубья на качество поверхности, обрабо-
танной чистовыми зубьями; во-вторых, как они влияют.

Проведенные исследования дали однозначный положительный
ответ на первый вопрос, так как калибрующие зубья тоже сре-
зают определенные очень тонкие слои металла, хотя и не по
всему периметру отверстия. При протягивании заготовок из ста-
лей, алюминия качество поверхности улучшается с увеличением
переднего угла калибрующих зубьев. При протягивании загото-
вок из бронзы и чугуна в целях уменьшения шероховатости об-
работанной поверхности на передней поверхности зуба протяжки
предусматривали фаску с нулевым передним углом.

Опытами установлено, что для обеспечения высокого качества
обработанной поверхности важно соотношение значений перед-
него угла на различных зубьях одной и той же протяжки. Так,
при протягивании заготовок из сталей и алюминия обработанная
поверхность ухудшается, если передние углы на чистовых и ка-
либрующих зубьях меньше передних углов черновых зубьев. При
протягивании заготовок из бронзы и чугуна в большинстве слу-
чаев качество поверхности улучшилось с уменьшением переднего
угла на чистовых и калибрующих зубьях по сравнению с черно-
выми.

До последнего времени не существовало единого мнения о ро-
ли калибрующих зубьев в процессе резания протяжками. Наши-
ми опытами, а также опытами других исследователей установ-
2-338	33
лено, что все калибрующие зубья участвуют в процессе форми-
рования обработанного отверстия как по размеру, так и по
шероховатости поверхности. Поэтому нельзя их считать только
запасными зубьями. Колебание калибрующей части протяжки в
отверстии может вызвать появление волнистости обработанной
поверхности. Калибрующие зубья протяжки способны срезать
стружки толщиной 0,003—0,005 мм и часто не по всему перимет-
ру режущей кромки, а лишь в отдельных ее местах.

Передний угол зубьев протяжки влияет и на размер протяну-
того отверстия. Протягиванию подвергались втулки из металлов
исследованных ранее марок, имевшие наружный диаметр 80 мм,
что при диаметре отверстия около 22 мм исключало влияние на
размер получаемого отверстия деформации стенок втулки. Про-
тяжки срезали припуск 1,5 мм на диаметр и имели подъемы на
диаметр 0,10 и 0,02 мм соответственно на черновые и чистовые
зубья. Калибрующие зубья на одних протяжках были сошлифо-
ваны, на других протяжках были убраны чистовые зубья.
В табл. 2.3 приведены результаты замеров диаметров отверстий,
протянутых в образцах, замерявшихся с помощью нутромера с
ценой деления 0,002 мм. В таблице даны размеры последнего
обдирочного и последнего чистового зуба каждой протяжки. Про-
тяжки затачивали с каким-либо одним передним углом на всех
зубьях. Углы менялись от 5 до 15°

Как видно, между значением переднего угла зубьев и разме-
ром полученного отверстия есть определенная взаимосвязь. Мож-
но сделать следующие выводы: при протягивании одной и той же
протяжкой заготовок из разных металлов получаются отверстия
различных диаметров; при протягивании протяжками, имеющими
небольшие передние углы (5°) из-за увеличенной упругой дефор-
мации срезаемого металла, диаметры отверстий получаются мень-
ше диаметра последнего зуба протяжки; с увеличением передних
углов до 10 и 15° для всех образцов диаметр отверстия превы-
шает диаметр последнего зуба протяжки (до 0,03 мм при перед-
нем угле 15°).

2.3. Размеры отверстий после протягивания

Зубья	Передний угол, 0	Диаметр послед- него зуба, мм	Диаметр отверстия (мм) после протягивания заготовки				
			из бронзы	из серого чугуна	из алюми-) НИЯ	из стали 20	из стали > 38ХСА
	5	21,824	21,812	21,818	21,822	21,824	21,820
Черновые	10	21,820	21,820	21,827	21,840	21,838	21,836
	15	21,862	21,870	21,880	21,890	21,900	21,891
	5	21,970	21,970	21,965	21,960	21,970	21,970
Чистовые	10	21,960	21,970	21,965	21,980	21,980	21,980
	15	21,960	21,980	21,980	21,986	21,990	21,990
2.4. Рекомендуемые передние углы

Зубья	Передний угол зубьев (°) протяжки при обработке							
	сталей групп обрабатываемости			чугуна			цветных метал- лов и сплавов	
				серого		ков- кого		
		2, 3	4, 5	ЯВ^180	180		брон- зы	алюми- ниевых сплавов, баббита, красной  меди
Черновые и переходные	20	15	10	10	5	10	5	20—25
Чистовые и калибрующие	20	18	15	0~5	0	0—5	—5	25

На основании многочисленных опытов и наблюдений за экс-
плуатацией протяжек на ряде крупнейших металлообрабатыва-
ющих заводов страны могут быть рекомендованы следующие зна-
чения передних углов, вошедшие в ГОСТ 20364—74 и ГОСТ
20365—74 (табл. 2.4).

Следует отметить, что в вопросе выбора рационального зна-
чения переднего угла зубьев протяжек стойкость протяжек и ка-
чество протянутой поверхности не могут быть единственно опре-
деляющими. При протягивании заготовок из твердых чугунов и
сталей высокой твердости в сочетании с повышенной вязкостью
передний угол на черновых зубьях в значительной степени лими-
тируется прочностью зуба. Особенно должен быть отмечен тех-
нологический фактор — возможность 'выполнения заданного пе-
реднего угла на протяжке определенного диаметра. Специфиче-
ская форма передней поверхности зубьев круглых и шлицевых
протяжек ограничивает иногда размеры передних углов.

Задний угол зубьев протяжек уменьшает трение между по-
верхностью резания и зубьями, что предохраняет протяжку от
преждевременного затупления. Исследования влияния заднего
угла зубьев на стойкость протяжек проводили, как и исследова-
ния влияния переднего угла, в производственных условиях. Про-
тягиванию подвергали заготовки из материала тех же марок, а
режимы резания и охлаждения были, как в предыдущих опытах.
Был принят тот же критерий затупления. Передний угол зубьев
при проведении опытов на всех протяжках выдерживали по-
стоянным и равным 10°. Зубья затачивали наостро, задний угоЛ
при проведении опытов изменяли от 30' до 4° Промежуточными
значениями были 1, 2, 3° Замеры задних углов проводили с по-
мощью универсального микроскопа. Замер заднего угла зубьев
протяжки непосредственно на станке, а также зубьев протяжек
больших диаметров и длин проводили с помощью индикаторной
головки. Значения задних углов вычисляли как разность пока-
заний индикаторной головки в конечных точках задней поверх-
ности.

Задние поверхности зубьев всех 1протяжек подвергали доводке
с помощью специального приспособления.

При заднем угле калибрующих зубьев 30' следы их износа
представляли неравномерную ленту шириной 0,10—0,15 мм по
всему периметру зуба, в некоторых местах имелись узкие полоски
износа длиной до 0,4 мм. По мере увеличения заднего угла ши-
рина изношенной поверхности уменьшалась и при 4° представля-
ла собой малозаметную блестящую полоску на задней поверх-
ности. В микроскоп с 30-кратным увеличением было видно, что
ширина износа сравнительно равномерна по всему периметру
зуба и составляет 0,02—0,03 мм. Износ же на чистовых и чер-
новых зубьях в это время достигает значительно большего значе-
ния. Износ черновых зубьев при заднем угле 2° неравномерен:
на участках режущей кромки, расположенных между стружко-
разделительными канавками, ширина полосы износа составляла
0,08—0,12 мм. В непосредственной близости к уголкам износ рез-
ко увеличивался, достигая 0,3—0,4 мм. С увеличением заднего
угла до 4° износ уменьшался до 0,04—0,05 мм. Износ по угол-
кам канавок также уменьшался до 0,25—0,3 мм. Износ чистовых
зубьев был подобен износу черновых. Наибольшее увеличение
стойкости протяжек с увеличением заднего угла зубьев дости-
гается при протягивании заготовок из вязких материалов и чу-
гунов. Зависимость стойкости протяжек от заднего угла сле-
дующая:

Материал . „	> . 38ХСА АЛ9 Сталь 20 СЧ10 ОЦС-6-6-3

Увеличение стойкости,
%	100	100	40	25	15

При выборе рационального заднего угла следует иметь в ви-
ду, что при увеличении задних углов увеличивается стойкость
протяжек, но при этом уменьшается число повторных заточек,
которое может выдержать зуб.

При обработке результатов экспериментов использовались
различные варианты критерия затупления — для черновых зубьев
с подъемом 0,05—0,4 мм радиус скругления режущей кромки
принимался равным 0,04 мм, для чистовых зубьев с подъемом
0,01 и 0,02 мм — 0,021 мм. На чистовых зубьях задний угол со-
ставлял 2°, на черновых — 3°, т. е. учитывались реальные геомет-
рические параметры зубьев протяжек в зависимости от их функ-
ционального назначения. Как уже отмечалось, стойкость протя-
жек по мере увеличения толщины среза уменьшается. Однако
степень влияния толщины среза на стойкость протяжек для раз-
личных толщин среза различна. Толщина среза 15 мм мень-
ше влияет на изменение стойкости, чем а>0,15 мм. В области
малых подач, применяемых на чистовых зубьях, несмотря на дру-
гой критерий износа, наблюдается та же закономерность: с уве-
личением подачи стойкость зубьев протяжки уменьшается.
С увеличением скорости резания в интервале 3—15 м/мин
стойкость зубьев протяжки уменьшается.

Расчет стойкости протяжек для различных групп обрабаты-
ваемости материалов в зависимости от подачи и скорости реза-
ния производится то формуле

Т =

где значения постоянной Ст и показателей степени п и у приве-
дены в табл. 2.5.

При эксплуатации протяжки скорость резания, назначенная
при проектировании по стойкости и принятой подаче, может ока-
заться такой, что не будут обеспечены требуемые шероховатость
поверхности и условия отделения стружки от передней поверх-
ности зубьев. Поэтому выбор режима резания для проектируемой
протяжки должен начинаться с определения скорости резания,
толщины среза на чистовых зубьях и геометрических параметров
тех зубьев протяжки, которые обеспечат заданные квалитеты и
параметры шероховатости поверхности в течение всего периода
стойкости как между повторными заточками, так и до полного
износа. Затем по выбранной скорости резания определяют стой-
кость для чистовой части. После этого определяют толщину сре-
за для черновой части протяжки, которая при выбранной скоро-
сти резания дает стойкость, равную стойкости чистовой части.
Метод определения подачи черновой части, при 'котором стойкости
черновой и чистовой частей совпадают, получил название метода
равной стойкости, а сами протяжки, рассчитанные с его по-
мощью,— протяжки равной стойкости.

При проектировании протяжек приходится решать задачу со-
здания такой чистовой части, которая надежно обеспечивала бы
заданные точность и параметр шероховатости поверхности в те-
чение всего периода стойкости как между повторными заточками,
так и до полного износа. Принципиальное построение таких чи-
стовых частей может быть сформулировано следующим образом:
чем более высокие требования предъявляются к качеству протя-
гиваемых поверхностей, тем большее (до определенного предела)
число чистовых зубьев должно их обрабатывать, тем меньшие
подачи на них должны применяться и тем важнее, чтобы послед-
ние чистовые зубья имели равные подачи. Поверхности заготовок,
подлежащие обработке протягиванием, сгруппированы в соответ-
ствии с техническими требованиями, которые к ним предъявля-
ются, в так называемые группы качества. Они приведены в
табл. П2 приложения.

Признаками принадлежности протягиваемых поверхностей к
какой-то группе качества являются точность или параметр шеро-
ховатости поверхности, или сочетание этих параметров. При
определении группы качества протягиваемой поверхности при од-
новременной обработке ряда поверхностей одной заготовки с раз-
личными параметрами шероховатости и точностью следует
2.5. Значения Ст, п, у для расчета периода стойкости протяжек

Обрабаты- ваемый материал	Группа обраба- тывае- мости	Зубья	Подача 5г, мм	Наличие охлаж- дения	сг	л	У
Сталь	I	Чистовые Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40	Есть	62 235 ПО	0,54 0,67 0,67	0,31  0,27 0,67
	II	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40		51  158  75	0,54 0,67 0,67	0,31  0,27  0,67
	III	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40		42  115  53	0,54 0,67 0,67	0,31  0,27  0,67
	IV	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,026—0,40		25  58	0,67 0,79	0,4  0,36
	V	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,26—0,15		12,3  21,7	0,67 0,79	0,4  0,36
Чугун	VI	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40	Нет	136  231  147	0,49 0,61 0,61	0,13  0,23  0,47
	VII	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40		84  133  86	0,49  0,61  0,61	0,13  0,23  0,47
Бронза	VIII	Чистовые Черновые	До 0,025 0,026—0,15 0,16—0,40		431  704  443	0,49 0,61 0,61	0,13 0,23  0,47
	IX	Чистовые  Черновые	До 0,025 0,206—0,15		220  339	0,49  0,61	0,13  0,23
Алюминие- вые сплавы, красная медь, баб- бит	X	Чистовые  Черновые	До 0,025		128  331	0,33  0,52	0,21 0,18
ориентироваться на ту поверхность, к 'которой предъявляются
наиболее высокие требования. Числа чистовых зубьев и их подъе-
М1Ы в зависимости от группы качества протягиваемых поверхно-
стей приведены в табл. П22 приложения.

На разных операциях протягивания стойкость протяжки опре-
деляется только технологическими критериями затупления — уве-
личением параметра шероховатости, выходом размера за преде-
лы поля допуска. А это является следствием ухудшения режущих
свойств зубьев чистовой части. Теоретически в наилучших усло-
виях работает протяжка, у которой есть только чистовая часть,
а заготовка под протягивание заранее подготовляется с точно за-
данными припуском и параметром шероховатости обрабатывае-
мой поверхности. В этом случае исключается влияние износа
черновых зубьев на износ чистовых, и последние имеют наиболь-
шую стойкость при данной скорости резания. Однако практиче-
ски протяжки, состоящие из одной чистовой части, могут выпол-
нять чревычяйно малое число операций.

Для большинства операций экономически и технологически
целесообразно совмещать в одном инструменте черновую и чи-
стовую части. И для того чтобы наибольшая возможная стой-
кость чистовой части была полностью использована, необходимо,
чтобы этому преждевременно не препятствовал износ зубьев чер-
новой части. В связи с функциональным назначением черновых
зубьев износ их, естественно, допускается большим, чем чисто-
вых, но не настолько, чтобы интенсивность износа последних воз-
растала, снижая наибольшую потенциальную возможную стой-
кость 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 увели-
чения подачи при повторных заточках, и случайные повреждения
режущих кромок при эксплуатации, целесообразно, чтобы стой-
кость черновой части при проектировании протяжки предусмат-
ривалась несколько большей, чем стойкость чистовой.

Протяжки, у которых стойкость черновой части равна стойко-
сти чистовой, называют протяжками равной стойкости. В табл.
П7—П16 приложения представлены наработки между отказами
для протяжек из стали Р6М5 при протягивании заготовок из ма-
териалов 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 — нара-
ботки 'черновых зубьев, равные наработкам чистовых зубьев и
большие, чем они, а слева — наработки черновых зубьев, мень-
шие, чем наработки чистовых. Для того чтобы потенциально мог-
ла быть полностью использована возможная стойкость чистовой
части, при проектировании протяжки следует брать те значения
подачи черновой части, которым соответствуют стойкости, распо-
ложенные 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 обра-
ботке вязких, мягких или хрупких металлов черновые зубья, име-
ющие чрезмерно большую подачу (хотя и допустимую стойко-
стью), могут оставлять за собой такие глубокие вырывы или
сколы, которые -не могут быть удалены чистовой частью. Реко-
мендации по ограничению подачи черновых зубьев по этим сооб-
ражениям приведены в табл. П17 (приложения.

Подача черновых зубьев может ограничиваться также «проч-
ностью 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 ме-
талла, 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 чер-
новых 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 двузу-
бые, то выкружки на первом переходном зубе должны распола-
гаться 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 рав-
ные диаметры. Выкружки наносят на обоих в шахматном по-
рядке.

К протяжкам равной стойкости условно относятся и те, у ко-
торых стойкость черновой части превышает стойкость чистовой.
Важной особенностью этих протяжек является значительное по-
вышение производительности при протягивании. В связи с имею-
щимся резервом стойкости черновой части по отношению к стой-
кости 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 ско-
ростями резания при работе черновой и чистовой частей протяжки
производится на станках, имеющих устройства для автоматиче-
ского 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 цилиндри-
ческих отверстий группы II качества на скоростях резания
1,5—15 м/мин. В табл. П18 приложения приведены поправочные
коэффициенты на стойкость для других видов отверстий и групп
качества. С учетом их нормативная (расчетная) стойкость про-
тяжки

^м.н =	Т?К ТзК ТмК ТоК Гд,

где Тм — наработка в метрах для отверстий группы II качества;
Ктв, Кт?> Ктз> Ктм, Кто, Ктл — поправочные коэффициенты -в зави-
симости соответственно от схемы резания, вида заготовки и под-
готовки поверхности под протягивание, материала протяжки, ви-
да смазывающе-охлаждающей жидкости, доводки зубьев протяж-
ки по задней .поверхности.

При дальнейшем увеличении скорости резания до 85 м/мин
наблюдается различный характер и интенсивность изнашивания
протяжек из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Не-
смотря на уменьшение временной стойкости с повышением скоро-
сти резания до 50—85 м/мин, линейная стойкость увеличивается.
Зависимость Г=/(у) имеет чаще всего горбообразный характер, а
показатель относительной стойкости в формулах с = СГ)/Тт изме-
няется от 0,3 до 0,6. Линейная стойкость быстрорежущих протя-
жек с 52 = 0,05ч-0,1 мм при увеличении скорости резания от 4 до
60 м/мин соответственно повышается в 1,5 и 2,5 раза; для твердо-
сплавных протяжек увеличение линейной стойкости при увеличе-
нии скорости резания до 40—85 м/мин 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 м/мин
скоростями резания.

Высокоэффективные конструкции протяжек. Эффективность
конструкции протяжек можно оценивать по следующим показате-
лям: точности и качеству поверхности, которую обеспечивает про-
тяжка, производительности обработки, стойкости между повтор-
ными заточками и максимальному числу повторных заточек, рас-
ходу быстрорежущей стали на изготовление протяжек, общему
сроку службы протяжки, себестоимости операции протягивания,
которую оценивают по приведенным затратам.

Сборные конструкции протяжек. Применение сборных конструк-
ций протяжек позволяет сэкономить быстрорежущую сталь, про-
длить срок службы протяжек, применить высокоэффективные
инструментальные материалы, повысить точность и качество по-
верхности 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) калиб-
рующей 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
с1—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 калибрую-
щими (Кчк). Последняя группа зубьев (Кчк) объединена в насад-
ную сменную секцию, после которой идет задняя направляющая
часть с внутренней резьбой и навертываемый на резьбу задний
хвостовик.

Аналогичные конструкции сборных круглых протяжек позво-
ляют увеличить срок службы таких протяжек, по некоторым дан-
ным, 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 6? — 20Х92Н7Х98Х7. Штанга у этой протяжки изготов-
лена 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 тор-
цовых пазов на этих элементах. На опорном торце задней направ-
ляющей предусмотрено два торцовых паза. Штанга — из стали
40Х; режущие блоки — из быстрорежущей стали; передняя на-
правляющая— из стали ХВГ Длина режущих блоков 128—
160 мм. Режущие блоки и передняя направляющая устанавлива-
ются на штангу по посадке 060 Н6Ц85. Аналогичная конструкция
применяется для круглых сборных протяжек.

Перспективным направлением экономии быстрорежущей стали
является применение протяжек с наплавленными зубьями.

Протяжки для обработки цилиндрических отверстий. Появле-
ние твердосплавных колец и блоков способствовало созданию вы-
сокоэффективных выглаживающих, деформирующих и комбиниро-
ванных протяжек и прошивок. Выглаживающие и комбинирован-
ные инструменты с выглаживающими зубьями производят поверх-
ностное пластическое деформирование обрабатываемого отверстия.
Деформирующие и комбинированные протяжки с деформирующи-
ми зубьями выполняют объемное пластическое деформирование
стенки обрабатываемой заготовки.

Наибольшее распространение получили инструменты с выгла-
живающими твердосплавными элементами. Они стабильно обеспе-
42
чивают высокую точность обработанного отверстия по 8-му квали-
тету и выше, малую шероховатость поверхности (7?а^О,16 мм),
повышают твердость (до 30% по сравнению с исходной) и изно-
состойкость поверхностного слоя. Стойкость твердосплавных вы-
глаживающих протяжек и прошивок измеряется тысячами обра-
ботанных заготовок.

Применение выглаживающего инструмента вместо хонингова-
ния или раскатывания позволяет в 4 раза повысить производитель-
ность 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 твер-
дый 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 эффектив-
ности 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 многоша-
говые прошивки. Иногда они выполняются с припаянными сталь-
ными хвостовиками. Начиная с диаметра 16 мм успешно приме-
няются сборные выглаживающие прошивки с многозубыми твердо-
сплавными блоками.

Сборные прошивки диаметром до 25 мм с напрессованными
передними направляющими обеспечивают точность обработки по
6—7-му квалитету, параметр шероховатости поверхности
= 0,16ч-0,63 мкм. Прошивание отверстия производится после рас-
тачивания, развертывания или протягивания. Число выглаживаю-
щих зубьев — от трех до шести. Суммарный натяг, как правило,
не более 0,2 мм. Сборные прошивки со съемными передними на-
правляющими, закрепленными навертываемыми на оправку гай-
ками, изготовляются обычно диаметром 25—40 мм. С помощью
этих прошивок можно получить точность обработанного отверстия
по 7-му квалитету; параметр шероховатости поверхности отверстия
32-?-1,25 мкм. Такие прошивки широко применяются для
калибрования отверстия после термообработки.

Твердосплавные выглаживающие протяжки выполняются сбор-
ной конструкции либо с отъемным передним хвостовиком, либо с
отъемным задним хвостовиком. Примером эффективного примене-
ния выглаживающих протяжек может быть обработка отверстий
0Ю+°>033 в стальной заготовке. Применение выглаживающей про-
тяжки после режущей позволило отменить операцию доводки и
обеспечить параметр шероховатости поверхности /?а=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 /76/Л5. Могут быть
два варианта конструктивного выполнения таких протяжек: с же-
стким креплением и с подпружиненным креплением выглаживаю-
щих элементов.

При конструировании режуще-выглаживающих протяжек с зад-
ним хвостовиком выглаживающие элементы жестко зажимаются
на концевой части протяжки хвостовиком с внутренней резьбой и
направляющей цилиндрической выточкой. Посадка при центриро-
вании хвостовика по цилиндрическому участку соответствует
Н7//г7 (или Н1/Н&). Резьбовое соединение выполняется с полями
допусков 4/75/7 в хвостовике и 4Л6Я на теле протяжки. Хвостовик
имеет лыски для затягивания резьбового соединения. Наружный
цилиндрический участок заднего хвостовика окончательно шли-
фуется в сборе и служит задней направляющей протяжки.

Применение наборной выглаживающей части, состоящей из
отдельных твердосплавных элементов, не исключает такие по-
грешности инструмента, как перекос отдельных колец относитель-
но оси, связанный с отклонением от перпендикулярности торцов
этих колец, взаимное смещение отдельных колец в радиальном на-
правлении. Кроме того, при резьбовом креплении выглаживающей
части возможен перекос ее из-за перекоса опорных торцов резь-
бового 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 мо-
нолитного многозубого твердосплавного блока с замковым креп-
лением выглаживающей части.

Примером эффективного применения комбинированных протя-
жек с монолитными выглаживающими блоками является обработ-
ка отверстий 0 120—о’о59 в 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 /?а=2,5 мкм.

Еще одним примером может служить обработка отверстия диа-
метром 35 мм в корпусе гидрораспределителя трактора. Материал
корпуса — чугун СЧ20. Протягиваемое отверстие имеет прерыви-
стую поверхность (шесть шеек разной длины). Отклонение формы
отверстия не должно превышать 0,01 мм при параметре шерохова-
тости поверхности /?а = 0,63 мкм. Обработка производится комби-
нированной режуще-выглаживающей протяжкой. Протяжка имеет
трехзубый монолитный выглаживающий блок, который непосредст-
венно соприкасается с замком из двух полуколец. Втулка, закры-
вающая замок, фиксируется сзади навертываемым на резьбу
44
хвостовиком. Обработка отверстий такой протяжкой производится
после зенкерования и заменяет развертывание и алмазное хонин-
гование. При этом диапазон рассеяния отклонений формы 0,01 мм,
тогда как при алмазном хонинговании он составляет 0,02 мм. Внед-
рение указанных протяжек позволило улучшить качество деталей
и снизить трудоемкость их изготовления. Комбинирование режу-
щих протяжек из инструментальных сталей с твердосплавными
выглаживающими элементами значительно повышает стойкость
протяжек.

При протягивании заготовок из чугуна и труднообрабатывае-
мых материалов режущая часть комбинированных режуще-выгла-
живающих протяжек может выполняться из твердого сплава. Та-
кие конструкции протяжек созданы, в частности, в СКВ протяж-
ных станков (г. Минск). Сборная твердосплавная протяжка при
обработке центрального отверстия в картере амортизатора авто-
мобиля обеспечивает получение поля допуска Н7 и параметр ше-
роховатости поверхности 7?а=0,63 мкм. При использовании для
режущей части твердого сплава ВКЮМ стойкость протяжки меж-
ду повторными заточками составляет 5000—6000 м длины протя-
нутой поверхности. Внедрение данных протяжек позволило заме-
нить две операции: чистовое растачивание и хонингование. Стой-
кость протяжек в среднем в 400 раз превышает стойкость протя-
жек из быстрорежущей стали. Создание конструкций твердосплав-
ных режуще-выглаживающих протяжек открывает возможности
для протягивания на повышенных скоростях резания.

Деформирующие и комбинированные (с деформирующими эле-
ментами) протяжки. Деформирующие протяжные инструменты
отличаются от выглаживающих большими натягами на каждое
кольцо (до 1 мм и более). При этом твердосплавные деформирую-
щие элементы выполняются однозубыми и разделяются дистан-
ционными втулками, длина которых зависит от размеров обрабаты-
ваемой заготовки. При невысоких требованиях к точности (10—
11-й квалитет) и шероховатости поверхности (от 7?2 = 40 до Да=
= 2,5 мкм) детали типа втулок изготовляют из необработанных
заготовок в виде труб. При этом отклонения геометрической фор-
мы отверстия исходной «черной» трубной заготовки уменьшаются
в 10—20 раз. Например, при деформирующем протягивании отвер-
стия 072 мм во втулке балансира трактора девятизубым инстру-
ментом обеспечивается параметр шероховатости поверхности
7?а=1,25 мкм (исходная заготовка — горячекатаная труба).

При повышенных требованиях к точности (9-й квалитет и выше)
и высоких требованиях к шероховатости (Да — 0,16-4-1,25 мкм) де-
тали типа гильз со значительным отношением длины к диаметру
отверстия обрабатываются деформирующими протяжками после
механической обработки отверстия. Большой опыт эффективного
применения деформирующих протяжек накоплен в Институте
сверхтвердых материалов и сплавов (г. Киев).

Комбинированные протяжки с деформирующими элементами
чаще всего выполняются деформирующе-режущими или деформи-
рующе-режуще-выглаживающими. Первый вид протяжек приме-
няется при сравнительно невысоких требованиях к качеству протя-
нутого отверстия; поверхность заготовки — необработанная. Де-
формирующие элементы исправляют отклонения формы отверстия
исходной заготовки и снижают благодаря этому припуск на обра-
ботку. Суммарный натяг на деформирующую часть должен пре-
вышать отклонение от круглости отверстия исходной заготовки.
Режущая часть изготовляется из инструментальной стали. К перед-
нему торцу режущей части приваривается встык базовая оправка^
оканчивающаяся резьбой. На оправку устанавливаются деформи-
рующие элементы из сплава ВК15М и дистанционные втулки
между элементами (посадка Н11И&). Передний хвостовик соединен
с оправкой резьбой. Режущую часть протяжки изготовляют по»
схеме переменного резания. При обработке такой протяжкой от-
верстия 0 70+^’24 мм в горячекатаной трубе (сталь 45) суммарный
натяг на четыре деформирующих зуба составил 5,6 мм (усадка
отверстия после прохода деформирующей части 0,2 мм). Общий
припуск на режущую часть (на сторону) 0,5 мм. Шаг деформи-
рующих зубьев 78 мм (при длине заготовки, равной диаметру от-
верстия).

Деформирующе-режуще-выглаживающие протяжки применяют-
ся для необработанных отверстий. К точности и качеству протяж-
ных отверстий предъявляются повышенные требования. Выглажи-
вающая часть осуществляет поверхностное деформирование, что
способствует получению точности по 7—б-му квалитету и пара-
метра шероховатости поверхности /?п=0,84-0,16 мкм. При этом
достигается упрочнение поверхностного слоя, и в нем создаются
сжимающие напряжения.

Протяжки для обработки шлицевых отверстий. При центриро-
вании шлицевых соединений по внутреннему диаметру необходимо
обеспечить малое отклонение соосности подготовленного под про-
тягивание отверстия и шлицевой поверхности отверстия. Одним из
решений этой проблемы является создание конструкций протяжек
с чередующимися круглыми и шлицевыми зубьями. Примером мо-
жет служить шлицевая прямобочная протяжка второго рабочего
хода для обработки отверстия д—10X85/77X92/712X12010. От-
верстие до протягивания указанной протяжкой имеет следующие
размеры: внутренний диаметр 84,45 мм, ширина шлицевого паза
11,5 мм, наружный диаметр 92 мм. Первые восемь зубьев протяж-
ки — шлицевые. Зубья с 9-го по 40-й чередуются (круглые и шли-
цевые). Зубья с 41-го по 44-й — фасочные. Круглые зубья с 9-го
по 39-й (нечетные номера) условно можно разделить на три части:
обдирочную, чистовую и калибрующую. На обдирочных и чисто-
вых круглых зубьях (с 9-го по 29-й) выполняют стружкораздели-
тельные канавки на расстоянии 2,5 мм от оси впадины в шахмат-
ном порядке.

Другим примером может служить шлицевая эвольвентная про-
тяжка второго рабочего хода с чередующимися шлицевыми и
круглыми зубьями. Протяжкой окончательно обрабатывают отвер-
46
стие с числом шлицев 16, модулем 3,5 мм, диаметром соединения
62 мм (профильный угол исходного контура 15°). Первые два
зуба — шлицевые; далее круглый, затем два шлицевых, круглый
и т. д. Круглые зубья, которые имеют номера, кратные трем, мож-
но также разделить на три вида: обдирочные, чистовые и калиб-
рующие.

При обработке шлицевых отверстий эвольвентными протяжка-
ми неблагоприятные условия резания создаются при работе шли-
цевых, особенно шлицевых обдирочных зубьев. Срезание стружки
П-образного вида затрудняет ее размещение в стружечной впа-
дине, увеличивает шероховатость протянутой поверхности. Поэто-
му в промышленности применяют протяжки, у которых на шлице-
вых эвольвентных зубьях предусмотрено разделение срезания
стружки боковыми (профильными) кромками и диаметральными
кромками, формирующими поверхность впадин протягиваемого
отверстия. Примером такого решения является комбинированная
шлицевая эвольвентная протяжка для обработки отверстий
075 X//8X2,5 (ГОСТ 6033—80). Протяжка состоит из следующих
групп зубьев: фасочные (с 1-го по 13-й), круглые (с 14-го по
26-й), шлицевые предварительные с разделением стружки (с 27-го
по 57-й), шлицевые чистовые (с 58-го по 74-й), шлицевые калиб-
рующие (с 75-го по 80-й). У шлицевых предварительных зубьев
(с 27-го по 52-й) непрерывная режущая кромка одного шлицевого
выступа разделена на три участка: два профильных участка в виде
дуг окружности и периферийная кромка шириной 2,92 мм, отде-
ленная от профильных участков двумя короткими прямобочными
сторонами. Шлицевые предварительные зубья с 53-го по 57-й снаб-
жены усиками, которые разделяют периметр шлицевой впадины
для облегчения работы шлицевых чистовых и калибрующих зубьев.

Для облегчения работы периферийных кромок при ширине 4 мм
и более шлицевые предварительные зубья выполняются секцион-
ными (с групповой схемой резания). Примером может служить
эвольвентная шлицевая протяжка второго рабочего хода для об-
работки шлицевого отверстия 075Х//8ХЗ,5 (ГОСТ 6033—80)-
Протяжка имеет группу шлицевых зубьев (с 1-го по 21-й) обыч-
ного профиля. Эти зубья расширяют шлицевые впадины, получен-
ные протяжкой первого рабочего хода. Зубья с 22-го по 49-й имеют
шлицевые выступы с описанным выше разделением режущих кро-
мок, обрабатывающих боковой профиль шлицевого паза и поверх-
ность впадины шлицевого отверстия. Для облегчения условий
стружкообразования при работе режущих кромок, формирующих
поверхность впадин, эти кромки снабжены выкружками, располо-
женными в шахматном порядке. При этом зубья с 22-го по 43-й
выполнены в виде двузубых секций. Каждая пара зубьев (одна
секция) имеет одинаковый диаметр, а подъемы выполнены на
секцию. Для протягивания шлицевых отверстий в труднообрабаты-
ваемых материалах применяют сборные протяжки с насадными
твердосплавными режущими зубьями. При этом все режущие бло-
ки выполнены однозубыми.
3 Расчет протяжек для обработки
. круглых отверстий

Условные обозначения

А — полный припуск, мм;

Ло, Лп, Лч—припуск соответственно на черновые, переходные
и чистовые зубья, мм;

ао, ад, ач—ширина выкружек соответственно на черновых, пе-
реходных и чистовых зубьях, мм;

Б — длина режущего лезвия зуба (ширина режущего
сектора), мм;

Ь, Ь\ — ширина зуба (длина задней поверхности) соответ-
ственно черновых и переходных, чистовых и калиб-
рующих зубьев, мм;

— диаметр отверстия, подготовленного под протяги-
вание, мм;

Б — диаметр отверстия после протягивания, мм;

Охв— диаметр переднего хвостовика, мм;

Рп.н— диаметр передней направляющей, мм;

Р3.п— диаметр задней направляющей, мм;

2)3.хв— диаметр заднего хвостовика, мм;

Ьоп — диаметр опасного сечения режущей части протяж-
ки, мм;

г0, *п, *ч— число групп соответственно черновых, переходных
и чистовых зубьев;

К — коэффициент помещаемости стружки;

Кри — поправочный коэффициент на силу резания в зави-
симости от вида, состояния и твердости материала;

Кро — то же, в зависимости от вида охлаждения;

Крр — то же, в зависимости от способа разделения струж-
ки;

Крк— то же, в зависимости от группы качества;

I—длина протягивания, мм;

1а, 1ц, 1ч,	— длина соответственно черновой, переходной, чисто-

вой и калибрующей частей протяжки, мм;

Ц — длина части переднего хвостовика, захватываемой
патроном, мм;

/2— расстояние от торца рабочего патрона до опорной
плоскости, мм;

/3— толщина опорной планшайбы, мм;

/п.н— длина передней направляющей, мм;
/п.к— длина переходного конуса, мм;

/св — длина от переднего торца до места сварки, мм;

/з.н— длина задней направляющей части, мм;

/з.в — длина заднего хвостовика, мм;

Ь—общая длина протяжки, мм;

Ьх — расстояние от переднего торца до первого зуба про-
тяжки, мм;

Ар — длина режущей части протяжки, мм;

Атах— максимальный ход штока станка, мм;

а— главный задний угол (а0 — черновых и переходных,
ач — чистовых, ак — калибрующих зубьев), °;

ав — задний угол по выкружке, °;

-у — передний угол черновых и переходных зубьев, °;

У1 — передний угол чистовых и калибрующих зубьев, °;

Л/ — число выкружек;

7о — осевая сила резания, приходящаяся на 1 мм длины
режущей кромки, Н/мм;

Р — осевая сила резания, Н;

РСт— максимальная расчетная тяговая сила станка с уче-
том его состояния, Н;

Рхв — максимально допустимая сила резания в зависимо-
сти от прочности хвостовика протяжки, Н;

Рол1—максимально допустимая сила резания в зависи-
мости от прочности режущей части протяжки, Н;

Р, 7?! — радиус спинки соответственно черновых и переход-
ных, чистовых и калибрующих зубьев, мм;

г, — радиус закругления дна стружечной канавки соот-
ветственно черновых и переходных, чистовых и ка-
либрующих зубьев, мм;

Рв — радиус выкружек, мм;

7?к— радиус шлифовального круга для выкружки, мм;

5гс— максимально допустимая подача на зуб на сторону
из условия равной стойкости (наработки) черновой
и чистовой частей протяжки, мм;

5^/ 5гч—подача на зуб на сторону (подача) соответственно
черновой, переходной и чистовой частей протяжки,
мм;

I — шаг черновых и переходных зубьев, мм;

/3, ^2, Л — переменные шаги соответственно чистовых и ка-
либрующих зубьев, мм;

й, Н\ — глубина стружечной канавки соответственно черно-
вых и переходных, чистовых и калибрующих зубь-
ев, мм;

Ъь — число соответственно черновых, переходных, чисто-
вых и калибрующих зубьев;

2г — общее число зубьев протяжки;

2Р— число зубьев, одновременно участвующих в работе;

гс — число зубьев в секции.
Методика расчета протяжки

Исходные данные. Протягиваемая заготовка: материал; твер-
дость по Бринеллю НВ\ состояние (после нормализации отжига,
закалки); подготовка поверхности под протягивание (прокат,
литье, штамповка или после механической обработки); диаметр
отверстия до обработки и после обработки с полем допуска; пара-
метр шероховатости поверхности; наибольшая длина протягивания
(или при наличии нескольких участков — длина каждого участка
и т. д.).

2.	Станок: тип; модель; тяговая сила; диапазон скоростей; дли-
на хода штока; тип патрона; размеры опорной плиты; состояние
станка.

3.	Характер производства (массовое, серийное, единичное).

4.	Возможности инструментального цеха и заточного отделе-
ния: наибольшее расстояние между центрами круглошлифоваль-
ного и заточного станков, глубина ванн или шахт для нагрева под
закалку и отпуск.

Порядок расчета. Расчет протяжки начинают с установления
группы обрабатываемости материала заготовки и группы качества,
к которой относится протянутая поверхность, так как определение
многих элементов протяжки в дальнейшем зависит от этих фак-
торов.

1.	Установление группы обрабатываемости производится с по-
мощью табл. Ш приложения по марке и твердости материала
заготовки. Если в таблице нет заданной марки материала, то
группу обрабатываемости назначают для наиболее близкой по хи-
мическому составу и твердости марки материала, имеющейся в
таблице.

2.	Группу качества протянутой поверхности устанавливают с
помощью табл. П2 приложения по квалитету и параметру шеро-
ховатости поверхности отверстия, заданного чертежом на деталь.

При проектировании комбинированной протяжки с твердо-
сплавным блоком в качестве исходных данных для определения
группы качества обработанной поверхности должен приниматься
по табл. П2 приложения параметр шероховатости поверхности
после обработки режущими зубьями.

3.	Материал режущей части протяжки выбирают в зависимости
от группы обрабатываемости и типа производства по табл. ПЗ
приложения.

4.	Протяжки из быстрорежущей стали диаметром до 15 мм и
протяжки из ХВГ всех размеров изготовляют цельными; диамет-
ром 15—40 мм — сварными; диаметром более 40 мм — сварными
или сборными (хвостовик вместе с передней шейкой, переходным
конусом и частью передней направляющей соединяются с рабочей
частью при помощи резьбы). Сваривают хвостовик со стержнем
протяжки по шейке на расстоянии 15—25 мм от начала переход-
ного конуса.
Материал хвостовика — сталь 45Х или 40Х. Тип хвостовика
выбирают в зависимости от имеющегося на станке патрона. Для
стандартных хвостовиков размеры принимают по ГОСТ 4044—70.
Размеры стандартных хвостовиков приведены в табл. П4 прило-
жения.

Чтобы хвостовик свободно проходил через отверстие в заго-
товке и в то же время был достаточно прочным, диаметр его вы-
бирают по табл. П4 приложения ближайшим меньшим к диаметру
отверстия до протягивания. Сила, допустимая прочностью хвосто-
вика, рассчитывается по формуле

(3.1>

где [о]р — допустимое напряжение при растяжении, МПа; РОп —
площадь опасного сечения хвостовика, мм2.

Площади опасных сечений стандартных хвостовиков приведены
в ГОСТ 4044—70 для хвостовиков из быстрорежущей стали.
[о]р = 400 МПа; для хвостовиков из сталей ХВГ и 40Х [о]р =
= 300 МПа.

Если выбранному диаметру хвостовика соответствует сила про-
тягивания, допустимая по условию его прочности и значительно-
большая, чем тяговое усилие, то диаметр хвостовика можно умень-
шить. В этом случае хвостовику принятого диаметра должна соот-
ветствовать сила, допустимая прочностью его опасного сечения,
несколько большая, чем тяговая сила станка.

5.	Передний у и задний а углы выбирают по табл. П5 прило-
жения. Передний угол выбирают в зависимости от группы обра-
батываемости и вида зубьев.

6.	Скорость резания выбирают по табл. П6 приложения в за-
висимости от типа производства, группы качества и группы обра-
батываемости и проверяют по характеристике станка. Если на
станке не предусмотрена требуемая скорость, то принимают для
расчета имеющуюся скорость.

7	При определении подачи черновых зубьев по средней нара-
ботке между отказами 8гс сначала устанавливают наработку чис-
товой части по табл. П7—П16 приложения для принятой в табл. П6
приложения скорости резания при максимальной подаче чистовых
зубьев 0,02 мм Подачу черновых зубьев выбирают из условия
равной стойкости черновой и чистовой частей протяжки по тем же
приложениям для той же скорости резания и принимают левее
жирной ломаной линии в табл. П7—П16 приложения. Наработка
черновых зубьев должна быть равна наработке чистовых зубьев
или несколько больше ее.

Выбранные подачи черновых зубьев из условия равной стой-
кости при протягивании отверстий 1-й и 2-й групп качества в за-
готовках из вязких мягких металлов (I, II, III и X группы обра-
батываемости), а также из хрупких металлов (VI, VII, VIII и IX
группы обрабатываемости) во избежание вырывов, рванин и ско-
лов на протянутой поверхности следует ограничивать в соответст-
вии с табл. П17 приложения.
Поправочные коэффициенты на среднюю наработку между от-
казами берут из табл. П18 приложения.

8.	Глубину стружечной канавки Л, необходимой для размеще-
ния стружки при подъеме черновых зубьев 5гс, определяют по
формулам:

для сливной стружки

Л=1,1283/Х75$гс,	(3.2)

для стружки надлома

Л = 0,8917(3.3)

где /5 — суммарная длина протягиваемых участков, мм.

Рекомендуются следующие значения К для сталей всех групп
и алюминия: X группы обрабатываемости К=3 (допускается
= 2,5); VI, VII, VIII и IX групп обрабатываемости К = 2,5 (допус-
кается К = 2).

По расчетному значению К выбирают из табл. П19 приложения
ближайшее большее значение глубины стружечной канавки.
Остальные размеры стружечной канавки (Ь, К, г) принимают из
того же приложения.

Для обеспечения достаточной жесткости протяжек, имеющих
диаметр сечения по дну стружечной канавки меньше 40 мм, необ-
ходимо, чтобы глубина стружечной канавки

Лж = (0,2--0,23)О0.	(3.4)

Меньшее значение коэффициента в формуле (3.4) выбирают при
/?о^2О мм. Если Лж больше выбранного табличного Л, то необхо-
димо, чтобы 5г0=г5гС. Если йж<Л, то для размещения стружки
подача должна быть уменьшена

для сливной стружки

А2

5г0=0,785-^;	(3.5)

для стружки надлома

,2

5г0= 1,267-^,	(3.6)

где Лж.т принимают ближайшей меньшей к Лж по табл. П19 при-
ложения.

9.	Шаг черновых зубьев /0 выбирают по табл. П19 приложения
в зависимости от принятой в п. 8 глубины стружечной канавки
табл. П19 приложения. Поскольку одной и той же глубине стру-
жечной канавки соответствует несколько значений шага, то для
первого варианта берут меньший из них. Шаг и профиль переход-
ных зубьев — такие же, как у черновых.

Примечание. Если расчет протяжки производится на ЭВМ, то глубину
стружечных канавок рассчитывают не только для наименьшего шага зуба, но
и для остальных возможных его значений.
Число одновременно участвующих в работе зубьев находят по
формуле

(3.7)

Если 2Р получается нецелым числом, то дробную часть не учи-
тывают.

При протягивании прерывистых отверстий гр подсчитывают
для каждого участка и округленные их значения суммируют:

,гр=='гр1_Ь	• • •	(3.8)

Минимально допустимое гр=3. В исключительных случаях (при
очень короткой длине протягиваемого участка) допускается
гр = 2.

10.	Сила резания ограничивается тяговой силой станка Рст или
прочностью протяжки в опасных сечениях по хвостовику Рхв и по
впадине перед первым зубом Р0.п. Наименьшую из этих сил сле-
дует принимать в качестве максимально допустимой силы резания:

Л>.п = (0,8-^0,9)С,	(3.9)

где — паспортная тяговая сила станка.

Величину Рхв рассчитывают по формуле (3.1), а Р0.п — по фор-
муле

(3.10)
где

Л0.п = 0,785 (Д0-2й)2.	(3.11)

Для протяжек на быстрорежущей стали диаметром до 15 мм
обычно принимают [а]р = 400-4-500 МПа; диаметром более 15 мм —
[<у}р — 3504-400 МПа; для протяжек из ХВГ [ст]р = 250 МПа.

11.	Число зубьев в группе зс может меняться от 2 до 5; его
определяют по формуле

пОд^грКрчКроКркКр?

= ---------Б----------’	(3.12)

* шах

где принимают по табл. П20 приложения в зависимости от 8гс
и у; поправочные коэффициенты Кры, Кро, Крк, Кро— по табл. П21
приложения.

Поправочный коэффициент Кро задают в зависимости от вида
СОЖ, которую конструктор назначает по табл. П18 приложения.

Если подсчитанное по формуле (3.12) гс<2, то дальнейшие
расчеты ведут для гс = 2. Если гс— дробное число, большее двух,
то его округляют до ближайшего большего числа (до 3,4 или 5).

Если гс>5, то при гс = 5 определяют д0:

д __ ^с^тах	/о । оч

лОг^К.рыК роК РкКрр
Из табл. П20 приложения берут новое значение подачи по бли-
жайшему значению д0, меньшему, чем расчетное.

При расчете на ЭВМ эту операцию не выполняют, а рассчиты-
вают новые варианты при подаче, уменьшенной на 0,01 мм.

12.	Силу протягивания определяют по формуле

пОдй2рКркКр()КркКрр

Р=-------------——.	(3.14)

13.	Полный припуск на диаметр распределяют между черновы-
ми, переходными и чистовыми зубьями.

Полный припуск

Л = Дгпах- РОт1п.	(3.15)

Припуск на черновые зубья
ло=л-(лп+лч),	(3.16)

где припуск на переходные зубья Лп берется из табл. П23 прило-
жения, на чистовые зубья — Лч — из табл. П22 приложения.

14.	Число групп черновых зубьев определяют по формуле

Если 10 получается дробным, его округляют до ближайшего
меньшего целого числа. При этом остаточную часть припуска опре-
деляют по формуле

А^Ао-28^.	(3.18)

В зависимости от значения остаточный припуск может быть
отнесен к черновой, переходной или чистовой частям.

Если половина остаточного припуска превышает подъем зубьев
на сторону первой переходной группы, то для срезания его назна-
чают одну дополнительную группу черновых зубьев. Подъем зубьев
на переходной части выбирают из табл. П23 приложения.

Если 1/2 Л ост меньше подъема на сторону первой переходной
группы, но не менее 0,02—0,03 мм, то остаточный припуск добав-
ляют к припуску на переходную часть. Если же 1/2 ЛОст<0,024-
4-0,03 мм, то остаточный припуск суммируется с припуском на
чистовые зубья, число которых соответственно увеличивают. Мик-
ронная часть остаточного припуска суммируется с припуском на
последние чистовые зубья. Подъемы зубьев на чистовой части вы-
бирают из табл. П22 приложения.

15.	Число черновых зубьев

^о=г’огсо>	(3.19)

где 1о — принятое окончательно число групп черновых зубьев после
распределения остаточного припуска.

Число переходных, чистовых и калибрующих зубьев выбирают
из табл. П23 и П22 приложения и корректируют в зависимости от
распределения остаточного припуска. Общее число всех зубьев
протяжки

2(3.20)

16.	Длина режущей части протяжки

/'Р = ^о4-^п + ^ч + ^к = ^о(2:о+гп)4г2 ^ч+ 2	(3-21)

где 2^ч и 2^к — суммы переменных шагов соответственно чистовых
и калибрующих зубьев.

Шаги чистовых и калибрующих зубьев — переменные, состоя-
щие из трех значений. Меньший шаг 1\ принимают из табл. П24
приложения в зависимости от шага черновых зубьев ?0- Здесь же
даны значения среднего и большего шага (/2 и ^3).

Первый шаг на чистовой части (между первым и вторым чисто-
выми зубьями) имеет большее значение — /3.

Профиль стружечной канавки для всех трех шагов одинако-
вый (т. е. одинаковы И, Ь, г, 7?), выбирают из табл. П19 приложе-
ния по меньшему шагу и средней глубине профиля.

В тех случаях, когда получается нежелательно малая ширина
зуба, снижающая полный период стойкости, ее следует увеличить
путем изменения профиля стружечной канавки в пределах выбран-
ного шага 1[. При этом необходимо проверять помещаемость
стружки в канавке при подаче 32Ч = 0,02 мм.

На этом расчет первого варианта заканчивается.

Последующие варианты считают для уменьшающихся подач
через 0,01 мм до ЗгО = О,ОЗ мм. Порядок расчета последующих ва-
риантов тот же, что и для первого (с дополнительными ва-
риантами), начинается с п. 8, кончается п. 16 (т. е. определением
длины режущей части).

При ручном счете обычно дополнительные варианты для всех
шагов в табл. П19 приложения профилей при принятой глубине
стружечной канавки не просчитывают, а основные варианты ввиду
большого объема вычислений определяют скачкообразным измене-
нием подачи путем увеличения числа одновременно работающих
зубьев гр на единицу для каждого последующего варианта, т. е.
гр4~1, гр+2, гр+3 и т. д., где гр определено в п. 9. Затем из фор-
мулы (3.7) находится шаг /0; по табл. П19 приложения определя-
ют глубину профиля, соответствующую этому шагу; по формулам
(3.5) или (3.6) для найденной глубины рассчитывается новое
значение подачи. С п. 11 расчет нового варианта продолжают как
для первого варианта.

Предварительное определение подачи по методу равной стой-
кости исключает те варианты, в которых могли бы быть слишком
большие подачи, которые снижают наработку протяжки. Жела-
тельно, чтобы протяжка имела относительно небольшую длину
1Р, большую ширину зуба 6, возможно меньшую подачу черновых
зубьев Зго, наименьшее число всех зубьев 2гппп.

После выбора оптимального варианта составляется таблица
диаметров зубьев и находятся все остальные параметры протяжки.
17	Диаметр калибрующих зубьев и диаметр последнего
чистового зуба можно принимать равными максимальному в пре-
делах допуска диаметру отверстия А< = #тах-

В отдельных случаях /2К устанавливается в результате обмера
деталей после протягивания (тонкостенные детали, детали слож-
ной конфигурации, высокой или очень низкой твердости и др.)’

Допуски на изготовление зубьев протяжки следует принимать
по ГОСТ 9126—76.

18.	Для назначения числа выкружек и их ширины на черно-
вых зубьях весь периметр стружки, срезаемый одной группой, раз-
деляют на равные части между зубьями группы (см. рис. 3.1). На
каждый зуб группы приходится часть периметра:

(3.22)

Стружка, срезаемая каждым зубом, равномерно распределяет-
ся между его несколькими режущими секторами, расположенными
на равном расстоянии друг от друга по периметру зуба и разде-
ленными между собой выкружками.

Число режущих секторов, а значит, и выкружек определяют по
формуле

,	(3.23)

где Б — ширина режущего сектора, рекомендуется Б = (1,04-
4-1,3)^2) для протяжек с диаметром менее 100 мм и 5=104-
4-12 мм для протяжек с диаметром больше 100 мм.

Подставив в формулу (3.23) значения 1г и Б, получим:
для протяжек диаметром меньше 100 мм

(3.24)

для протяжек диаметром более 100 мм

= (Ол25ч-о1з)э	(3.25)

Значения М округляют до ближайших больших четных чисел.
Ширину выкружки определяют по формуле

а0 —	.	(3 2б)

Число выкружек и ширину черновых зубьев можно определять
с помощью табл. П25 приложения.

Радиус выкружек назначают в зависимости от ширины вы-
кружки и диаметра протяжки; Рв приведены в табл. П27 прило-
жения. Там же даны наибольшие допустимые радиусы шлифоваль-
ного круга. Для обеспечения свободного прохождения стружки в
нижней части профиля выкружки необходимо, чтобы С>35г0.
19.	Число выкружек для
переходных и чистовых
зубьев рассчитывают (с ок-
руглением до ближайшего
четного числа) по формуле

ЛГЧ=1,45/^

(3.27)

Ширину выкружек (мм)
на переходных и чистовых
зубьях для обеспечения пе-
рекрытия выкружек режу-
щими секторами последую-
щих зубьев принимают на
2—3 мм меньше, чем на чер-
новых:

Рис. 3.1.

Схема расчета длины от переднего торца
протяжки до первого зуба:

1 — передний хвостовик; 2 — патрон; 3 — опорная
плита; 4 — переходная втулка; 5 — заготовка

ап = а0-(2ч-3). (3.28)

Число выкружек и ширину их можно принимать по табл. П26
приложения.

При групповом построении переходных и чистовых зубьев
(гс.ч = 2) диаметры их (внутри одной группы) одинаковы. Выкруж-
ки на переходных и чистовых зубьях наносят на каждом зубе и
располагают в шахматном порядке относительно предыдущего
зуба. При очень точном выполнении диаметров переходных и чи-
стовых зубьев вторые зубья в группе можно делать круглыми (без
выкружек), как на черновых, но без занижения по диаметру. Ра-
диус выкружек на переходных и чистовых зубьях определяют по
табл. П27 приложения.

20.	Диаметр передней направляющей принимают равным наи-
меньшему диаметру отверстия до протягивания с полем допуска
по е8. В тех случаях, когда у отверстия под протягивание есть
большие отклонения от цилиндрической формы или когда отвер-
стие предварительно не обработано после штамповки и отливки,
переднюю направляющую выполняют с тремя широкими лысками,
расположенными под углом 120° друг к другу, с таким расчетом,
чтобы ширина оставшихся цилиндрических поверхностей была
равна 8—12 мм.

Длину передней направляющей /п.н выбирают в зависимости от
отношения длины протягивания к диаметру протяжки: при 1/Оу?
>1,5 /Пн=0,75/, при 1/Ос 1,5 /п.н=/.

21.	Длина переходного конуса выбирается из табл. П28 прило-
жения.

22.	Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба
определяют по формуле (рис. 3.1)

А = Л +	(3.29)
Размер /] принимают в зависимости от диаметра хвостовика:

Охв, мм	12—20 22—28 32—50 55—70

11г мм	115	150	160	205

Для протяжных станков 7Б64, 7Б65, 7Б66, 7Б66-1, 7623, 7633,.
7723 /г=15 мм, /3 = 50 мм, а для станков 7Б55, 7Б56, 7Б57, 7733
4 = 25 мм, 4=40 мм.

23.	Диаметр задней направляющей Р3.н принимают равным
наименьшему предельному диаметру протянутого отверстия с по-
лем допуска по /7, а в некоторых случаях — по /9.

Рекомендуемая длина задней направляющей приведена в
табл. П29 приложения.

Тяжелые или длинные протяжки, а также все протяжки, рабо-
тающие в автоматическом цикле, изготовляют с задними хвосто-
виками, которые могут быть такими же, как передние, или мень-
ших размеров, так как они служат только для поддержки про-
тяжки.

Рекомендации по длине задних хвостовиков приведены в
табл. ПЗО приложения. Задние хвостовики могут привариваться
или ввертываться; их изготовляют из сталей 40Х или 45Х.

24.	Общая длина протяжки равна сумме длин передней части
(от переднего торца до первого зуба) Л, режущей части Лр, зад-
ней направляющей /З.н и заднего хвостовика /З.хв:

а=л+ар+4.н+4.Хв-	(з.зо)

Общая длина протяжки не должна превышать хода штока про-
тяжного станка, наибольшего расстояния между центрами кругло-
шлифовального и заточного станков, глубины ванн или шахт для
нагрева под закалку и отпуск. В противном случае нужно спроек-
тировать комплект из двух протяжек.

Пример расчета протяжки

Исходные данные. 1. Протягиваемая заготовка: ма-
териал — сталь 20ХНЗА; твердость при протягивании НВ 207—241 >
заготовка — после отпуска; отверстие под протягивание обработа-
но; диаметр отверстия до протягивания (мм) с?о = 63,67712+0»19; диа-
метр отверстия после протягивания (мм) Д = 65/77+°’030; параметр
шероховатости поверхности /?а=1,25 мкм; длина протягивания
/=120-1 мм.

2.	Станок: горизонтально-протяжной, модель 7Б56; тяговая
сила станка <2 = 196 200 Н; максимальная длина хода штока АШ?1Х =
= 1600 мм; диапазон рабочих скоростей 1,6—11,5 м/мин; состоя-
ние станка — удовлетворительное; протяжка закрепляется в быст-
росменном автоматическом патроне.

3.	Характер производства — массовый.

4.	Длина протяжки, допустимая возможностями инструмен-
тального цеха и заточного отделения, не более 1500 мм.
Порядок расчета. 1. Устанавливаем группу обрабатываемости
с помощью табл. П1 приложения: сталь 20ХНЗА с твердостью
НВ 207—241 относится ко II группе обрабатываемости.

2.	Устанавливаем группу качества по табл. П2 приложения.
Параметра шероховатости поверхности /?а=1,25 мкм достичь
труднее, чем квалитета отверстия Н7, поэтому принимаем 1-ю
группу качества по шероховатости.

3.	Материал рабочей части протяжки принимаем в соответст-
вии с рекомендациями табл. ПЗ приложения — быстрорежущая
сталь Р6АМ5.

4.	Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвосто-
виком, материал хвостовика — сталь 40Х. Размеры — по ГОСТ
4044—70 (или по табл. П4 приложения). Диаметр переднего хвос-
товика /?хв = 50 мм, РОп= 1134,1 мм2. Силу, допустимую хвостови-
ком, рассчитываем по формуле (3.1), приняв [о']р = 300 МПа:
Рхв= 1134,1-300 = 340 230 Н.

5.	Передние и задние углы выбираем по табл. П5 приложения.
Передний угол черновых и переходных зубьев у =15°, а чистовых
и калибрующих зубьев 71 = 18° Задний угол черновых и переход-
ных зубьев а0 = 3°, чистовых ач = 2°, калибрующих ак=1°.

6.	Скорость резания устанавливаем по табл. П6 приложения:
V = 8 м/мин. Эта скорость станком обеспечивается.

7.	Подъем черновых зубьев 8гс определяем из условия равной
стойкости черновой и чистовой частей по табл. П8 приложения для
II группы обрабатываемости. Вначале для скорости резания V —
= 8 м/мин и подачи чистовых зубьев 52Ч=0,02 мм устанавливаем
наработку чистовой части: Т = 56 м. По той же скорости резания и
стойкости черновых зубьев Г=59 м находим подъем черновых
зубьев 52о = О,18 мм на зуб на сторону. Для II группы обрабаты-
ваемости и 1-й группы качества при скорости резания V = 8 м/мин
по табл. П17 приложения ограничиваем подъем черновых зубьев
до $2о = О,1 мм. Поправочные коэффициенты на наработку прини-
маем по табл. П18 приложения: /Ств = 0,7; Кт$= 1; Лтз=1; Атд=Г,
Кто=1; Ктм=1 (назначаем СОЖ — сульфофрезол ГОСТ 122—54).
Наработка с поправочными коэффициентами Тм.п = ТыКтвКтрКтзХ
X АтмКто = 56 • 0,7 • 1 • 1 • 1 • 1 • 1 = 39,2 мм.

8.	Глубину стружечной канавки /г, необходимой для размеще-
ния стружки при подъеме Зге = 0,1 мм, определяем по формуле
(3.2), приняв коэффициент помещаемости ^=3; А = 1,1283^3 х
/ Х -Т20ЛМ =6,7698 мм.

В табл. П19 приложения ближайшая большая глубина стру-
жечной канавки А = 7 мм. Ее и принимаем для дальнейшего рас-
чета. Проверку на жесткость протяжки не делаем, так как диаметр
по дну стружечной канавки равен Р—2А = 65—2-7 = 51_мм, т. е.
больше 40 мм.

9.	Шаг черновых зубьев принимаем из табл. П19 приложения.
Так как глубине Н = 7 мм соответствуют несколько значений шага,
то согласно п. 9 методики принимаем меньший /0=16 мм — про-
филь № 11. Остальные элементы стружечной канавки: &о=5 мм;
г=3,5 мм; 7?=11 мм. Число одновременно участвующих в работе
зубьев определяем по формуле (3.7), отбрасывая дробную часть:
?Р= 120/16+1=8.

10.	Максимально допустимую силу резания берем минимальной
из трех Рст, Рхт, Рои', Рсч = 0,8'20000-9,81 = 156960 Н; Рхв=
= 340 230 Н (см. п. 4).

Величину РОп определяем по формуле (3.10), а площадь опас-
ного сечения — по формуле (3.11): Рол = 0,785(63,6—2-7)2 = 1931 мм2;
Роп= 1931-400 = 772400 Н; Ршах=156 960 Н.

11.	Число зубьев в группе гс определяем по формуле (3.12),
где <?о = 212 МПа для $20 = 0,1 мм и -у =15° из табл. П20 приложе-
ния; 2р=8; Крм=1; Кро=1; Крк=1; К₽р=1 из табл. П21 прило-
3,14-65-212-8-1 111 оо
МЛСМТТЛГ СТ • 'У ——   ___________— — /. /.

’ с	156960

Принимаем гс = 3.

12.	Определяем расчетную
* “ "'-212-81 1 1

силу протягивания по формуле

'	3

13.	Полный припуск определяем по формуле (3.15): А =
=65,03—63,6=1,43 мм.

Припуск на черновых зубьях находим по формуле (3.16), где
Лп = 0,14 мм из табл. П23 приложения, Лч=0,14 мм из табл. П22
приложения; 40=1,43—(0,14+0,14) = 1,15 мм.

14.	Число групп черновых зубьев определяем по формуле (3.17):

1й=	=5,75; /0=5.

0	20,1

Остаточную часть припуска находим по формуле (3.18): ЛОст =
= 1,15—2-5-0,1 = 0,15 мм.

Так как ЛоСТ>$гп1, то ЛОст оставляем в черновой части и уве-
личиваем число групп на единицу; г0=6.

15.	Число черновых зубьев определяем по формуле (3.19):
2о=6-3 = 18, число переходных зубьев гп=4 из табл. П23 приложе-
ния чистовых зубьев гч=12 и число калибрующих гк = 7 из табл.
П22 приложения.

Общее число всех зубьев находим по формуле (3.20): 2г=18+
+4+12+7=41.

16.	Длину режущей части протяжки определяем по формуле
/3.21); шаги чистовых и калибрующих зубьев — переменные, при-
нимаем из табл. П24 приложения Л = 11 мм, /2=12 мм, /З=13 мм.
Размеры профиля Н, Ь, г, Р— одинаковые для всех трех шагов;
их берем из табл. П19 приложения по меньшему шагу. Дл.я /1 =
= 11: /1 = 4 мм, г=2 мм, 6=4,5 мм, Р=6 мм, Ьр=16 (18+4) +
+ (13+12+11)4+(13+12+11)2+11 = 579 мм.

Новые два варианта рассчитываем для грп=гр+1=9 и грп1 =
=2р+2= 10.

Из формулы (3.7) находим шаг черновых зубьев для обоих ва-
риантов: /0ц=120/(9—1) = 15 мм; /01п= 120/(10—1) = 13,3 мм.
3.1. Результаты расчета вариантов протяжки

Искомый параметр	Вариант		
	I		Ш
2р	8	9	10
/о, мм	16	15	13
/?0, ММ	7	6	5
Ьо, ММ $20, ММ	5	5Л	
	оа	0,08	0,055
2с	3	2	2
Р, н	115 384	156 960	126 542
А, мм	1,43	1,43	1,43
Ли, мм	0,14	0,14	0,04
Ля, мм	0,14	0,14	0,14
Ло, мм	1,15	1,15	1,25
Лост, ММ	0,15	0,03	0,04
	6	7	11
2о	18	14	22
ги	А	4	2-
2ч	12	12 + 2=14	12 + 2=14
2к	7	7	7
2	41	39	45
Зги на группах:			
первой	0,04	0,04	0,02
второй	0,03	0,03	
$гя, мм (ЧИСЛО групп)	0,02(2)	0,02(2)	0,02(3)
	0,01(2)	0,03(1)	0,01(2)
	0,005(2)	0,01(2) 0,005(2)	0,005(2)
1Чу мм	И, 12, 13	11, 12, 13	9, 10, 11
/и (*3> У, ММ	11, 12; 13	И, 12, 13	9, 10, 11
/1ч, ММ	4	4	3,6
Ьч, мм	4	4	3,5
/о, мм	288	210	286
/п, мм	64	60	26
/я, мм	144	169	141
/к, ММ	83	83	69
мм	„579	522	522

В третьем варианте значение шага /ощ округляем до ближай-
шего меньшего значения, т. е. /ош=13 мм. По табл. П19 приложе-
ния определяем соответствующие этим шагам глубины профиля
стружечных канавок (из таблицы берем большее значение глуби-
ны). Для /о11=15 мм йц=6 мм, для /ош = 13 мм йш = 5 мм. По
формуле (3.5) находим при К=3: 520п=0,785-62/(3-120) ~0,08мм;
•$гош = 0,785• 52/(3-120) =0,055 мм. С п. 11 расчет II и III вариантов
продолжаем как для I варианта. Результаты расчета сведены в
табл. 3.1.

Сравнив основные показатели Лр, Ь, 520 и г, видим, что опти-
мальный вариант—III, так как протяжки при наименьшей длине
имеют такую же, как в варианте I, ширину зуба и минимальную
подачу. Определение остальных элементов конструкции протяжки
производим только для этого варианта.
1065

Рис. 3.2.

Протяжка круглая 065Н7:

а — общий вид, б —поперечный профиль черновых зубьев; в — поперечный профиль пере-
ходных и чистовых зубьев; г — поперечный профиль калибрующих зубьев; д — продольный
профиль черновых и переходных зубьев; е — продольный профиль чистовых и калибрую-
щих зубъев

17.	Диаметр калибрующих зубьев Рк=^тах=65,03 мм.

18.	Число выкружек и их ширину на черновых зубьях опреде-
ляем по табл. П25 приложения: М=12, а0=8,5 мм.

19.	Число выкружек на переходных и чистовых зубьях прини-
маем по табл. П$6 приложения: ^,= 12, ап=ач=6,5 мм.

20.	Диаметр и длину передней направляющей находим соглас-
но п. 20 методики: /)п.п=63,6 е8, /п.н=0,75-120=90 мм, так как
120/65>1,5.

21.	Длину переходного конуса выбираем по табл. П28 прило-
жения: /п.к=20 мм.

22.	Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба
определяем по формуле (3.29): 1.1 = 160-1-25 + 40+120+25=370 мм.

23.	Диаметр и длину задней направляющей находим согласно
п. 23 методики: О3.н=65/7 мм, /3.н=50 мм (см. табл. П29 прило-
жения). Протяжку выполняем с задним хвостовиком. Диаметр
заднего хвостовика принимаем по ГОСТ 4044—70 (табл. П4 при-
ложения), меньшим, чем диаметр переднего хвостовика />3.хв=
=36 мм, длину заднего хвостовика берем по табл. ПЗО приложе-
ния: /З.хв=125 мм.

24.	Общую длину протяжки рассчитываем по формуле (3.30):
/. = 370 + 522+50 + 125=1067 мм.

Принимаем Ь=1065 мм.

Чертеж протяжки показан на рис. 3.2, диаметры зубьев — в
табл. 3.2. Материал: рабочей части — сталь Р6АМ5Х (ГОСТ
19265—73); хвостовой части — сталь 40Х (ГОСТ 4543—71); твер-
3.2. Диаметры зубьев протяжки

№ зуба	Диаметр Г>, мм	№ зуба	о.  1 2 я -	№ зуба	Диаметр  О, мм	№ зуба	о.  | 2 л 2
1	63,71	12	64,22	23	64,85	35	як ПО
2	63,67	13	64,37	24	64,85	36	
3  4	63,82  63,78	14  15	64,33  64,48	25  26	64,89	37  38	65,03
5	63,93	16	64,44				
6	63,39	17	64,59	27	64,93	39	
7	64,04	18	64,55	28		40	
8	64,00	19	64,70	29	64,97	41	
9	64,15	20	64,66	30		42	65,03
10	64,11	21	64,81	31		43	
11	64,26	22	64,78	32	64,99	44	
			।	33  34	65,01	45	

Примечание. Для зубьев № 1—22 задний угол а=3°, допуск на диаметр
—0,016 мм; для зубьев № 23—30 а=3°, допуск на диаметр —0,008 мм; для
зубьев № 31—38 а=2°, допуск на диаметр —0,008 мм; для зубьев № 39—45
а=Г, допуск на диаметр —0,008 мм.

дость Н#Сэ 63—66 режущей части и задней направляющей,
НК.СЪ 61—66 — передней направляющей,	43—51 — хвосто-

вика. Выкружки на зубьях 23, 25, 27, 29, 31, 33, 35, 37 относи-
тельно зубьев 21, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36 и 38 располагают в шах-
матном порядке. Неуказанные предельные отклонения размеров:
охватываемых по Н14, остальных ±1П4/2. Остальные технические
требования по ГОСТ 9126—76.

Проектирование и расчет выглаживающих
элементов

Повышение качества цилиндрических поверхностей
в немалой степени зависит от результатов расчета и проектирова-
ния выглаживающей части круглых режуще-выглаживающих про-
тяжек, а также только выглаживающих. Под термином выглажи-
вание имеется в виду обработка с весьма небольшими натягами,
при которых пластическая деформация распространяется на не-
значительную толщину стенки заготовки — не более 5 мм. Под
натягом /в понимают разность диаметров выглаживающих зубьев
и отверстия до выглаживания, под относительным натягом X — от-
ношение абсолютного натяга /в к диаметру отверстия. При Х>0,007
пластической деформации может подвергаться значительная часть
и даже вся толщина стенки, и в этом случае протягивание стано-
вится деформирующим. Приводимые рекомендации по расчету и
проектированию относятся только к выглаживающим и режуще-
выглаживающим протяжкам. Схема выглаживания и конструкция
выглаживателей показаны на рис. 3.3, а, б.

Выглаживающие зубья в зависимости от конфигурации и мате-
риала заготовок позволяют повысить геометрическую точность
отверстия на 30—50%, уменьшить шероховатость поверхности до
= 0,164-0,63 мкм, повысить износостойкость детали.

Твердосплавные выглаживающие зубья, обладая высокой изно-
состойкостью, позволяют существенно увеличить общую наработ-
ку протяжки, так как их наличие дает возможность в определен-
ных пределах корректировать диаметр отверстия и, следовательно,
использовать протяжки, уже не обеспечивающие необходимый
размер. Следует иметь в виду, что точность отверстия после обра-
ботки выглаживающими зубьями, работающими с малыми натя-
гами, несколько возрастает (не более, чем на 50%), при средних
натягах — практически не изменяется, а при больших — даже сни-
жается (в зоне торцов и при обработке заготовок переменной
диаметральной жесткости). Вместе с тем увеличение натяга ведет
к значительному уменьшению шероховатости поверхности. В связи
с тем, что остаточная деформация отверстия после выглаживания
зависит от очень многих причин, практически трудно рассчитать
размеры выглаживающих зубьев, которые сразу обеспечивали бы
значительное уменьшение шероховатости при обработке отверстия
по 6—9-му квалитетам. Поэтому рассчитанные по приведенным
формулам размеры выглаживающих зубьев обеспечивают получе--
ние отверстия с максимально допустимыми размерами. Это позво-
ляет в дальнейшем легко обеспечивать требуемый размер отвер-
стия после незначительного уменьшения диаметров выглаживаю-
щих зубьев с помощью доводки. Выглаживающие зубья в виде
отдельных колец или блока закрепляют на протяжке различными
способами. Резьбовое закрепление обычно применяют на протяж-
ках диаметром до 20—25 мм. Замок с втулкой, пружиной и двумя
64
3.3. Ограничения по снижению параметра шероховатости выглаживанием

Квалитет отверстия	мкм, не более	КаЧР.а, не более	Число выглаживаю- щих зубьев гв
6	1,25	2—4	1—3
7—8	2,5	4—6	2—4
9—10	5	8—10	5

сухарями более технологичен, обеспечивает хорошее базирование,
но на протяжках малого диаметра и при обработке заготовок ма-
лой длины применение его ограничено (см. рис. 3.3, в). Применя-
ется и замок с упором блока или колец в сухари, которые охваты-
ваются замыкающей втулкой, удерживаемой от осевого смещения
стопорным кольцом. Этот замок менее технологичен — требуется
точное обеспечение размеров всех его деталей. Замки с несколь-
кими пружинами, сухарями, с фиксацией благодаря силам трения
конических поверхностей сложнее в изготовлении и менее надеж-
ны по сравнению с замками указанных трех типов. Основные эле-
менты выглаживающей части протяжки и заготовки показаны на
рис. 3.3.

Методика расчета выглаживающей части

От толщины стенки зависят жесткость заготовки,
глубина распространения пластической деформации, контактное
давление. Жесткость стенки обрабатываемой заготовки характери-
зуется отношением наружного диаметра Он к внутреннему Див
большой степени влияет на назначение натяга и тяговую силу.
В случае значительного различия толщины втулки в расчетах
используют наибольшую жесткость при наибольшем значении на-
ружного диаметра заготовки Он-

Параметр шероховатости поверхности после обработки режу-
щей частью протяжки назначается в зависимости от квали-
тета отверстия, возможного уменьшения параметра шероховатости
обработанной поверхности выглаживающей частью при возможно
меньшей длине всей протяжки (табл. 3.3).

Число выглаживающих зубьев зв рекомендуется принимать из
табл. 3.3. Чем больше выглаживающих зубьев, тем выше геомет-
рическая точность обработанных отверстий, больше осевая сила.
Применение блоков с числом зубьев более пяти нецелесообразно
из-за ухудшения обработанной поверхности вследствие чрезмерно-
го упрочнения, возможности появления нароста, удлинения про-
тяжки.

Число зубьев может быть определено по формуле

+1’05 <з-з1>

а

с округлением до целого меньшего числа.
3.4. Скорость выглаживания твердосплавными зубьями, м/мин

Обрабатываемый материал	Уменьшение Яа		
	в 2 раза	в 4 раза	в 8 раз
Сталь с ов, МПа:			
до 650	24	17	12
св. 660 до 800	16	11	8
св. 800	10	7	5
Чугун ковкий, железистая латунь	22	16	11
Чугун серый, безоловянная бронза	36	25	18
Оловянная бронза, алюминиевые сплавы, баббиты	70	50	35

Временное сопротивление при растяжении ов и модуль упру-
гости Е обрабатываемого материала в значительной степени
влияют на размеры в диаметральном направлении выглаживаю-
щих зубьев.

Часть исходных данных для расчета выглаживающей части
протяжки:

На— параметр шероховатости поверхности после протягива-
ния; О — номинальный диаметр отверстия; Ов — верхний предель-
ный размер протянутого отверстия; /тах — наибольшая длина от-
верстия детали; бр— разбивка или усадка отверстия после обра-
ботки режущей частью протяжки, известна из конструкторско-
технологической документации.

Для обработки заготовок из чугуна, стали, безоловянистой
бронзы, латуни применяют выглаживающие зубья из твердых
сплавов ВК8, ВК15, ВК6М, ВКЮМ, Т5К10, Т5К12В, а заготовок
из алюминиевых сплавов и оловянистых бронз — зубья из инстру-
ментальных и быстрорежущих сталей Р9К10, Р6М5, ХВГ, ШХ15,
У10А, У12А. С увеличением характеристик механических свойств
материала заготовки, толщины ее стенок и степени уменьшения
(изменения) параметров шероховатости берут (необходимо выби-
рать) более прочный материал выглаживателей.

Скорость выглаживания назначают по табл. 3.4 в зависимости
от обрабатываемого материала и изменения параметра шерохо-
ватости поверхности отверстия. Скорость режуще-выглаживающей
протяжки чаще всего ограничивается скоростью режущей части
(см. табл. П6 приложения).

Для предотвращения наростов на выглаживающих зубьях в
ряде случаев следует применять более эффективную СОЖ, чем
это рекомендуется для работы режущей части протяжки (см.
табл. П18 приложения). При выглаживании заготовок из цветных
сплавов и чугуна применяют масла индустриальные, а заготовок
сталей — сульфофрезол, осерненные и фосфатированные мине-
ральные масла с противозадирными присадками высокого давле-
ния, компаундированные масла. При обработке легированных ста-
лей в сульфофрезол добавляют мелкодисперсный порошок графи-
66
та или дисульфида молибдена до 10%. Признаком, характеризую-
щим недостаточно эффективное смазывание, является нарост об-
рабатываемого металла на рабочей части выглаживающих зубьев.
Продолжать работу в этом случае недопустимо и следует приме-
нять более эффективную СОЖ.

Расстояние от последнего калибрующего зуба до первого вы-
глаживающего /1 (см. рис. 3,3, в) должно быть не меньше наиболь-
шей длины отверстия детали для того, чтобы предотвратить обра-
зование на обрабатываемой поверхности кольцевых канавок (ри-
сок) из-за врезания калибрующих зубьев в тот момент, когда
вступают в работу выглаживающие зубья. Они должны входить в
отверстие лишь после того, как из заготовки выйдет последний
калибрующий зуб режущей части протяжки. Опасность врезания
калибрующих зубьев особенно велика при обработке заготовок
большой массы на горизонтально-протяжных станках, при плохом
закреплении и базировании обрабатываемой заготовки, при откло-
нении от перпендикулярности любого торца заготовки по отноше-
нию к оси отверстия. У протяжек, работающих на горизонтально-
протяжных станках без поддерживающего устройства, может про-
изойти обрыв в наиболее слабом месте. В этом случае рекоменду-
ется выглаживающие зубья устанавливать как можно ближе к
режущим, чтобы заготовка все время была прижата силами реза-
ния, а затем выглаживания и не могла сместиться.

Порядок расчета выглаживающей части

1.	Общий натяг зависит от размера обрабатыва-
емого отверстия, толщины стенки заготовки, материала заготовки,
параметра шероховатости поверхности отверстия до выглаживания,
упругой деформации выглаживающих зубьев и т. д. Сначала опре-
деляют коэффициент податливости Ко, а затем Кь Кг, 1В:

*о= (НН+/ (НН'- ь (3,32)

Если шероховатость поверхности задана как Кг (по чертежу
на деталь или после обработки режущей частью протяжки), то в
дальнейших расчетах следует принимать, что /?а = Кг/4 или соот-
ветственно =

кх= (з, 1+0,28	К0;  \	ка }	(3.33)
\\ Ка )	)	(3.34)
+к 21вО°’й/Е-,	(3.35)
	(3.36)
3.5. Диаметры выглаживающих зубьев, мм

2в	Порядковый номер выглаживающего зуба					гв  1
	1-й	2-й	З-й	4-й	5-й	
1	4/в										
2	(/в—0,5/в	йв	—.	—	—	1,5/»
3	с1в—0,65/в	с!в —0,25/в		——		2,1/»
4	с1в—0,71в	%1в—0,4/в	(1 в—0,15/в	с1в	——	2,75/»
5	йв—0,8/в	//в—0,55/в	б/в““О>3(в	Ав	0,1/в	С?в	3,25/»

Примечание: (/в=</к+/в±6Р, где Ч-бр — при разбивке отверстия; —6Р —
при усадке отверстия после обработки режущей частью протяжки.

2.	Диаметр (мм) калибрующих зубьев режущей части протяж-
ки с учетом разбивки (—бР) или усадки ( + 6Р)

^к=1?в-^/?а'-0,02 + 8р.	(3.37)

Предварительно в расчетах принимают, что разбивка (усадка)
бр отверстия после обработки режущей частью протяжки отсутству-
ет. Если 0,007, б/к (мм) можно приближенно определить сле-
дующим образом:

^Пв-0,3/в.	(3.38)

В этом случае при Х>0,007 расчетные значения осевых сил вы-
глаживания значительно больше действующих.

3.	Диаметры (мм) выглаживающих зубьев определяют либо по
табл. 3.5, либо по формулам

= 4" $р 4" * в;	(3.39)

^к4“$р+ 1’15г’в/7гв>	(3.40)

где (1В — диаметр последнего зуба; /=1, 2, 3, ..., (гв—1).

Расчетные значения рекомендуется округлять до 0,005 мм. До-
пуск диаметров зубьев равен —0,005 мм.

4.	Рабочая часть выглаживающих зубьев может выполняться
с двумя коническими поверхностями, разделенными цилиндриче-
ской ленточкой, либо по дуге окружности (см. рис. 3.3, б). Кони-
ческие поверхности зубьев имеют несколько большую склонность
к наростообразованию и обналёчиванию, чем сферические, но более
технологичны в изготовлении. При обработке заготовок из чугунов,
цветных металлов и сплавов целесообразно применять конические
зубья, при обработке заготовок из сталей — тороидальные (сначала
можно изготовить зубья конические, затем скруглить их вершины).

Геометрические параметры (мм) зубьев могут быть определены
с помощью табл. 3.6 или по формулам

6^0,07/Л85;	(3.41)
3.6. Геометрические параметры выглаживающих зубьев

й, мм	Тороидальные зубья		Конические зубья		
	Я	^В	а, °	Ь	
	мм			мм	
До 30  Св. 30	(80—70) г.  (70—60)1.	(60—40) 1в (40—30)/в	5±1  5±1	0,050  0,040	(60—40)/в (40—30) ь

Примечание. Большие коэффициенты при /в
отверстий меньшего диаметра и при малых 1В.

следует брать при обработке

/?=ПО/вК3/9-о>125;

(3.42)

1Ъ= 110/Лз^-Ч

(3.43)

где Лз= 1,254-50X при Х^0,007; /С3 = 0,85 при ^>0,007.

Подсчитанные значения в некоторых случаях целесообразно ок-
круглить. Длина (мм) блока (или набора колец)

Ав = /вг]

Необходимо, чтобы у рабочей поверхности зубьев 7?а^0,024-
4-0,04 мкм, и по мере появления следов и рисок износа зубья сле-
дует полировать. Малая шероховатость зубьев в немалой степени
снижает вероятность появления нароста и повышает качество обра-
ботанной поверхности.

Рекомендуемое значение углов заборного и обратного конусов
а = 5°±1°

5.	Число одновременно работающих зубьев гр.в зависит от дли-
ны обрабатываемого отверстия /тах, длины выглаживающего блока
Ьв, ширины ленточки Ь, величины натяга гв, угла заборного конуса а.
При тороидальной и конической формах рабочих поверхностей
число одновременно работающих зубьев определяют по формуле
(3.45) с округлением до большего целого числа

^Р.в = (^аХ+^ + 57/в)//в,	(3.45)

где 5,71в = 0,5/в	а, а = 5°

Если после определения гр.в по формуле (3.45) окажется, что
2р.в>гв, следует принимать гр.в = гв, так как гр.в не может быть
больше гв.

6.	Определяют сумму натягов выглаживающих зубьев. Если
при выглаживании 2р.в = гв, а диаметры выглаживающих зубьев
соответствуют рекомендуемым, сумму натягов блока берут из
табл. 3.5. В том случае, когда не все выглаживающие зубья одно-
временно участвуют в работе и когда диаметры выглаживающих
зубьев отличаются от рекомендуемых вследствие округления их до
(3.46)
гр.в с наиболь-

(3.47)

АО

ге и скорость

целого числа или из-за погрешностей при изготовлении определяют
фактические натяги (мм) каждого зуба

Сумму натягов в этом случае определяют для
шими натягами.

7.	Осевая сила (Н)

/ *в
/>,=0,05402?	2

\гв-гр.в+1

Влияние вида СОЖ из числа рекомендуемых г

выглаживания 0,5—30 м/мин для работы выглаживающих зубьев
на Рв невелики, поэтому поправочные коэффициенты на них не
введены.

Пример расчета выглаживающей части

Исходные данные. Деталь — втулка. Материал —
сталь 45, на операции протягивания НВ 217—241, <тв = 600 МПа,
2?=2,Ы05 МПа. Диаметр (мм) отверстия после протягивания
0 = 6ОЯ7(+О>ОЗ\ Наружный диаметр втулки 0Н=9О мм. Длина протя-
гивания /= 100-1,0 мм. У поверхности отверстия /?а=0,63 мкм.

Применяем станок 7Б56 с тяговой силой 196 кН. Диапазон ско-
ростей рабочего хода ползуна 1,6—11,5 м/мин. Наибольший ход
ползуна 1600 мм. Состояние станка — хорошее. Патрон для закреп-
ления протяжки быстросменный автоматический, характер произ-
водства— массовый, цикл работы станка — полуавтоматический.
Расстояние между центрами круглошлифовального и заточного
станков 2200 мм. Наибольшая длина обработки в термическом от-
делении 2000 мм.

Для получения отверстия 7-го квалитета с /?а = 0,63 мкм прини-
мают конструкцию протяжки переменного резания равной стойко-
сти с выглаживающим блоком.

Материал блока выбирают в соответствии с рекомендациями.
Материал выглаживающих зубьев — ВК8. Принимают гв = 4 соглас-
но табл. 3.3 (из рекомендуемого числа гв выбрано большее значение
для обеспечения наибольшей геометрической точности отверстия
и наработки протяжки). В соответствии с табл. 3.3 квалитет от-
верстия после протягивания — 7, шероховатость поверхности На'=
=2,5 мкм, что соответствует 2-й группе качества (см. табл. П2
приложения).

По табл. 3.4 и П6 приложения устанавливают соответственно
скорости выглаживания и резания. Принимают меньшую из них —
9 м/мин. Станком такая скорость обеспечивается.

Наиболее жесткие требования к выбору СОЖ предъявляются
работой выглаживающей части протяжки. Принимают сульфофре-
зол. Этот смазочный материал удовлетворяет и работе режущей
части протяжки.
Порядок расчета. 1. По формулам (3.32) — (3.36) определяют
общий натяг (7В) и относительный натяг (%), коэффициенты Ко,
К1 и Кг'.

К1== (3,1+0,28	/К0=(з, 1 + 0,28	/3,6=7,99;

К2= Г/^_)°’3 — 0,68) Ко=((—025 У’3 -0,68) 3,6=3;

\\ На )	/	\\ 0,00063 }	)

/ =^7?^ + ^ ПО.8/^=7,99.0,0025+ 3-6ОО-6О0’8 =р 247 мм;

в	1	2 в '	1	210 000

х=г/ю=	=о,оо41.

в/ 60

2.	Диаметр калибрующих зубьев режущей части протяжки оп-
ределяют по формуле (3.37). Принимают предварительно 6р=0;

г/к=К>в — КгКа' - 0,02 - Вр=60,03 - 7,99•0,0025— 0,02=59,99 мм

3.	По формулам (3.39) и (3.40) определяют диаметры выглажи-
вающих зубьев, но можно воспользоваться и табл. 3.5.

ая=<4+1В + Вр=59,99 + 0,247= 60,237 мм;

</в1=^к + 1.15/в-1/г,=59,99+1,15-0,247.1/4=60,061 мм;

</в2=59,99+1,15-0,247-2/4=60,132 мм;

с?в3=59,99+ 1,15-0,247-3/4=60,203 мм;

с?в4=^в=60,237 мм.

После округления диаметры зубьев имеют размеры:	=

= 60,060 мм; б?в2=60,130 мм; а?в3 = 60,205 мм; ^в4 = 60,240 мм.

4.	По табл. 3.6 или после определения К3 находят по формулам

(3.41)	— (3.43) геометрические параметры зубьев:

К3= 1,25-50Х= 1,25-50-0,0041 = 1,045.

Так как обрабатываемый материал — сталь, профиль зубьев вы-
полняют по радиусу Я, ленточка отсутствует.

/?= 110гйК3Ю-».125= 110-0,247-1,045.60-0>125= 17 мм;

6=0,07Д°>85=0,07-60°>85=2,27 мм;

/в= 110/вК3Д-о.з= 110-0,247-1,045-60-°-3=8,3 мм.

Если взять заготовку с размерами: наружный диаметр

60,8+1,8 мм, внутренний 39,4-1,2 мм, длина 20+1,0 мм, то в целях умень-
шения снимаемого припуска с заготовок блоков выглаживающих
зубьев шаг целесообразно увеличить до 10 мм. Тогда по (3.44)
Ав = /в^в= 10-4 = 40 мм.

5.	Число одновременно работающих зубьев грв = 4, так как
длина блока зубьев меньше длины обрабатываемого отверстия
(/тах=Ю0 ММ, Лв = 40 ММ).

6.	По формуле (3.46) определяют натяг каждого выглаживаю-
щего зуба =	—бр; при 6р = 0 гВ1 = 60,060—59,99 = 0,07 мм,

/В2 = 60,130—59,99 = 0,14мм,	1в3 = 60,205—59,99 = 0,215 мм, 1в4 =

= 60,24—59,99 = 0,25 мм, 2^ = 0,07 + 0,14 + 0,215 + 0,25 = 0,675 мм.

Осевую силу (Н) при выглаживании находят по формуле (3.47)

Рв=0,054 • 60 • 210 000 (0,675 - 7,99 • 0,0025 (4-1))	=121480 Н

3,6

Методика расчета элементов крепления
выглаживающих зубьев

Расчет элементов крепления основан на известных

зависимостях по расчету пружин и деталей замка (рис. 3.3).

1.	Посадочный диаметр выглаживающих зубьев и втулки зам-
ка выбирают в зависимости от размеров заготовки, например, со-
гласно ОСТ 23.4.101—76. Если заготовку для выглаживающих
зубьев еще только предстоит изготовить по чертежам разработчи-
ка, б/Вн (мм) определяют по формуле

^„=3/1,55

(3.48)

и затем округляют до большего значения, соответствующего одно-
му из условий:

с1вя кратен 0,5, если 4/вн<7 мм;

с1 вн кратен 1, если 7<^вн<10 мм;

&вя кратен 2, если 10<о?вН<;40 мм;

(7ВН кратен 5, если а?вн>40 мм.

(3.49)

2.	Выбрав диаметр (мм) проволоки из ряда с?пг = 0,5; 0,56; 0,6;
0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,2; 2,5; 2,8; 3; 3,5; 4; 4,5; 5;
5,5; 6; 7; 8; 10; 11; 12 мм, сравниваем его с подсчитанным значени-
ем <1П:

= 0,057).

(3.50)

Первый из ряда диаметров, для которого будет выполнено ус-
ловие с1Пг<(1п, принимают для дальнейших расчетов.
3.	Наружный диаметр пружины (мм) находят по формуле

Рп=1,02^ + 2^,

(3.51)

и округляют его до большего значения по соответствующим рядам
(3.49). Если не выполняется условие

Д + 2^П + ^ВН>2РП,	(3.52)

необходимое для того, чтобы пружина не могла при смещении в
сторону задеть обрабатываемую поверхность заготовки, Оп округ-
ляют до значений в предыдущей строке ряда (см. п. 1). Если не
выполняется условие (3.52) для первой строки, то следует рассчи-
тывать замок без пружины.

4.	Как только условие (3.52) будет выполнено, определяют
Ттах (МПа), С, Кп, шаг пружины В свободном СОСТОЯНИИ /св (мм)
и зазор между сухарями А (мм):

*гаах= ~4°50 ;	(3.53)

V а„

С= -^~а" ;	(3.54)

К - 4С~1 I °>615 .

К”-1с^Г+~с~’	(3-55>

/ 	 _Х^п ~ ^11)2Ттах	1г/.	/о
св	24976КА	п’	(3‘56'
3/—  Л=0,61//9;	(3.57)

/св и Ь. округляют с точностью до 0,5 до меньшего значения.

5.	Определяют ширину канавки под сухари /С1 (мм), ход пру-
жины при запирании замка /Сп (мм), толщину сухарей /с (мм)
при Л4 = 3,2. Значение коэффициента М определяется технологично-
стью прорезки канавки шириной (мм)

/С1 = ЛЮМ /с.п=0,63/с1,  А: = 41  с округлением до меньшего целого значения.  6. Определяют число рабочих витков пружины  О.5/|П1П /р.п 	 ^11  1,2^п	(3.58)  (3.59)  (3.60)  (3.61)

и округляют его с точностью до 0,25 до меньшего целого значе-
ния.

Принято п^З в целях уменьшения осевых размеров замка. Ес-
ли окажется, что и<1, то меняется значение М на 2,4. Снова опре-
деляют /С1, /с.п, /с и и. Если снова окажется, что л<1, то 1С и /с.п оп-
ределяют из условия прочности на срез сухарей по формуле



(л//вн — 2А) [т]

(3.62)

и округляют до большего целого значения.

7.	Снова определяют число витков п. Если и в этом случае ока-
жется, что л<1, то следует рассчитывать замок без пружины. Это
значит, что /тш настолько мало при принятом значении Рв, что раз-
местить пружину между блоком и задней направляющей невоз-
можно.

8.	После определения числа витков п вычисляют силу сжатия
РСж (Н) пружины до соприкосновения витков:

9810<*

Лж = -п- — (/св-^п).	(3.63)

(Ра — ^п)3

Если окажется, что Рсж<3,432), то диаметр проволоки прини-
мают по ряду значений большим и цикл счета с п. 3 повторяют до
тех пор, пока Рсж не станет более 3,43/).

9.	В том случае, если при п — 3 РСж>4,42), уменьшают шаг пру-
жины в свободном состоянии до тех пор, пока Рст не снизится до
4,42). Если «<3, то эту операцию не выполняют.

10.	Определив длину (мм) пружины в свободном 1Св и рабочем
/п состояниях, силу сжатия ее (Н) до рабочего состояния и при за-
крытии замка (Р1 и Рг) по формулам

^св “|“ С?п’

^п = ^п(1>2	1)	+ 4п1

9810^ I I

р ____ ______п 4св *п •

1	(Яп-^п)3 п ’

9810^ г / . г „

р ____ ______п *св *п 4 с»п_

2~~ (ра - бГп)з п

(3.64)

(3.65)

(3.66)

(3.67)

и округлив /п До большего целого значения, сравнивают и Р2 с
допустимыми значениями. Если неравенства

Р^О или Р2 >37)	(3.68)

не выполняются, то Р\ и Р2 увеличивают путем изменения л, /сь /с.п,
1С с учетом п. 6, т. е.

а)	при Л4 = 3,2 изменяют М до 2,4 и расчет повторяют, опреде-
ляя /с1, ^с.п,

б)	при А4 = 2,4 /с определяют по формуле (3.62) и расчет повто-
ряют, определив п.

Если увеличить силу сжатия пружины до рабочего состояния Р{
и при закрытии замка Р2 не удается, следует сменить замок.

И. При выполнении неравенств (3.68) вычисляют размеры фа-
сок и радиусы закруглений / (мм), длину проволоки пружины
Ьп (мм), диаметры шейки замка и сухарей с?с (мм), наружный диа-
метр сухарей и втулки Л>с (мм), число полных витков пружины «ь
длину втулки /вт (мм), длину элементов крепления с выглаживаю-
щими зубьями Лк (мм):

Лп=л(Л>п-^п)(/г + 1,5);	(3.69)

/=0,020-	(3.70)

/	/	\	2

+2У	2+-+-^(/++-+г (3-71)

'	\ Л /	4	V л / л [°]к

^с=2^вн-д!с;	(3.72)

П1=П -Р 1,5;	(3.73)

/вт=0,42? + /с1-/С-НС.П;	(3.74)

—Ат+~Нвт 4 л+4+41+2»	(3.75)

/ округляют с точностью до 0,1 до большего значения, б/с, 1п и /Вт
округляют до ближайшего целого числа, Ьк— по условиям (3.49).

12. После окончательного выбора всех параметров замка опре-
деляют запас прочности шейки диаметром на разрыв:

я*с [а]р
т =------------

6,8РВ

(3.76)

Коэффициент 6,8=4-1,7, где 1,7 — коэффициент концентрации
напряжений при принятом /. Коэффициент концентрации напряже-
ний аст=1,7 соответствует наибольшей твердости материала шейки
замка (для Р6АМ5 НКСЭ 62—66, для 40Х Н^С3 48—56 и т. д.). При
уменьшении твердости материала шейки и увеличении $ коэффици-
ент аа уменьшается до единицы.

Допустимые напряжения для опасного сечения хвостовика про-
тяжки и элементов крепления зубьев (сухари, втулка замка) мож-
но взять из табл. 3.7.

3.7. Механические характеристики сталей

Марка стали	Твердость или В*, мм	Допустимые напряжения, МПа		
		[°]р	[г]	[а] к
45	НПСэ 40—44	343	196	981
40Х	Я/?СЭ 38—42	392	245	1079
40Х	ВДС, 45—50	441	294	1275
50Х	НКСЯ 45—55	540	343	1471
хвг	—-	245	245	1570
Р18	П<10	785	441	2354
Р6АМ5	10<Д^20	490—589	343	1962
	020	392—490	294	1668

* О — диаметр протяжки.
4 Расчет протяжек для обработки

• прямобочных шлицевых отверстий

Условные обозначения

й—внутренний диаметр шлицевого отверстия детали
(диаметр окружности выступов), мм (рис. 4.1);

Рис. 4.1.

Поперечное сечение прямобочного шлицевого отверстия

В—наружный диаметр шлицевого отверстия (диаметр
окружности впадин), мм;

Ь— ширина шлицевых прямобочных пазов, мм;

г— число шлицев;

с— размер фаски в шлицевых прямобочных пазах, мм;

р— угол наклона фаски относительно оси симметрии па-
за, °;

/ф, ^к, /ш— длина соответственно фасочной, круглой и шлицевой
частей протяжки*, мм;

гк, гш— число зубьев соответственно фасочной, круглой и
шлицевой частей протяжки;

Лф, Лк, Лш— полные припуски соответственно на фасочную, круг-
лую и шлицевую части, мм;

Оп.н— диаметр передней направляющей, мм;

Ов.ф— диаметр по впадинам фасочной части, мм;

Ввш— диаметр по впадинам шлицевой части, мм;

Вф, Вк, Вш— длина главных режущих кромок соответственно на
фасочных, круглых и шлицевых зубьях, мм;

Бю Вф, Вш— ширина режущего сектора прорезных соответствен-
но круглых, фасочных и шлицевых зубьев, мм;

* У комбинированной шлицевой протяжки три вида зубьев- фасочные, круглые
и шлицевые.
НА, Нв — расстояние от оси протяжки до боковых кромок со-
ответственно первого и последнего фасочных зубьев,
мм;

ф!— вспомогательный угол в плане (угол поднутрения),0;

С— подъем заднего центра протяжки относительно перед-
него при шлифовании бокового профиля фасочных
или шлицевых зубьев, мм;

Лф— диаметр последнего фасочного зуба, мм;

рк— корригированный угол профиля фасочных зубьев
(угол наклона боковой кромки шлицевого выступа
фасочных зубьев относительно оси симметрии его),°;

— половина угла профиля шлицевого выступа отверстия
(угол наклона прямобочного бокового профиля либо
фаски относительно оси симметрии шлицевого высту-
па), °;

<ок— половина угла профиля шлицевой впадины шлицевых
либо фасочных зубьев, °;

в— половина углового шага между двумя соседними шли-
цами, °.

Общие сведения

На рис. 4.2 приведены конструктивные элементы и
параметры расчета шлицевой комбинированной протяжки пере-
менного резания.

Рис. 4.2.

Комбинированная шлицевая протяжка:

о — режущая часть протяжки, б — параметры черновых и переходных зубьев; в — пара
метры чистовых и калибрующих зубьев
Шлицевые протяжки переменного резания имеют такое же по-
строение зубьев, как и круглые, т.е. два зуба объединены в одну
режущую группу (секцию). Диаметр второго зуба каждой группы
на 0,02—0,04 мм меньше диаметра предыдущего зуба. На каждом
первом зубе группы шлифовальным кругом снимают с обеих сторон
фаски, выполненные по дуге окружности. Первый зуб группы с фас-
ками называют прорезным, второй, имеющий меньший диаметр,—
зачищающим. Стружка, срезаемая первым шлицевым зубом, по
ширине меньше прорезаемого паза, поэтому она не касается его
сторон при продвижении внутри канавки и, значит, не влияет на
шероховатость ее боковых сторон. Стружка, срезаемая зачищаю-
щим зубом, свертывается в виток конусообразной формы. Верши-
на такой конусообразной стружки направлена внутрь шлицевого
паза, т. е. в сторону от его боковой поверхности. Это значительно
облегчает условия работы уголка зачищающего зуба даже при
значительных подачах на зуб.

Объединение двух зубьев шлицевой протяжки в режущую груп-
пу дало возможность значительно увеличить подъем на зуб. Так
как основную нагрузку несет на себе прорезной зуб (а он в данном
случае работает в особенно благоприятных условиях и вместо углов
при вершине, равных 90°, имеет значительно большие углы), то
подъем на зуб вместо обычных 0,05—0,06 мм может достигать 0,2—
0,3 мм. Фаски (вспомогательные режущие кромки) на прорезных
зубъях имеют задний угол.

Объединение зубьев в группы дает возможность получить одно-
проходную шлицевую протяжку и обрабатывать ею цилиндриче-
скую часть отверстия. В тех случаях, когда не удается закончить
протягивание шлицевых пазов за один технологический переход,
применяют протяжки второго технологического перехода. Протяж-
ка второго технологического перехода имеет шлицевую переднюю
направляющую часть, а в ряде случаев дополнительные цилиндри-
ческие пояски, расположенные между зубьями. Пояски направля-
ют протяжку в отверстии. Шлифуют пояски на той же операции,,
что и зубья по задней поверхности, чем и достигается их соосность.

Конструктивные особенности шлицевой протяжки зависят от
технологии изготовления детали. Лучшее качество шлицевого от-
верстия по всем элементам (требуемые размеры шлицев и распо-
ложение их относительно оси, концентричность наружного и внут-
реннего диаметров, отсутствие заусенцев на боковых поверхностях
шлицевых пазов и на внутренней поверхности отверстия) удается
получить в том случае, если одновременно протягивают шлицевые
пазы и отверстие.

Чтобы обеспечить указанные показатели качества, протяжку
конструируют следующим образом. В начале режущей части рас-
полагают фасочные, за ними круглые, затем шлицевые зубья
(схема ФКШ). При таком расположении зубьев, если и образует-
ся заусенец от круглых и шлицевых зубьев, то он контактирует с
нерабочей поверхностью — фаской. Фаску нужно снимать во всех
случаях, даже тогда, когда это не предусмотрено чертежом. Размер
78
Рис. 4.3.

Припуск, снимаемый зубья-
ми шлицевой протяжки:

/ — шлицевыми; 2 — фасочными;

3 — круглыми

фаски в этом случае может быть не-
большим (0,2—0,3 мм). Если фасоч-
ные зубья находятся перед круглыми
и шлицевыми, они совершают допол-
нительную работу. Фасочные зубья
используются для протягивания внут-
ренней поверхности и выполняют
функции прорезных зубьев секции
круглой части. Кроме того, срезая ме-
талл для образования фаски (рис.
4.3), они уменьшают припуск на шли-
цевые зубья, а следовательно, и чис-
ло шлицевых зубьев. Нельзя разме-

щать фасочные зубья позади шлицевых, так как при этом про-
тяжка удлиняется и образующийся при работе фасочных зубьев
заусенец завертывается на боковые поверхности пазов и на по-
верхность отверстия.

Если заготовка имеет большой припуск на обработку отверстия,
то круглая часть протяжки будет иметь сравнительно большую
длину. В этом случае в начале режущей части протяжки помещают
круглые, а за ними фасочные зубья (схема КФШ). Это приходится
делать для предотвращения поворота заготовки при прохождении
круглых зубьев. Вследствие поворота пазы, прорезанные фасочными
зубьями, могут сместиться относительно шлицевых зубьев. При та-
ком расположении зубьев заусенец от фасочных зубьев отклоняется
в сторону внутренней поверхности отверстия и его приходится сре-
зать. Во избежание этого можно помещать фасочные зубья между
круглыми (между переходными и чистовыми)—схема КопФКчкШ
(круглые обдирочные и переходные, фасочные, круглые чистовые и
калибрующие, шлицевые).

Если при протягивании шлицевых впадин не требуется обработ-
ка поверхности выступов (например, отверстие прошлифовано пос-
ле термической обработки), то протяжка не имеет круглых зубьев
(схема ФШ). Фасочные зубья располагают в начале режущей части
перед шлицевым. Если допуск соосности расположения шлицевых
пазов и отверстия детали мал, то между каждым третьим, пятым и
десятым зубом размещают направляющие пояски.

На рис. 4.4 показана комбинированная шлицевая протяжка пе-
ременного резания, выполняющая одновременно обработку цилинд-
рической поверхности по внутреннему диаметру и шлицевых пазов,
поперечные сечения различных групп и ее зубьев. Режущая часть
протяжки состоит из зубьев трех групп: I—фасочных; II — круг-
лых, III — шлицевых. Круглые и шлицевые зубья, в свою очередь,
подразделяются на черновые, переходные, чистовые и калибрую-
щие.

Фасочная часть состоит из черновых зубьев. Фасочные зубья,
предназначенные для снятия фасок на шлицевых выступах, иногда
в целях разделения стружки объединяют в группы из двух зубьев
с(рис. 4.4, г). Прорезной зуб, подобно шлицевому, имеет несколько
Рис. 4.4.

Шлицевая протяжка переменного резания:

а — общий вид, / — фасочные зубья, // — круглые зубья /// — шлицевые зубья: / — перед-
няя направляющая протяжки первого технологического перехода, 2 — передний хвостовик;
3 — задняя направляющая, 4 — задний хвостовик, б — передняя направляющая протяжек
второго и последующих технологических переходов; в — сечение перед последним фасочным
зубом; г — группа из двух фасочных зубьев; 5 — прорезной зуб, 6 — зачищающий зуб;
д — сечение перед группами (из дв\х зубьев) круглых и шлицевых зубьев и расположе-
ние выкружек на них

больший диаметр, чем зачищающий, и снабжен выкружками, име-
ющими задний угол по всему профилю.

По конструкции круглая часть шлицевой протяжки отличается
от круглой части круглой протяжки только тем, что круглыми
зубьями срезается стружка не по всему периметру отверстия, а
лишь на участках, не срезанных фасочными зубьями. В связи с
этим у зубьев круглой части предусматривают подъем на каждый
зуб или их объединяют в секции по два зуба, разделяя между со-
бой срезаемую стружку по ширине. В этом случае применяют та-
кое расположение выкружек на круглых черновых зубьях, как по-
казано на рис. 4.4, д.

Шлицевые зубья по боковому профилю имеют вспомогательные
углы в плане 2—3° и положительные задние углы. Это достигается
шлифованием профиля и поднятием заднего хвостовика по отноше-
нию к переднему. Искажение профиля зубьев корректируют расчет-
ным путем.

Методика расчета комбинированных протяжек

Исходные данные. 1. Протягиваемая заготовка:
материал, твердость по Бринеллю НВ, состояние (после нормализа-
ции, отжига, закалки), вид, подготовка поверхности под протягива-
ние, диаметр отверстия до протягивания, внутренний диаметр шли-
цев, наружный диаметр шлицев и квалитет наружной поверхности
шлицев, ширина шлицев с допусками, число шлицев, размер и угол
фаски шлицевых пазов (если чертежом детали не задан, то конст-
80
руктор назначает его сам), параметр шероховатости поверхностей,
наибольшая длина протягивания.

2.	Станок: тип, модель, тяговая сила, диапазон скоростей, длина
хода штока, тип патрона, размеры опорной плиты, состояние.

3.	Характер производства.

4.	Возможности инструментального цеха и заточного отделения,
наибольшее расстояние между центрами круглошлифовального,
шлицешлифовального и заточного станков, глубина ванн или шахт
для нагрева под закалку и отпуск.

Порядок расчета комбинированных протяжек

Вначале назначают схему расположения зубьев на
протяжке. Наилучшим вариантом схемы расположения зубьев на
протяжке является схема ФКШ. После расчета длины круглой
части схема расположения зубьев может быть изменена на КФШ
или КопФКчкШ, если окажется, что 1К> 1,5 I.

Затем расчет шлицевой протяжки независимо от схемы распо-
ложения зубьев аналогичен расчету протяжек для обработки ци-
линдрических отверстий (гл. 3, п. 1—11), после чего его продолжа-
ют следующим образом.

1.	Определяют число зубьев в секции 2С. Число зубьев в секции
на фасочной, круглой и шлицевой частях шлицевых протяжек мо-
жет быть неодинаковым. Для обеспечения у поверхности боковых
сторон пазов /?а^2,5 и улучшения условий резания рекомендуется
число черновых зубьев в секции на шлицевой части гс ш^2. Число
зубьев в секции на фасочной и круглой частях (если она помещает-
ся между фасочной и шлицевой частями) в целях уменьшения
длины рекомендуется принимать равным единице, если это допус-
кается условиями нормального стружкообразования и силой про-
тягивания.

Для создания нормальных условий образования витка стружки
длина режущих кромок Втах не должна превышать значений, при-
веденных в табл. П31 приложения. Если Втах получается больше,
то необходимо разделять стружку выкружками и гс принимать
равным двум.

Число зубьев в группе на любой части протяжки схем располо-
жения зубьев ФКШ, ФШК, допустимое максимальной силой реза-
ния,

Дпах^О^рКРмК РоКркКрр

=----------р-----------•	(4.1)

шах

Для схем КФШ И КопФКчкШ число зубьев в группе для круг-
лой части рассчитывают по формуле (3.12).

Для определения 2С на круглой и фасочной частях протяжки
нужно в формулу (4.1) подставить вместо Втах соответствующие
ЗНачеНИЯ ВКтах и Вфтах.

Максимальную длину режущих кромок на фасочных зубьях
Вфтах (мм) определяют приближенно по формулам:
Рис. 4.5.

Наибольшая длина режу-
щих кромок (ширина сре-
за) на различных зубьях
прямобочной шлицевой про-
тяжки

Рис. 4.6.

Исходный профиль углового
паза (после протягивания
фасочными зубьями) с по-
строениями для определе-
ния диаметра окружности
проходящей через точ-
ку Е встречи исходных бо-
ковых профилей и прямо-
бочного паза

для схем ФКШ и ФШК (рис. 4.5)

Яфтах=* + 2с+(</-<з1о)	(4.2)

(ниже дан точный расчет Вф шах) 9

для схем КФШ и КопФКчкШ и дополнительных схем Ш и ФШ

Вфгаак=& + 2с.	(4.3)

Максимальную длину режущих кромок на круглых зубьях на-
ходят только для схем ФКШ и ФШК

Вкт^=-^~ ~(1> + 2с).	(4.4)

У Протяжек СО схемами КФШ, КопФКчкШ и КШ круглую часть
рассчитывают по методике расчета круглых протяжек.

Длину режущих кромок шлицевых зубьев для протяжек всех
схем расположения зубьев принимают равной максимальной ши-
рине паза в пределах допуска Вш = Ьтах.

Если Вфтах и Вктах не превышают значений, приведенных в
табл. П31 приложения (т. е. допускается гс=1), а гс, полученное
в результате расчета по формуле (4.1), оказывается большим еди-
ницы, то принимают гс=2. Если по формуле (4.1) гс>2, то вари-
ант пропускается и рассчитывается новый с подачей 820=8го—•
—0,01 мм.

Если гс^1, то принимают 2С = 1.
2.	Распределяют припуск между разными частями и зубьями
протяжек. Весь припуск на протягивание распределяют между
отдельными частями протяжки — фасочной, круглой, шлицевой.
На круглой и шлицевой частях имеются черновые, переходные и
чистовые зубья, между которыми, в свою очередь, распределяют
долю припуска, приходящуюся на данную часть. На фасочной час-
ти переходных, чистовых зубьев нет, поэтому весь припуск, прихо-
дящийся на нее, срезают черновыми зубьями.

Припуск (мм) на фасочную часть для схем ФКШ и ФШК опре-
деляют по формуле

•^ф ^ф^^ОлНп*	(4*5)

Диаметр окружности (Де), проходящей через точку Е пересече-
ния исходных профилей фаски и прямобочного паза, — расчетный
диаметр последнего фасочного зуба — находят из построения (рис.
4.6). Исходными данными для определения диаметра 1)Е являются
следующие параметры шлицевого отверстия: &, с, Рф.

Диаметр ЭЕ рассчитывают в такой последовательности:

• >	+• 2с  81П А = 	;  а  с^хг=+2с)	+	;  оЕ= —-—•	(4.6)  (4-7)  (4-8)

Для гарантированного получения фаски во впадинах шлицевого
отверстия теоретический диаметр (мм) последнего фасочного зуба
увеличивают на несколько десятых миллиметра:

Яф=^ + 0,4.

(4.9)

Формулы (4.6) — (4 9) справедливы для всех указанных выше
схем расположения зубьев на протяжке.

Припуск (мм) на фасочные зубья для схем расположения зубьев
КФШ и ФШК на протяжке определяют по формулам:

для схемы КФШ

— а-,

ф ф ’

для схемы КопФКчкШ

?1ф=Г>ф-^ + 0,12;

(4.Ю)

(4.П)

для группы качества шлицевого отверстия по внутреннему диамет-
ру (3-й)

Лф=Лф-°,°2.	(4.12)

Припуск (мм) на круглую часть протяжек всех схем

^4к==^тах ^ОтШ"	(4-13)
Припуск (мм) на черновые зубья круглой части

АК0 — Ак-(^К.п + ^К.ч),	(4.1 4)

где ЛКп — припуск на переходные круглые зубья, принимают по
табл. П23 приложения; АКч— припуск на чистовые круглые зубья,
принимают по табл. П22 приложения.

Припуск (мм) на шлицевую часть для протяжек всех схем

Аш=Ртах-Ош1,	(4.15)

где ОШ1 — диаметр (мм) первого шлицевого зуба,

=	+ 25го.	(4.16)

Первый шлицевой зуб в группу не объединяют, выкружки на
нем не делают. При отсутствии фасочных зубьев для первого шли-
цевого зуба предусматривают групповое построение (два зуба в
группе), а диаметр его определяют в зависимости от схемы распо-
ложения зубьев.

Для схемы КШ

+	(4.17)

Для схемы ШК

= ^опип “Ь 25г0.	(4.18)

Припуск (мм) между черновыми, переходными и чистовыми
шлицевыми зубьями распределяют следующим образом:

Аш0=Аш (Аш>п “|- Аш.ч),	(4.19)

где АШп выбирают по табл. П23 приложения; АШч—по табл. П22
приложения.

3.	Находят число групп черновых зубьев /0, остаточный припуск
Аост и распределяют его. Число групп черновых зубьев (или чис-
ло зубьев при гс=1 для фасочных и круглых) на всех частях про-
тяжки (фасочной, круглой и шлицевой при гс = 2) предварительно
определяют по формуле (3.17), подставив в нее соответствующие
значения Ао и 5го, принятые для просчитываемой части протяжки.
Например, для шлицевой части формула (3.17) будет иметь вид

: ___ Ащр

Полученное дробное число групп черновых зубьев округляют до
ближайшего меньшего целого значения. Остаточный припуск, по-
лученный при этом, определяют по формуле (3 18) и относят в за-
висимости от его значения к черновым, переходным или чистовым
зубьям. Если половина остаточного припуска превышает подъем
зубьев на сторону первой переходной группы, то для срезания ее
назначают одну дополнительную группу черновых зубьев. Если
половина остаточного припуска А0Ст меньше подъема на сторону
первой переходной группы (как для круглых, так и для шлицевых
зубьев), но не меньше 0,02—0,03 мм, то остаточный припуск до-
бавляют к припуску на переходную часть. Если же 1/2 Л0Ст^
^0,02 мм, то остаточный припуск суммируется с припуском на
чистовые зубья, число которых соответственно увеличивают. «Мик-
ронную» часть остаточного припуска переносят на последние чис-
товые зубья. Чтобы не увеличивать чистовую часть, припуск
ЛОст^0,04 мм можно распределить между переходными и чисто-
выми секциями, увеличив их подъем по 0,01 мм или менее.

4.	Находят число всех зубьев протяжки 2г. Общее число зубь-
ев для протяжек всех схем определяют по формуле

2г=гф + гк + гш;	(4.20)

для протяжек схемы ФШ

52==2:ф + гш-	(4.21)

Фасочные зубья — только черновые. Числа круглых гк и шли-
цевых зубьев являются суммами черновых, переходных, чисто-
вых и калибрующих зубьев

4” ^к.ч	(4.22)

^ш0 “Ь ^Ш.П ^Ш.Ч “Ь	(4*23)

Числа всех зубьев на фасочной части и черновых зубьев на
круглой части определяют так же, как и на круглых протяжках:

3Ф=/Ф2с.Ф;	(4.24)

^ко^сж»	(4-25)

на шлицевой части по формуле

^ш0	4-1;	(4.26)

для схем К1П и ШК

2-ш0=	(4.27)

Число черновых зубьев корректируют в зависимости от разме-
щения остаточного припуска. Число переходных зубьев берут в
зависимости от припуска принятого из табл. П23 приложения.
Число чистовых и калибрующих зубьев берут из табл. П22 прило-
жения.

Число указанных зубьев корректируют в зависимости от раз-
мещения остаточного припуска.

5.	Подъемы переходных зубьев круглой и шлицевой частей на-
ходят из табл. П23 приложения в зависимости от принятого при-
пуска. Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей при-
нимают из табл. П22 приложения.

6.	Находят длину режущей части протяжки Лр (мм), шаг и
профиль чистовых зубьев. Для протяжек схем ФКШ и ФШК

Л>=/ф + Ас + ^ш,	(4.28)

где

—4гф-

(4.29)
Длину круглой /к и шлицевой /ш частей определяют как сумму
произведений соответствующих величин шагов и чисел зубьев:

4) (^кО “Ь ^К.п) “Ь (^К.Ч ^К.К 1)’	(4.30}

Лц—А? С^шо	1) 4~^ч(-гш.ч4~ ^ш.к— !)•	(4.31)

Для определения 2,р в схемах КФШ и Ко.пФКч.кШ используют
те же формулы с небольшими изменениями. Так, при определении
длины фасочной части должно учитываться увеличение ее на один
шаг:

^Ф=/о(^ф + 1).	(4.32)

Длина шлицевой части уменьшится на один шаг

(^шО 1 ^ш,п)	(^ш,д ~4~ ^штк !)•	(4.33)

Длину круглой части подсчитывают по формуле (4.30) без из-
менений.

Для определения Лр в схеме ФШ необходимо найти лишь /ф и
/ш; /ф определяют, как и для схемы ФКШ, /ш находят по формуле
(4.33).

Когда требуется, чтобы на внутренних поверхностях шлицевых
выступов не оставалось заусенцев, неизбежно образующихся при
работе фасочных зубьев, последние располагают между переход-
ными и чистовыми круглыми зубьями, работающими по схеме
КопФКчкШ. При этом длину фасочной и шлицевой частей таких
протяжек подсчитывают по формулам (4.32) и (4.31).

Шаг чистовых и калибрующих зубьев /ч=?к берут из табл. П24
приложения и принимают равным среднему шагу. Профиль зубьев,
т. е. К, Ь, Я и г, выбирают из табл. П19 приложения по шагу

В целях обеспечения выхода шлифовального круга при обработ-
ке боковых сторон фасочной и шлицевой частей между этими час-
тями и примыкающими к ним другими частями протяжки нужно
предусматривать достаточное расстояние (не менее 15—30 мм). Для
шагов /о менее 15 мм к длине режущей части Ьр добавляют
[(15-4-30)—/ф] мм (после фасочных зубьев) и [(154-30)—/ш] мм
(после круглых зубьев).

При выборе различных частей протяжки из разных вариантов
расчета нужно следить за тем, чтобы шаг зубьев на стыке двух час-
тей был не меньше шага, принятого для последующей части.

7 Силу резания при протягивании на каждой части протяжки
рассчитывают по формулам:

на фасочной части

{434)
^С.ф

на круглой части для схем ФКШ, ФШК

(4.35)

*с.к
на круглой части для схем КФШ, КШ, Ко.пФКч.кШ

(4.36)

(4.37)

на шлицевой .части

д	Вш тахгЦ^Кр

* ш =	'

^с.ш

где Кр — произведение поправочных коэффициентов из табл. П21
приложения.

Приведенный расчет протяжки — первый вариант расчета. Воз-
можны и другие.

8.	Рассчитывают другие варианты с меньшими подачами за счет
изменения гр на единицу в большую сторону по сравнению с первым
вариантом. Учитывая, что эти расчеты трудоемки, вручную рассчи-
тывают 2—4 варианта. Пример такого расчета показан ниже.

При расчетах протяжки на ЭВМ подъем на зуб первого вариан-
та уменьшают для каждого следующего варианта на 0,01 мм и по-
лучают до 100 и более вариантов.

Из полученных вариантов выбирают оптимальный. Основанием
для выбора могут служить следующие параметры: длина режущей
части протяжки, непосредственно влияющая на экономию быстроре-
жущей стали, подача, обеспечивающая требуемую шероховатость
обработанной поверхности; длина задней поверхности, определяю-
щая полный период стойкости протяжки, и число зубьев, влияющее
на трудоемкость изготовления протяжки. Исходя из конкретных ус-
ловий может быть выбрана самая короткая протяжка, либо про-
тяжка не самая короткая, но с меньшим подъемом на зуб, обеспе-
чивающим минимальную шероховатость, либо протяжка с зубьями,
имеющими наибольшую длину задней поверхности зубьев, либо
протяжка, имеющая минимальное число зубьев.

Допускается раздельный выбор оптимального варианта для
каждой части протяжки (фасочной, круглой и шлицевой). Для оп-
тимального варианта рассчитывают диаметры зубьев, число и ши-
рину выкружек, параметры бокового профиля фасочных и шлице-
вых зубьев, а также все остальные элементы конструкции про-
тяжки.

9.	Диаметры калибрующих (круглых ГКк и шлицевых 2)к.ш)
зубьев принимают равными максимальному соответственно внут-
реннему и наружному диаметру шлицевого отверстия.

Допуски на них, а также на другие зубья назначают по ГОСТ
7943—78. Иногда в зависимости от конфигурации деталей диаметр
калибрующих зубьев изменяют после испытания новых протяжек.

10.	Находят диаметр впадин фасочных зубьев ОВф и шлице-
вых зубьев Лвш. На протяжках со схемами ФКШ и ФШК Г)в.ф
принимают равным с/Отш с полем допуска по с/11.

Для протяжек со схемами КФШ и ФШ Ов.$ принимают рав-
НЫМ
Диаметр впадин фасочных зубьев со схемой расположения
Ко.пФКч.кШ принимают равным диаметру последнего переходного
круглого зуба предпоследней группы зубьев. Поле допуска на 2)вд>
назначают по /9 или по дЛ 1.

Диаметр впадин на шлицевой части протяжек всех принятых
схем, кроме ФШК, принимают равным с полем допуска по
/9 и с/11 в зависимости от технических требований на расположе-
ние шлицевых пазов относительно оси отверстия. При малых до-
пусках соосности отдельных элементов шлицевого отверстия мож-
но применять поле допуска по е8. В этих случаях обязательно сле-
дует притуплять места переходов поверхности впадины к стружеч-
ной канавке, иначе на внутренней поверхности шлицевого отверстия
могут появиться задиры.

Для схемы ФШК

^в.ш=Л)т(1Г	(4.38)

11.	Осуществляют расчет числа выкружек ширины режущих
секторов Б, ширины выкружек а, радиуса круга /?к, радиуса выкру-
жек на прорезных зубьях всех частей протяжки всех схем. Про-
резные черновые и переходные зубья шлицевой части всех выполня-
ют с выкружками, так как всегда гс.ш = 2. Выкружки на фасочных
зубьях наносятся только тогда, когда число зубьев в секции гс,ф = 2.
Число выкружек на шлицевых протяжках равно числу впадин:

7Уф=ДГш=г.	(4.39)

При этом на каждом зубе образуется по две криволинейные фаски.
Зачищающие зубья фасок не имеют.

Ширину (мм) режущих секторов по технологическим соображе-
ниям на прорезных фасочных и шлицевых зубьях назначают одина-
ковой и определяют по формуле

Бф=Бш=Ь-2/,	(4.40)

где / — ширина фаски на шлицевом зубе, берут из табл. П32 при-
ложения.

Чистовые шлицевые зубья протяжек для шлицевого отверстия
с 1-й или 2-й группой качества по наружному диаметру имеют груп-
повое построение (гс.ш.ч = 2). Прорезные чистовые шлицевые зубья
выполняют как черновые и переходные с фасками с обеих сторон.

Чистовые зубья протяжек, предназначенные для протягивания
шлицевых отверстий с 3-й группой качества, выполняют с подъемом
на каждый зуб (гс.ш.ч^ 1), фасок они не имеют. Калибрующие зубья
также не имеют фасок. Для случая ГК2<3 и гс.ш.ч=1 чистовые
шлицевые зубья также имеют подъем на каждый зуб и фасок не
имеют.

Ширина выкружек на фасочных и шлицевых зубьях при приня-
той ширине режущих секторов является величиной переменной;
для вычисления радиуса круга это не имеет значения, и поэтому
ширину (мм) определяют приближенно по формуле
Радиус круга /?к и радиус выкружек /?в определяют по табл.
П27 приложения.

Число зубьев в секции на круглой части протяжек схемы ФКШ
может быть равно одному или двум. Если зубья имеют подъем на
каждый зуб (гс.к.ч=1), то круглые зубья выполняют без выкружек.
При двух зубьях в секции круглые прорезные зубья делают с вы-
кружками, располагающимися симметрично относительно фасочных
зубьев. Число выкружек на круглых черновых и переходных зубьях
должно быть равно числу шлицев, т. е.

Ширину (мм) режущего сектора на прорезном зубе круглой час-
ти протяжки после снятия выкружки 5К принимают равной пример-
но 0,5Вк:

/7к^0,5йк.	(4.42)

Ширину (мм) выкружки на прорезных зубьях круглой части
вычисляют по формуле

~БК.	(4.43)

Радиус круга /?к выкружек Яв при двузубой секции выбирают
из табл. П27 приложения.

Чистовые и калибрующие круглые зубья выполняют без выкру-
жек. Определение элементов выкружек и их числа для круглой час-
ти протяжки схем КФШ и Ко.пФКч.кШ связано с местонахождением
фасочных зубьев. Для схемы КФШ они расположены после калиб-
рующих круглых зубьев; М, Б, а и /?в рассчитывают так же, как и
для круглых протяжек (см. гл. 3, п. 18 и 19).

Для схемы Ко.пФКч.кШ фасочные зубья помещают между круг-
лыми переходными и чистовыми: элементы выкружек для черновых
и переходных зубьев рассчитывают так же, как и для круглых про-
тяжек, а чистовые и калибрующие выполняют без выкружек.

12.	Диаметр и длину передней направляющей определяют так
же, как и для круглых протяжек (см. гл. 3, п. 22 методики).

13.	Длину переходного конуса /п выбирают из табл. П28 прило-
жения.

14.	Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба оп-
ределяют в соответствии с п. 22 методики (гл.З)
круглых протяжек.

15.	Находят диаметр и длину задней направ-
ляющей.

Диаметр задней направляющей Д3.н принима-
ют равным диаметру впадины шлицев протяж-
ки: О3.н = 7)в.ш. Поле допуска на 7)3.н то же, что
и на Дв.ш.

Рекомендуемая длина задней направляющей
приведена в табл. П29 приложения.

Рис. 4.7.

Выборка на абра-
зивном круге
Тяжелые или длинные протяжки, а также все протяжки, рабо-
тающие в автоматическом цикле, изготовляют с задними хвостови-
ками, которые могут быть тех же размеров, что и передние, или
меньших, так как они служат только для поддержки протяжки.

Рекомендации по длине задних хвостовиков приведены в табл.
ПЗО приложения.

Общая длина протяжки равна сумме длин передней части (от
(переднего торца до первого зуба) режущей части Лр, задней
направляющей /З.н и заднего хвостовика /ЗХв:

Ь — +^р"Нз.н + ^з.хв-	(4.44)

16.	Общая длина протяжки не должна превышать длины, допус-
тимой жесткостью протяжки:	(304-40)7), хода штока протяжно-

го станка, наибольшего расстояния между центрами круглошлифо-
вального и заточного станков, глубины ванн или шахт для нагрева
под закалку и отпуск. В противном случае нужно спроектировать
две протяжки — первого и второго технологических переходов.

17.	Если протяжку приходится делить на две — первого и второ-
го рабочего хода, то переднюю направляющую второго рабочего
хода изготовляют со шлицевыми выступами, размеры которых бе-
рутся по табл. ПЗЗ приложения.

18.	Для того чтобы шлифовальный круг при шлифовке бокового
профиля фасочных и шлицевых зубьев не касался поверхности впа-
дин протяжки (это направляющая поверхность), на нем делают вы-
борку (рис. 4.7): Лв^С + 0,5 мм.

Методика расчета протяжек с корригированным
профилем зубьев

В целях повышения периода стойкости шлицевых
протяжек их зубья выполняют со вспомогательными углами в пла-
не (углами поднутрения). Для этого их шлифуют в наклонном по-

Рис. 4.8.

Положение протяжки при шлифовании бокового профиля шлицев с поднятым
задним центром
ложении, подняв задний хвосто-
вик по отношению к переднему
(рис. 4.8). В результате этого
профиль прямобочных и фасоч-
ных зубьев в поперечном сечении
изменяется относительно профи-
ля шлицевого паза детали. Этот
измененный профиль называют
корригированным.

Задаваясь вспомогательным
углом в плане фь рассчитывают
подъем заднего центра С и угол
профиля впадин шлицевых
зубьев протяжки и шлифоваль-
ного круга 2сок.

Подъемы оси протяжки Сш
(черновых шлицевых зубьев) и
Сф (фасочных зубьев) рассчиты-
вают для соответствующих участ-
ков протяжки, на которых зубья
имеют постоянный подъем и шаг,

в

о

X

прямобочного

сечение

Рис. 4.9.

Поперечное

шлицевого паза:

1 — исходный профиль

паза; 2 — кор-
последнего рас-

ригированный профиль .

четного зуба и абразивного круга

а вершины их лежат на одной

воображаемой конической поверхности. Такой участок, участ-
вующий в расчете профиля, будем в дальнейшем называть рас-

четным.

Профиль переходных, чистовых и калибрующих шлицевых
зубьев, не участвующих в расчете, получает небольшое искажение.
Но так как в пазу в месте перехода бокового профиля в дно впа-
дины предусмотрен радиус, а на валу—фаска, то небольшой при-
пуск, который срезается переходными и чистовыми зубьями, при-
ходится на этот нерабочий участок паза. Фасочные зубья — только
черновые, и в формировании профиля фаски участвуют все эти
зубья.

Расчет профиля шлицевых зубьев отличается от расчета про-
филя фасочных зубьев и производится раздельно.

Расчет профиля шлицевых прямобочных зубьев. Расчет профи-
ля шлицевых прямобочных протяжек заключается в определении
подъема оси протяжки на расчетном участке (последнего зуба от-
носительно первого) Сш, корригированного угла профиля впади-
ны шлицевых зубьев и абразивного круга 2сок и величины подъема
заднего центра С на длине протяжки С.

Для расчета профиля из таблицы диаметров зубьев определя-
ют номера первого МА и последнего черновых зубьев на рас-
четном участке длиной /ш', радиусы этих зубьев %А и Ке- Другими
исходными данными для расчета являются номинальный размер
шлицевого паза Ь, число шлицев г, шаг черновых зубьев в опти-
мальном варианте /0 и вспомогательный угол в плане фЬ величи-
ной которого задаются в пределах 2—3°

Формулы для расчета выводятся из построений рис. 4.8
и 4.9.
Расчет профиля производится в такой последовательности:

>	ь	. .	ь  81П л, =	; 51п \Е—	;  Од	ОЕ  8л=Л_*а; 8с__™	(4.45)  (4.46)
НЕ—С08 Ьд, —	$ , /?д—	$	(4.47)
д	180 .  2	(4.48)
'“'Ш	,	’  “ А) е—МаУ> С	 Е	(4.49)  (4.50)  (4.51)  (4.52)

где и КЕ — углы между осью симметрии шлицевого паза дета-
ли и радиусами, проведенными к точкам А и Е из центра О; 6 а и
дя — углы, дополняющие до 9 углы Ха и Хе; Ле— высота шлицево-
го выступа детали или разность ординат точек А и Е, лежащих на
окружностях расчетных зубьев с диаметрами 7? а и в системе
ХОУ.

В формуле (4.52) вместо 1 может быть 1000 мм или другая ус-
тановочная длина протяжки.

Расчет профиля фасочных зубьев. Фаски в шлицевых пазах от-

Рис 4.10.

Шлифование бокового профиля фасочных
зубьев периферией шлифовального круга:
/ — исходный профиль угловых (фасочных) пазов;

2 и 3 — боковой профиль последнего и первого фа-
сочных зубьев (корригированный)

верстия, заданные чер-
тежом или предусмот-
ренные из технологи-
ческих соображений,
образуются при протя-
гивании отверстия фа-
сочными зубьями, рас-
положенными перед
круглыми или шлице-
выми зубьями. В от-
личие от прямобоч-
ных зубьев для фасоч-
ных задают не вспомо-
гательный угол на пла-
не <р1, а корригирован-
ный угол профиля Рк,
который получают пос-
ле шлифования с подъ-
емом заднего центра»
Для контроля профиля фасочных зубьев необходима параллель-
ность двух сторон фасочных зубьев. Для этого при шлифовании
угол рк должен иметь определенное значение, его принимают по
табл. П34 приложения. Угол фаски на детали Рф независимо от
заданного чертежом после протягивания будет соответствовать
значениям, приведенным также в табл. П34 приложения.

Шлифование фасочных зубьев с поднятым задним центром мо-
жет выполняться двумя способами:

1)	образующей (периферией) плоского прямого круга — зад-
ний центр поднимается в направлении стрелки В (рис. 4.10);

2)	профильным кругом — задний центр поднимается в направ-
лении стрелки У7 (рис. 4.11).

Формулы для расчета подъема оси протяжки на расчетном
участке Сф и размеры НА и Нв при шлифовании фасочных зубьев
периферией прямого круга выведены из построений рис. 4.10 и 4.11.

Последовательность расчета Сф при шлифовании профиля пери-
ферией прямого круга следующая:

51п л=------- ;	(4.53)

д.

51П рА = ^П(*+М .  _ а 81п (к + РФ) . 2/?г  \а = Ра—	— Рф!  ^А = ^А 8'п (Рк-Ь^д)!  НВ~^Е (Рк4*^г)»	(4.54)  (4.55)  (4.56)  (4.57)  (4.58)
Сф=//А-Яв;	(4.59)
5фтах=2^Л 8‘П*>А,	(4.60)

где рл и ре — внешние углы косоугольных треугольников соответ-
венно ОАК и ОЕК (рис. 4.11).

Величины 1ф' и С определяют по формулам (4.51) и (4.52), под-
ставив в них вместо /ШЛ величину 1ф

Подъем оси протяжки на расчетном участке Сф' при шлифова-
нии профильным кругом рассчитывают по формуле

Формула выведена из построения рис. 4.12. В формуле (4.61)
угол сок выбирают по табл. П34 приложения в зависимости от чис-
ла шлицев г, размеры НА и Нв вычисляют по формулам (4.57) и
(4.58), Вф щах — 'По формуле (4.60).
Рис. 4.12.

Схема шлифования бокового профиля
фасочных зубьев профильным шлифо-
вальным кругом:

1 — исходный профиль; 2 — корригированный
профиль последнего фасочного зуба

Рис. 4.11.

Поперечное сечение отверстия с фа-
сочными пазами (/) и первый (5) и
последний (2) фасочные зубья

Пример расчета прямобочной протяжки

Исходные данные. 1. Протягиваемая заготовка: ма-
териал— сталь 40Х; твердость на операции протягивания НВ^.
^229; состояние — после отжига, отверстие под протягивание по-
лучено зенкерованием, диаметр его до протягивания б/0 =
=-35,1/711(+0’16), внутренний диаметр шлицев б/=36//7+0’025 ; наруж-
ный диаметр шлицев О = 42/712+0’25; ширина шлицевых впадин
Ь = 7/)9+0’076; число шлицев г = 8; размер фаски 0,5X45°, параметр
шероховатости поверхностей: 7?а^2,5 мкм по б/, /?г^20 мкм по
Ь, /?г^20 мкм по /), длина протягивания 2 = 80 мм.

2.	Станок: горизонтально-протяжной, мод. 7Б56; тяговая сила
<2^ 196 000 Н; максимальная длина хода штока Дпах=1600 мм,
диапазон рабочих скоростей 1,5—11,15 м/мин, состояние-—удов-
летворительное.

3.	Производство — крупносерийное.

4.	Длина протяжки, допустимая возможностями инструмен-
тального производства и заточного отделения, Гтах=1500 мм.

Порядок расчета. Расчет начинаем с установления схемы рас-
положения зубьев на протяжке, группы обрабатываемости и груп-
пы качества. Принимаем предварительно схему расположения
зубьев ФКШ. Окончательно схема расположения зубьев будет ус-
тановлена после расчета длины круглой части. Если /к> 1,5/, то
фасочные зубья следует расположить между переходными и чис-
товыми круглыми зубьями, т. е. принять схему Ко.пФКч.кШ.

1.	Группу обрабатываемости устанавливаем по табл. П1 прило-
жения. Сталь 40Х с НВ^229 относится к 1-й группе обрабатыва-
емости (сталь вязкая).
2.	Группу качества устанавливаем для каждой поверхности
шлицевого отверстия отдельно по табл. П2 приложения. Так как
центрирование производится по внутреннему диаметру с й=36Н7
и параметром шероховатости поверхности выступов У?а^2,5 мкм,
то группа качества поверхности выступов — 2-я, боковых сторон и
поверхностей впадин — 3-я.

3.	За материал рабочей части протяжки (переходный конус, пе-
редняя направляющая, режущая часть, задняя направляющая и
задний хвостовик) принимаем быстрорежущую сталь Р6АМ5 по
табл. ПЗ приложения.

4.	Конструкцию протяжки принимаем с приваренным хвостови-
ком, материал хвостовика — сталь 40Х. Конструкцию хвостовика
и размеры принимаем по ГОСТ 4044—70 (или по табл. П4 прило-
жения). Диаметр переднего хвостовика Дхв=32 мм, диаметр зад-
него хвостовика Озхв = 25 мм.

Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчи-
тываем по формуле (3.1), приняв площадь опасного сечения Гоп=
= 490,9 мм2 по табл. П4 приложения и рекомендуемое напряжение
при растяжении [о]р = 300 МПа;

рха=300 • 490,9 = 147 270 Н.

5.	Передние и задние углы зубьев протяжки выбираем по табл.
П5 приложения.

Передний угол черновых и переходных зубьев у = 20°, чистовых
и калибрующих у=20° Задний угол черновых и переходных зубь-
ев ао=3°, чистовых ач=2°, калибрующих ак=1° Допуски на пе-
редние и задние углы по ГОСТ 9126—76.

6.	Скорость резания устанавливаем по табл. П6 приложения,
для круглой части, которая имеет наиболее высокую группу каче-
ства (2-ю), о = 7 м/мин. Так как в табл. Ш приложения сталь 40Х
отмечена звездочкой (вязкая), то снижаем скорость на 20%, т. е.
V = 7-0,8 = 5,6 м/мин. Эта скорость входит в диапазон скоростей
станка.

7.	Определяем подачу черновых зубьев по средней наработке
между двумя отказами (по табл. П7 приложения). Сначала уста-
навливаем наработку чистовой части при $гЧ = 0,02 мм и о =
= 5,6 м/мин: Т=83 м. Для черновых зубьев при с = 5,6 м/мин и
Г=89 м 5гС = 0,25 мм на зуб на сторону. Наработка с учето.м по-
правочных коэффициентов, принятых по табл. П18 приложения,
составляет 7’м,н=83 • 0,8-1 1-1 1 1=66,4м.

Для круглой части, предназначенной для обработки поверхно-
сти 2-й группы качества, подачу черновых зубьев ограничиваем
рекомендациями табл. П17 приложения: для о = 5,6 м/мин и по-
верхности 2-й группы качества 5г0 = 0,19 мм.

8.	Определяем глубину стружечной канавки по формуле (3.2),
приняв предварительно коэффициент помещаемости /<=3 согласно
рекомендациям методики.

Для круглых зубьев

А= 1,1283/3.80.0,19 = 7,62 мм.
По табл. Ш9 приложения принимаем ближайшую большую
глубину стружечной канавки

Для фасочных и шлицевых зубьев

й= 1,1283/3-80-0,25 =8,74 мм. >

По табл. П19 приложения принимаем Л==9 мм. Глубину стру-
жечной канавки, допустимую жесткостью протяжки /диаметр се-
чения по дну стружечной канавки <40 мм), определяем по фор-
муле (3.4).	/

Для фасочных и круглых зубьев	/

Лж=0,23-35,1=8,073 мм, /

для шлицевых	/

йж=0,23-36=8,28 мм/

Из табл. П19 приложения принимаем/ближайшую меньшую по
отношению к расчетной глубину Л = 8 мм для всех частей протяж-
ки.

Так как глубина стружечной канавки для фасочных и шлице-
вых зубьев принята из условия жесткости протяжки, то для разме-
щения стружки в стружечной канавке уменьшаем подачу по фор-
муле (3.5):

5г0= 0,785 -^-/=0,209^0,21 мм.

3-80/|

Вследствие округления подучи до большего значения коэффи-
циент помещаемости уменьшается до 2,99.

9.	Определяем шаг черновых зубьев (о и число одновременно ра-
ботающих зубьев гр. Шаг черновых зубьев принимаем по табл.
П19 приложения наименьшим из всех имеющихся и соответствую-
щим данной глубине стружечной канавки й = 8 мм:/о=18 мм. Ос-
тальные элементы профиля: Ь = 6 мм; г=4 мм; 12 мм.

Число одновременно работающих зубьев рассчитываем по фор-
муле (3.7):

10.	Определяем максимально допустимую силу резания Ртах-
Принимаем Ртах наименьшей из трех сил: Рст, Рхв и Рол:

Рст=0,8-20000-9,81= 156960 Н;

Рхв= 147270 Н (см. п. 4).

Величину Ро.п определяем по формуле (3.9), приняв [о]р=
= 400 МПа:

Ро.п==0,785 (35,1-2-8)2 400=114550 Н.

Следовательно, принимаем Ртах = Ро.п= 114 550 Н.

11.	Определяем число зубьев в группе гс по формуле (4.1) для
каждой части протяжки раздельно, подставив в формулу (4.1)
вместо Втах значения Вф юах, Вк тах и Вш тах. Максимальную дли-
ну режущих кромок на фасочных зубьях определяем приближенно
по формуле (4.2):

^фтах=7 + 2-0,5 + (36-35,1)=8,9 мм.

В табл. П31 приложения при Вфтах5^9 и Г> = 25-+50 мм допу-
скается гс = 1.

Максимальную длину режущих кромок на круглых зубьях оп-
ределяем по формуле (4.4):

^тах=Л^--(7 + 2-0,5)=6,14 мм.
о

Значение ВКтах меньше значения, при котором допускается
работа без разделения стружки; следовательно, принимаем гск=1.

Максимальная длина режущих кромок на шлицевых зубьях
гпах~^шах~ 7,076 ММ.

Удельную силу резания #0 ® формуле (4.1) определяем из табл.
П20 приложения: для у = 20° и 5г0 = 0,21 мм #0 = 398 Н/мм, для
52о=0,19 мм #о = 362 Н/мм; поправочные коэффициенты находим
по табл. П21 приложения: /СРм=1; ^рр=1; Лрк=1,1 для фасочных
и шлицевых зубьев, так как группа качества для них 3-я; для круг-
лых при 2-й группе качества 7<рк=1. Поправочный коэффициент
Лро=1 для СОЖ, принятой по табл. П18 приложения (сульфофре-
зол В),
8,9-8 398-6 1 1 1 1 1	.

гс 4= —-------------------= 1,63;

с,ф	114550

_ 6,13-8 362-6-1 1 1 1

7,076-8-398-6-1 111	. о

гс ш=----’----------------- = 1,3.

с,ш	114550

Принимаем: гс.ф = 2; гс.к= 1; гсш = 2.

12.	Распределяем припуск между разными частями и зубьями
протяжки. Припуск на фасочную часть определяем по формуле
(4.5), где Оф находим по формуле (4.9), а диаметр окружности
Оь, проходящий через точку пересечения исходных профилей фас-
ки и прямобочного паза, по формулам (4.6) — (4.8):

51п Х= Д076 +2'°>5. =0,224178; Х= 12,9545°;

36,025

сШ' Хе=

(7,076 + 2-0,5) с1§ 12,9545°+2-0,5	45°

=5,102904;

7,076

ХЕ= 11,0876°;

7,076
81П 11,0876°

36,8 мм;



Рф=36,8+0,4=37,2 мм;

Дф=37,20 —35,1 = 2,1 мм.

4—338	97
Припуск на круглую часть находим по формуле (4.13) г

Ак=36,025 -35,1 = 0,925 мм.

Припуск на черновые зубья Дк0 определяем по формуле (4.14),
где Лк.п=0,24 мм из табл. П23 приложения Дк.ч = 0,12 мм из табл.
П22 приложения:

Дк0=0,925 - (0,24 + 0,12)= 0,565.

Припуск на шлицевую часть находим по формуле (4.15), а диа-
метр первого шлицевого зуба ОШ] — по формуле (4.16):

/)ш1 = 36,84-2.0,21 = 37,22 мм;

Дш=42,25-37,22=5,02 мм.

Припуск на черновые шлицевые зубья определяем по формуле
(4.19), в которой Дшп=0,24 мм из табл. П23 приложения, Дш.ч =
= 0,08 мм из табл. П22 приложения:

Лш0=5,02 — (0,24-[-0,08)=4,70 мм.

13.	Находим число групп черновых зубьев г0, остаточный при-
пуск Дост и распределение его. Число групп черновых зубьев /0 оп-
ределяем по формуле (3.17), подставив в нее соответствующие
значения До и 520, принятые для'каждой части; остаточный при-
пуск находим по формуле (3.18):

I =	—	I 2’*	= 5-

ф 252ф	2-0,21

; ____ -^кО

К° 25гОк

0,565 = 1,49;

2-0,19

^=0,565-2-0,19-1 = 0,185 мм.

Так как ДОст.к>25П1 (см. табл. П23 приложения), то добавляем
один черновой круглый зуб с подъемом 0,18 мм, тогда гк0 = 2; часть
остаточного припуска, равная 0,005 мм, срежется первым чисто-
вым зубом:

^ш0

ДщО

25^ш0

4,70

20,21

11,19;

Дост.ш=4,70-2-0,21-11 = 0,08 мм.

Так как ДОст.ш<25пь то остаточный припуск будет срезан пе-
реходными зубьями, число которых определено ниже, а число чер-
новых групп /ш0=11.

14.	Общее число зубьев определяем по формуле (4.20), число
фасочных — по формуле (4.24), число круглых — по формуле
(4.22) и число шлицевых — по формуле (4.23):
Число круглых черновых зубьев рассчитываем по формуле
(4.25):

<гко= 2* 1 = 2.

Число круглых переходных зубьев гк.п = 2 из табл. П23 приложе-
ния, число круглых чистовых зубьев гк.ч = 4, число калибрующий
гк.к = 4 из табл. П22 приложения:

^=24-2 + 4+4=12.

Число шлицевых зубьев определяем по формуле (4.26):

гш0= 1Ь2+1 = 23.

Число шлицевых переходных зубьев из табл. П23 приложения
2ш.п==4, скорректированное число переходных зубьев за счет оста-
точного припуска <гш.п=6, число шлицевых чистовых зубьев гш.ч = 2
(при 2С.Ш.Ч = 1), число калибрующих зубьев 2Ш.К = 3:

2Ш= 23 + 6+2+3=34;

г=10+12 + 34=56.

15.	Подъемы переходных зубьев круглой и шлицевой частей
принимаем по табл. П23 приложения: для круглых 5П1 = 0,08 мм,
5п2 = 0,04 мм, для шлицевых 5П1 = 0,08 мм, $п2, з = 0,04 мм.

Подъемы чистовых зубьев круглой и шлицевой частей принима-
ем по табл. П22 приложения: для круглых 52ч=0,02 мм (два зуба)
и 52Ч = 0,01 мм (два зуба) к подъему первого чистового зуба при-
бавляем 0,005 мм от остаточного припуска, т. е. 52Чз = 0,015 мм и
52ч4 = 0,01 мм; для шлицевых 52Ч = 0,02 мм (два зуба).

16.	Определяем длину режущей части протяжек Ар, шаги и про-
филь чистовых круглых и шлицевых зубьев. Вначале находим дли-
ну фасочной части по формуле (4.29), круглой части — по формуле
(4.30), шлицевой части —по формуле (4.31):

/ф= 18-10= 180 мм.

Для круглой и шлицевой частей находим шаг чистовых зубьев
по табл. П24 приложения (берем средний шаг /2). Шагу /0=18 мм
соответствует шаг чистовых зубьев ^к.ч = ^к.и1=^2= 14 мм. Осталь-
ные элементы стружечной канавки чистовых зубьев берем из табл.
П19 приложения: /г = 6 мм; & = 4,5 мм; 7?= 10 мм; г—3 мм;

/к= 18(2 + 2)+14(4+4-1)= 170 мм.

7Ш= 18(23 + 6+ 1)+ 14(2 + 3— 1)=596 мм;

1р= 180+ 170 + 596=946 мм.

17.	Силу протягивания на каждой части протяжки рассчитыва-
ем по формулам (4.34) — (4.36):

п __ 8,9-8-398-5-1,С _77 09Я гт-

4*

99
4.1. Результаты расчета вариантов

Искомый параметр	Вариант				Искомый параметр	Вариант			
	I	п		' IV		I	1 II	III	IV
2Р	5	6	7	8	1ф	5	7	9	14
/о, ММ	18	16	14	12	^К0	2	о	3	5
Ло, мм	8	7	6	5	^шо	11	15	21	32
Ло, мм	6	5	4,5	4	2ф	10	14	9	14
$20, ММ	0,19  0,21	0,16	0,12	0,08	-^кО	2  23	2  31	3  43	5  65
2с ф, 2С к, 2с ц.	2,1;2	2,1,2	1,1,2	1,1,2	2к п	2	2	2	1
Дф, ММ	2,1	2,1	2,1	2,1	2к ч	4	4	4	4
Дк, мм	0,925	0,925	0,925	0,925	к	4	4	4	4
Дк п, ММ	0,24	0,24	0,18	0,06	?к	12	12	13	14
Дк ч, ММ	0,12	0,12	0,12	0,12	п	6	4	4	2
Дно, ММ	0,565	0,565	0,625	0,745	ч	2	2	2	2
ЭШ1, ММ	37,22	37,12	37,04	36,96	к	3	3	3	3
Дщ, мм	5,02	5,13	5,21	5,29		34	40	52	72
Дш п, ММ	0,24	0,24	0,18	0,06	2г	56	66	77	100
Дщ Ч, мм	0,08	0,08	0,08	0,08	/фэ МхМ	180	224	126	168
Дшо, мм	4,70	4,81	4,95	5,15	/ч, /к, ММ  Лч, ММ	14	12	11	9
1ф пр	5	6	8	13		5	4,5	4	3
^н0 пр	1	1	2	4	Лч, мм	6	5	4,5	4,3
Ипо пр	11	15	20	32	/к, мм	170	148	147	144
Дост ф, ММ Д о с т к, ММ Дост ш, ММ	0 0,185 0,08	0,18  0,245  0,01	0,18  0,145 0,15	0,02 0,105 0,03	/щ, ММ	596	624	688	852

6,13 8 362 5 1

р 7,076 8 398 5 1,1 =б1 957 н
Ш	(у

18.	Рассчитываем дополнительные варианты, увеличивая число
одновременно работающих зубьев гр (за счет уменьшения подачи
на 0,01 мм): II вариант гр = 6, III вариант гр = 7, IV вариант гр = 8.

Для дополнительных вариантов рассчитываем шаги черновых
зубьев и по формуле /0=--------берем ближайшие большие к ним

*р-1

значения из табл. П21 приложения

II вариант	III вариант IV вариант

/0=16 мм	/о=14 мм	/о=12 мм

Найдем глубины стружечных канавок, соответствующие этим
шагам, из табл. П21 приложения И равно соответственно 7, 6,
5 мм.

Рассчитаем подачи для каждого варианта по формуле (3.5):
52о равно соответственно 0,16, 0,12, 0,06 мм.

Находим, как и в I варианте, все необходимые параметры про*
тяжек; результаты расчетов сведены в табл. 4.1.
Принимаем для каждой части протяжки оптимальный вариант.
Для фасочной и круглой частей принимаем III вариант, для шли-
цевой — II вариант.

Так как длина круглой части /к= 147 мм, что более 1,5/, то чер-
новые переходные зубья выполняем по групповой схеме (гСк = 2)г
пересчитываем их число и помещаем перед фасочными зубьями
(схема КопФКчкШ):

гк0=3-2=6, гкп = 2-2=4.

Длину круглой черновой и переходной, а также чистовой и ка-
либрующей частей рассчитываем с учетом выхода шлифовального
круга, при шлифовании бокового профиля фасочных зубьев:

^ко 4~ ^к.и= 14 (6+4) + 2= 142 мм;

/к.ч4Л.к=11(4 4-4-1)4-5=82 мм.

Общее число зубьев протяжки равно сумме черновых и пере-
ходных круглых, фасочных, чистовых и калибрующих круглых и
шлицевых зубьев

2 ^=2К0П1 4~'гк.пП1 4“гф.ш 4-<гк.чШ 4“<гк.к1П +^ш! 1=6 4~ 4+9 +

4-4^4^40 = 67.

Аналогично определяем длину режущей части:

(/кО“Н^к.п)ш'Т^ф1П 4" (^к.ч 4“ Ас.к)ш 4"^шП= 142 4“ 126 4-

+ 824-624 = 974 мм.

19.	Рассчитываем силы протягивания на каждой части протяж-
ки по формулам (4.34) — (4.37), приняв среднюю длину режущей
кромки на фасочных зубьях:

о 8,9 + 7	~

5ф= —-------= 7,9о мм;

Рф = Ш5-8 20 * * 23.2_2.1. = 113 286 Н;
„ = 6,13 8 232 7 1 = 7д 64. н

20. Диаметры (мм) калибрующих зубьев:

Окк = 36,025-0,007;

/)шк=42,25 —0,016 мм.

21 Для схемы КопФКчкШ согласно рекомендациям п. 10 мето-
дики принимаем диаметр впадин фасочных зубьев равным диамет-
ру последнего переходного зуба Л>в ф=35,86^11 (1о,’241)« диаметр
впадин шлицевых зубьев 7>вш = 36/9 (З^оет) м.
22.	Число выкружек на круглых черновых и переходных зубьях
и их ширину определяем по табл. П25 приложения: 7УК=8; ак =
= 7 мм; /?в = 30 мм; /?к = 25 мм и табл. П27 приложения. Чистовые
круглые зубья выполняются без выкружек.

Число выкружек шлицевых зубьев Л^ш = 8. Ширину режущих
лезвий на прорезных зубьях определяем по формуле (4.40), приняв
предварительно размер криволинейной фаски из табл. П32 прило-
жения: /п= 1 мм; 5Ш = 7—2-1 = 5 мм.

Для определения радиуса выкружки /?в и радиуса шлифоваль-
ного круга /?к вычислим ширину выкружек шлицевых зубьев по
формуле (4.41):



3,14-42	к	ц к

—----------5= 11,5 мм,

8

По табл. П27 приложения для аш=П,5 мм и В = 42 мм; /?в =
= 36 мм и /?к=30 мм.

23.	Диаметр передней направляющей 2)п<н=35,1^8(_о,’119)^мм,
длина передней направляющей /пн=0,75 • 80 = 60 мм, так как — >
>1,5.

24.	Длину переходного конуса принимаем по табл. П28 прило-
жения: /л = 20 мм.

25.	Расстояние от переднего торца протяжки до первого зуба
определяем в соответствии с п. 4 методики

Ц = 1604-25+40+80 + 25=250 мм.

26.	Диаметр задней направляющей 2)СеН=36/9 (Го^?) мм, дли-
ну задней направляющей принимаем по табл. П29 приложения:
4.н = 35 мм. Протяжку делаем без заднего хвостовика.

27.	Общую длину протяжки определяем по формуле (4.44):

/, = 250-1-974+35=1259 мм.

Округляем Ь до 1260 мм за счет заднего направления — /З.н =
= 36 мм.

Расчет корригированного профиля фасочных и шлицевых пря-
мобочных зубьев. Для расчета корригированного бокового профиля
шлицевых прямобочных зубьев из таблицы диаметров зубьев на-
значаем номера первого Л\ = 29 и последнего 1УЕ = 57 зубьев на
расчетном участке, радиусы этих зубьев /?Л = 18.77 мм и КЕ=
=21,46 мм. Для расчета используем также ширину паза Ь = 7 мм,
шаг черновых зубьев /0=16 мм. Вспомогательным углом в плане
задаемся: ф1 = 3°

Подъем заднего центра С на длине протяжки Ь и половину уг-
ла корригированного бокового профиля зубьев и шлифовального
круга (ок рассчитываем по формулам (4.45) — (4.52):

51п хл= =0,372936; Ь = 21,8968°;

А 1В.77	А
$Й1 хг= —— =0,326188; \Е= 19,0376°;

21,46	Е ’

8_18О2_ _21,8968о=0,6032°;

А	8

18(Г _ 19 0з7б°= з 4624°;

Е	8	’

НЕ=21,46 • соз 3,4624°- 18,77 - соз 0,6032°= 2,651865;

ш=_180^_=22°30';

8

шк=22°30' —3°= 19°30';

с	2^651868 (1е22°30'-1е19°30-) =() 45

ш	19°30'

Г = 16(57—29)=448 мм;

0,45-1260 <,Ос

С= —:---------= 1,26 мм.

448

Для расчета подъема заднего центра С, размеров для контроля
бокового профиля фасочных зубьев НА и Нв назначаем номера
первого (№ И) и последнего (№ 19) фасочных зубьев и
радиусы этих зубьев: Т?А = 17,64 мм и /?Е=18,6 мм; угол фасок Рф
и корригированный угол фасок рк принимаем из табл. П34 прило-
жения для числа шлицев г=8: Рф=47°, рк=45°

Другие данные, необходимые для расчета, следующие: Ь —
— 7 мм; с=0,5 мм; с(=36 мм.

Расчет производим по формулам (4.53) — (4.61):

81пХ=-+2 0’5 =0,222222; Х= 12,8396°;

36

зш рА= -- 81П (12,8396° + 47°> =0,882267; Рл = 61,9171°;

Л	35,28	гл

___ 36-81п (12,8396° + 47°) _оод7О1 ___ггд 7осг°.

81п рЕ=------*——----------- =0,836731; рЕ= 56,7965 ;

37,2

Хд = 61,9171°-47°= 14,9171°;

ХЕ=56,7965° - 47°=9,7965°;

НА = 17,64-зш (36°+14,9171°)= 13,69 мм;

Нв= 18.6-31П (36°+ 9,7965°)= 13,33 мм;

Сф= 13,69-13,33= 0,36 мм.
1260

Рис. 4.13.

Комбинированная протяжка с прямобочными шлицами с1 — 8x36/77Х42/7/2x77)9:
а — общий вид б — поперечный профиль круглых черновых и переходных зубьев, в — по-
перечный профиль фасочных зубьев, г — поперечный профиль шлицевых зубьев; д — про-
дольный профиль черновых фасочных и круглых зубьев, е — продольный профиль чистовых
круглых и шлицевых зубьев, ж — сечение зуба по выкружкам круглых и шлицевых зубьев

Шлифование бокового профиля фасочных зубьев производим
профильным шлифовальным кругом с о)к = б7°30' (из табл. П34
приложения). Следовательно,

С' =-------------= 0,39 мм;

Ф вш 67'30°

Гф = 14(19- 11)= 112 мм;

~	0,39 1260	. ое

С= —’---------=4,38 мм;

112

Вфтах=35,28> зт 14,9171°=9,08 мм;
2?фт1п=37,2-зт 9,7965°= 6,33 мм.

Корригированный угол профиля фасочных впадин на протяжке
2й)к=135° (из табл. П34 приложения).

Чертеж протяжки приведен на рис. 4.13, диаметры зубьев — в
табл. 4.2. Для первого зуба //, = 13,69 мм, для последнего Яг=
= 13,33 мм; при шлифовании боковых поверхностей фасочных зубь-
ев с № 11 по № 19 задний хвостовик необходимо поднять в направ-
лении стрелки Е, подъем равен 4,38 мм на длине 1260 мм. При
шлифовании боковых поверхностей шлицев с зуба № 29 по № 57
104
4.2. Диаметры зубьев протяжки

№ зуба	Диаметр зубьев, мм	Допуск мм	а	Вид зубьев	1 № зуба	Диаметр зубьев, мм	Допуск,	а	Вид зубье»
1	35,34				35	38,50			
2	35,30				36	38,46			
3	35,58				37	38,82			
4	35,54			Черно	38	38,78			
5	35,72			вые и	39	39,14			
6	35,68			пере-	40	39,10			
7	35,84			ходные	41	39,46			
8	35,80			круглые	42	39,42			
9	35,90		3°±30'		43	39,78			
10	35,86				44	39,74			
		—0,016			45	40,10			
11	35,28				46	40,06			
12	35,52				47	40,42	—0,016	3°+30'	Шлице-
13	36,76				48	40,38			вые чер»
14	36,00			Фасоч-	49	40,74			новые
15	36,24			ные	50	40,70			
16	36,48				51	41,06			
17	36,72				52	41,02			
18	36,96				53	41,38			
19	37,20				54	41,34			
					55	41,70			
20	35,94		2°+30'		56	41,66			
21	35,98				57	41,92			
22	36,005			Чисто-	58	41,88			
23	36,025	—0,007							
24	36,025		1 О 1	1 Г/	вые и	59	42,09			Пере-
25	36,025		1 ±15	калиб-	60	42,05			ходные
26	36,025			рующие	61	42,17			
27	36,025			круглые	62		42,13			
28	37,22				63	42,21		2°+30'	
29  30  31	37,54  37,50  37,86	-0,016	3°±=30/		64		—0,007		Чисто- вые
									
				Шлице- вые чер- новые	65  66	42,25  42,25		1°±15'	Калиб-
32  33  34	37,82  38,18  38,14								
			1		67	42,25			рующие

задний хвостовик следует поднять в направлении стрелки Г, подъ*
ем равен 1,26 мм на длине 1260 мм.

Для черновых зубьев: фасочных и круглых /=14 мм, Л=6' мм»
Ь = 4,5 мм, 7? =10 мм, г = 3 мм; шлицевых /=16 мм, И = 7 мм, Ь=*
= 5 мм, 7? = 11 мм, г=3,5 мм.

Для чистовых зубьев: круглых /ч== 11 мм, /^ = 4 мм, &1=4,5 мм»
7? = 6 мм, г = 2 мм; шлицевых /ч=12 мм, Л1 = 4,5 мм, Ь} = 5 мм, 7?=.
= 7 мм, г = 2,5 мм.

Материал рабочей части — сталь Р6АМ5; материал хвостовой
части — сталь 40Х;	—66 рабочей части и задней направля-

ющей; //7?СЭ61—66 передней направляющей; Я/?Са42—46 перед*
него хвостовика; допустимое отклонение окружного шага шлицев
не более 0,01 мм; накопленная погрешность окружного шага не бо-
лее 0,015; отклонение от параллельности боковых поверхностей
зубьев относительно оси центров на длине шлицевой части не более
0,015 мм; отклонение от симметричности зуба относительно оси
центров в поперечном сечении не более 0,01 мм.

Расчет комплекта шлицевых протяжек

В некоторых случаях за один технологический пе-
реход протягивания не удается получить окончательные форму и
размеры шлицевого отверстия. Тогда используют комплект шлице-
вых протяжек, состоящий из протяжек первого и второго (иногда
Третьего) технологических переходов. Такие случаи встречаются
Тогда, когда расчетная длина протяжки оказывается больше мак-
симального хода штока протяжного станка или превышает значе-
ние, допустимое технологическими возможностями инструменталь-
ного цеха. Это приходится делать и в тех случаях, когда соотноше-
ние между расчетной длиной и диаметром протяжки оказывается
Настолько большим, что снижает жесткость протяжки. Изготовление
и эксплуатация протяжек, имеющих отношение Ь/О>40, сопро-
вождают частыми неполадками. Поэтому, если А/Р>40, то одну
протяжку заменяют двумя — первого и второго технологических
переходов.

Иногда применение комплектных протяжек обусловливается
технологическим процессом изготовления деталей, независимо от
того, что весь припуск может быть срезан одной протяжкой. Так,
шлицевое отверстие часто служит технологической базой для об-
работки других поверхностей. При этом шлицы могут повреждать-
ся во время установки заготовки на оправку и снятия с нее или
из-за больших сил, возникающих при обработке. Это вызывает не-
обходимость выполнять окончательную обработку шлицевого от-
верстия протяжкой второго технологического перехода. Если тех-
нологический процесс предусматривает протягивание заготовок до
и после термической обработки, то также применяют комплектные
протяжки.

На рис. 4.14 приведены применяющиеся на заводах схемы рас-
пределения припуска между протяжками одного комплекта, пред-

Рис. 4.14.

Распределение припуска между протяжками одного комплекта:

I — припуск, срезаемый протяжкой первого технологического перехода; 2 — припуск, сре*
ааемый протяжкой второго технолох нческого перехода
назначенного для обработки прямобочных шлицев. При протягива-
нии грубых шлицев, у которых поле допуска на ширину шлицевого
паза превышает 45 мкм и имеется достаточно большой допуск
прямолинейности боковых сторон паза по высоте, применяют схе-
му, показанную на рис. 4.14, а. Обработку более точных шлицевых
отверстий по этой схеме не производят, потому что погрешности,
неизбежные при изготовлении протяжек разных технологических
переходов (отклонение от равномерности расположения шлицев
по окружности, отклонение от параллельности их по отношению к
оси протяжки и отклонение от симметричности расположения зу-
бьев относительно оси), большей частью суммируются. Из-за этого
на боковых поверхностях пазов образуются уступы, местные уши-
рения пазов, а иногда и задиры. Однако при распределении при-
пуска по этой схеме протяжки первого и второго технологических
переходов получаются сравнительно короткими, и их удобно шли-
фовать по боковым поверхностям шлицевых зубьев, поднимая зад-
ний хвостовик. Эту схему широко применяют при обработке неточ-
ных шлицев. Ширину шлицевых зубьев протяжки Вш первого тех-
нологического перехода принимают равной &тах в пределах допу-
ска. В целях уменьшения разбивки шлицевого отверстия у протяж-
ки второго и каждого из последующих технологических переходов
Вгг назначают на 0,005—0,01 мм меньше предыдущего.

Распределение припуска по схеме, приведенной на рис. 14, б,
применяют при протягивании точных шлицев. В этом случае ши-
рину шлицевых зубьев прогяжки первого технологического пере-
хода назначают на 0,6—0,8 мм меньше окончательной ширины
шлицевого паза детали. В связи с этим формула (4.9) для опреде-
ления диаметра (мм) последнего фасочного зуба приобретает вид
2/?^+ 0,4 - 2Д5,	(4.62)

где ДВ — припуск под протяжку второго технологического перехо-
да на одну сторону шлицевого паза.

Протяжка второго технологического перехода имеет две груп-
пы шлицевых зубьев. Ширина (мм) всех шлицевых зубьев одина-
кова и определяется по формуле

9

Вщ=Ьт1а+^^В.	(4.63)

О

Зубья первой группы, расположенные спереди, работают на
участке Р (см. рис. 4.14, б). Эти зубья расширяют паз до оконча-
тельного размера. Так как ширина срезаемых ими стружек с каж-
дой стороны паза невелика (ДВ = 0,34-0,4 мм), то они имеют подъ-
ем на каждый зуб. Подъем на этих зубьях ограничивается глав-
ным образом шароховатостью поверхности боковых сторон и прак-
тически не превышает 0,5 мм на зуб на сторону. Диаметр (мм)
первого зуба этой группы определяют по формуле

0» 1-	(4.64)

В связи с тем, что зубья этой группы не рассчитаны на среза-
ние стружек полной ширины, т. е. по всей ширине паза, диаметр
последнего из них должен быть на 0,2—0,4 мм меньше диаметра
шлицевых калибрующих зубьев протяжки первого технологическое
го перехода.

Вторая группа зубьев обрабатывает паз до полной его высоты.
Эти зубья выполняют секционными, и подъем на них назначают
такой же, как и для однопереходных протяжек.

Профиль шлицевых зубьев протяжек первого технологического
перехода из комплекта, как и однопереходных протяжек, шлифу-
ют, поднимая задний хвостовик. Профиль зубьев протяжек второ-
го технологического перехода из-за различия подъемов на разных
группах зубьев допускается шлифовать, оставляя ленточки на бо-
ковых сторонах.

Распределение припуска по схемам, показанным на рис.
4.14, в, г, применяют в тех случаях, когда требуется получить вы-
сококачественные шлицы. Такое распределение припуска наиболее
часто встречается при протягивании заготовок, подвергшихся тер-
мической обработке, в результате которой предварительно протя-
нутые шлицы деформировались и их необходимо исправить. На
схеме рис. 4.14, в показано распределение припуска между протяж-
ками первого и второго технологических переходов для обработки
шлицевого отверстия с посадкой по внутреннему диаметру, на схе-
ме рис. 4.14, г — с посадкой по наружному диаметру.

Припуск на боковые стороны шлицевого паза, предназначаемый
для протяжки второго технологического перехода, дается больше,
чем по схеме рис. 4.14, б. Припуск ДВ часто устанавливают по ре-
зультатам замера деформации детали. По данным заводов, ДВ =
= 0,3 — 0,7 мм. Заданное расположение оси отверстия относительно
других поверхностей обеспечивают следующим образом. После
термической обработки исправляют расположение оси отверстия
относительно базовых поверхностей (например, поверхностей зубь-
ев шестерен) шлифованием или расточкой внутренней поверхно-
сти шлицев в окончательный размер. Полученная поверхность в
дальнейшем является базо«вой для направления протяжки второго
технологического перехода при калибровке шлицевых пазов. Суще-
ствует несколько вариантов конструкции направляющих элементов
калибрующих протяжек. Наименьшее отклонение от соосности рас-
положения шлицевых пазов и отверстия обеспечивают цилиндри-
ческие направляющие пояски, диаметр которых имеет допуск по
посадке 6^. Эти пояски в зависимости от длины протягивания рас-
полагаются либо между каждыми двумя соседними зубьями, либо
через несколько зубьев.

Протяжки первого и второго технологических переходов, рабо-
тающие по схемам рис. 4.14, в и г, шлифуют по профилю шлицев,
поднимая задний хвостовик у протяжки второго технологического
перехода, работающей по схеме рис. 4.14, г; припуск на участке К
урезается с уменьшенными подачами, значения которых (и схема
построения зубьев) определяют так же, как и для однопереходных
протяжек. Диаметры последнего фасочного зуба протяжки первого
технологического перехода и первого шлицевого зуба второго техно-
логического перехода определяют по формулам (4.62) и (4.64).
Глава

Расчет протяжек для обработки
шлицевых отверстий
с эвольвентным профилем

Условные обозначения

т — модуль;

ад — профильный угол исходного контура (угол давления по
детальной окружности);

е — номинальная делительная окружная ширина впадины
втулки;

Мг — размер между роликами;

— диаметр измерительного ролика;

№ — длина общей нормали;

Ху? — число впадин на длине общей нормали;

/ — размер фаски в эвольвентных пазах;

к —диаметр делительной окружности;

б?в —диаметр основной окружности;

Оа —диаметр окружности вершин зубьев втулки;

I)/ —диаметр окружности впадин втулки;

5Р — расчетная делительная окружная ширина зуба про-
тяжки;

0О •— начальный угол эвольвенты;

Р постоянный параметр данной эвольвенты (угол, допол-
няющий угол 0О до 90°);

щ — угол давления исходной эвольвенты в д-й точке;

и •“ Уг°л между касательной к исходной эвольвенте в 1-й
точке и осью ОХ.

Общие сведения

В настоящее время в машиностроении широко при-
меняют шлицевые соединения с эвольвентной формой шлицев,
обеспечивающие большие крутящие моменты по сравнению с пря-
мобочными. Размеры эвольвентных шлицевых соединений преду-
смотрены ГОСТ 6033—80.

Эвольвентные шлицевые отверстия обрабатывают преимущест-
венно методом протягивания. При этом протяжки должны обеспе-
чивать высокое качество и точность обработанной поверхности и в
то же время должна быть обеспечена высокая стойкость их зубьев.
Это достигается шлифованием бокового профиля шлицевых зубьев
протяжки с подъемом заднего центра по отношению к переднему,
в результате чего на боковых поверхностях шлицев образуется
вспомогательный угол в плане ф1 (угол поднутрения). Углы под-
Рис. 5.1.

Комбинированная эвольвентная протяжка:

а — общий вид; б — группа из двух фасочных зубьев; в — группа из двух шлицевых зубьев;

г, д — продольное сечение черновых и чистовых зубьев

нутрения ф1 = 14-3°. Профили эвольвентных шлицевых пазов и
зубьев протяжки при этом будут различаться. Так как профиль
эвольвентных шлицевых пазов задан, то корректируют профиль
протяжки.

Эвольвентные протяжки, которые имеют постоянный подъем и
шаг от зуба к зубу (или постоянное отношение подачи к шагу),
называют одноконусными или линейными. Вершины эвольвентных
зубьев таких протяжек (на расчетной части) лежат на одном во-
ображаемом конусе. Эвольвентные протяжки, у которых вершины
расчетных зубьев лежат на нескольких воображаемых конусах, на-
зывают многоконусными. Отношение подачи к шагу у таких про-
тяжек постоянно только в пределах одного конического участка.

Корригированный профиль зубьев протяжки представляет со-
бой теоретический профиль зубьев (т. е. такой профиль, при кото-
ром вершины зубьев протяжки в процессе протягивания попадают
точно на заданный эвольвентный профиль детали), аппроксимиро-
ванный дугами окружности или эвольвенты.

На рис. 5.1 показана комбинированная эвольвентная протяжка,
обрабатывающая цилиндрическую поверхность по внутреннему
диаметру и шлицевые пазы, а также поперечные сечения различ-
ных видов зубьев. Протяжка состоит из переднего хвостовика /,
шейки 2, переходного конуса 5, передней направляющей 4, режу-
щей части 5, задней направляющей 6, заднего хвостовика 7

Режущая часть протяжки состоит из зубьев трех видов: фасоч-
ных /, круглых II и шлицевых III. Круглые и шлицевые зубья, в
по
свою очередь, подразделяются на черновые, переходные, чистовые
и калибрующие. Фасочные зубья только черновые. Иногда для раз-
деления стружки их объединяют в группы из двух зубьев. Если
круглые зубья располагаются между фасочными и эвольвентными,
то они имеют подъем на каждый зуб. Если зубья расположены спе-
реди, то их группируют по два: первые — прорезные с выкружка-
ми, вторые — круглые зачищающие.

Методика расчета шлицевых протяжек
с эвольвентным профилем

Методика расчета шлицевых протяжек с эвольвент-
ным профилем в основном аналогична методике расчета прямоточ-
ных шлицевых протяжек.

В данной методике приведены расчеты параметров эвольвент-
ных протяжек (гл. 4, п. 1—18 расчета прямобочных протяжек).

Здесь рассмотрены одноконусные эвольвентные протяжки, у
которых отношение подачи на зуб к шагу на расчетном участке —
величина постоянная, боковой профиль эвольвентных и фасочных
зубьев корригированный.

Исходные данные для расчета эвольвентной протяжки, отлич-
ные от исходных данных прямобочной протяжки, следующие: мо-
дуль (т), диаметр делительной окружности (й), профильный угол
(ад), диаметр окружности зубьев втулки (Да) и диаметр окружно-
сти впадин втулки (Ву) с допусками, размер фаски (/Х45°), номи-
нальная делительная окружная ширина впадины втулки с допус-
ками (а) (рис. 5.2). Делительная ширина впадины, кроме размера
е, может быть задана еще двумя способами: 1) задается размер
между роликами (Л/г) с допусками и диаметр ролика (Рм) (рис.
5.3); 2) задается длина общей нормали У? с допусками и число
впадин на длине общей нормали (г^у)
ходные данные — число шлицев (г),
(йо), длина протягиваемой поверх-
ности (/), параметр шероховатости
поверхностей впадины, характери-
стика станка, характер производст-
ва, максимальная длина протяжки
в связи с возможностями инстру-
ментального производства и заточ-
ного отделения — задаются по ана-
логии с прямобочными шлицевыми
протяжками.

Порядок расчета. Расчет
эвольвентных протяжек производит-
ся по методике расчета прямобоч-
ных шлицевых протяжек с некото-
рыми изменениями, связанными с
криволинейностью бокового профи-
ля и непостоянной шириной паза
шлицевого отверстия.

(рис. 5.4). Остальные ис-
диаметр до протягивания

Рис. 5.2.

Исходные параметры шлицево-
го отверстия с эвольвентными
пазами
Рис. 5.3.

Исходные параметры и
для расчета $р (первый способ
задания е)

параметры № и для
(второй способ заданиям)

Рис. 5.4.

Исходные
расчета $р

Вначале расчет эвольвентных протяжек, как и прямобочных,
полностью соответствует расчету круглых протяжек (гл. 3, п. 1—11
расчета). Далее расчет производится по методике расчета прямо-
бочных протяжек (гл. 4, п. 1 —18 расчета) с необходимыми изме-
нениями и дополнениями, которые приводятся в данной методике.

Изменения к пЛ. 1. Если для прямобочных шлицевых протяжек
для лучших условий резания число зубьев в секции принято гс = 2,
то для эвольвентных протяжек может быть дс==2 при минимальной
длине режущих кромок ВШГпШ^3 мм, а также гс=1 при ВШтш<
<3 мм (так как деление выкружками длины режущей кромки не-
возможно из-за малой ширины зуба).

2.	Если шлицевое отверстие с эвольвентными впадинами пред-
варительно протянуто протяжкой на неполную ширину впадины, а
с припуском на второй технологический переход (при этом про-
тяжка первого технологического перехода может иметь не эволь-
вептный профиль а, например, трапецеидальный), то для протяжки
второго технологического перехода независимо от Вшт1П следует
всегда принимать гс = 1.

3.	При определении числа зубьев в группе гс в зависимости от
максимально допустимой силы резания Ргаах по формуле (4.1) в
нее вместо В1Пах подставляют значения максимальных длин режу-
щих кромок: фасочных Вф тах, круглых Вктах и эвольвентных
Вщ тах зубьев. Величины Вфщах и Вктах, как и для прямобочных
зубьев, определяют приближенно по формулам (4.2), (4.3) и (4.4).
Для шлицевых эвольвентных зубьев, в отличие от прямобочных,
битах рассчитывают в зависимости от расчетной толщины эволь-
вентного зуба 5Р по формуле

Вт~Ц-тусц— шу аЛ	(5.1)

где Вь — диаметр окружности, проходящей через /-ю точку; а,—
угол давления в 1-й точке эвольвенты.
Рис. 5.5.

Наибольшая длина режущих
кромок (ширина среза) на раз-
личных зубьях и припуски, сни-
маемые зубьями:

/ — эвольвентными; — фасочными;
3 — круглыми

Угол давления в 1-й точке находят
по формуле

а/ = агссоз ~^в -,	(5.2)

где
с1з=тг соз ач.	(5.3)

При	определении максимальной

длины	режущих кромок	(Вштах)

эвольвентных зубьев протяжки в фор-
мулы (5.1) и (5.2) вместо следует
подставлять Оа, а при определении
максимальной длины (ВШтш)—О/
(рис. 5.5).

В формулу (5.1) входит расчетная
делительная окружная ширина зу-
ба 5Р. Первоначально рекомендуется
принимать ее равной максимальному
значению делительной окружной ши-

рине впадины отверстия в пределах допуска (5р = етах), если
нет опытных данных о разбивке или усадке шлицевого отверстия
после протягивания. Значение 5Р уточняют после испытания
опытных протяжек. Если есть такие данные, то значение 5Р мож-
но принимать сразу с учетом разбивки или усадки. При предпо-
лагаемой разбивке шлицевого отверстия рекомендуется вычитать
от 5Р одну третью или одну четвертую часть допуска на делитель-
ную окружную ширину впадин втулки, а при предполагаемой
усадке столько же прибавлять.

Если в исходных данных задан не размер г, а размер между
роликами М( с допусками и диаметр ролика (см. рис. 5.3), то
5Р рассчитывают по формуле

5р= (I --------ту а ( + ту ар^,	(5.4)

где а? — угол давления в точке контакта ролика с исходным про-
филем.

Для четного числа шлицев

а = агссоз------—-------.	(5.5)

Для нечетного числа шлицев

ар= агссоз

90°
с13 соз------

2

шах +

(5.6)

где Мг тах — максимальный в пределах допуска размер между ро-
ликами.
Рис. 5.6.

Исходный профиль эвольвентного паза
с фасками, заданными углом (Зф и раз-
мером } для точного определения рас-
четного диаметра Эе фасочных зубьев

Если заданы длина общей
нормали № с допусками и чис-
ло схватываемых впадин
(см. рис. 5.4), то 5Р рассчиты-
вают по формуле

тах 1	(«2^	1) СО5 ад

р	соз ад

— аПпуа,,	(5.7)

где №тах — максимальная в
пределах допуска длина об-
щей нормали.

Изменения к п. 2. Распре-
деляют припуск между разны-
ми частями и зубьями по мето-
дике шлицевых прямобочных
протяжек, исключая припуск
на последнем фасочном зубе
ИЕ* Обычно фаску задают раз-
мером / и углом рф (рис. 5.6).
Если фаска на чертеже дета-
ли не задается, то из техноло-
гических соображений ее мож-

но принять равной 0,1 т. Угол фаски рф независимо от того, ка-
ким он задан на чертеже детали, принимают по табл. П34 при-
ложения (45 или 47° в зависимости от числа шлицев г).

Расчетный диаметр последнего фасочного зуба ИЕ определяют
по формуле

	^=^в/1-Ь(Р-^)2	(5.8)
Здесь	?=-=--во.	(5.9)
где	0О= — — — — 1пу ад;	(5.10)  2	(1  1’пуад=1§ ад —а,(;	(5.11)

1Е— угол развернутости эвольвенты в точке Е.

В общем случае переменный параметр эвольвенты с текущей
точкой I

(5.12)

где а, находят по формуле (5.2).
Система уравнений эвольвенты основной окружности текущей
точки имеет вид

х;=/?о[С08^ —(? —М 81П /,];

У/=^о[81пЛ+(Р—Мсоз/,],	(5.13У

где /?0 — радиус основной окружности, Л?о = 0,5*4-

Точка Е принадлежит эвольвенте и фаске (прямой). Положе-
ние ее определяют решив совместно системы уравнений эвольвен-
ты в точке Е и прямой (фаски):

хг=0,5с4 [сов 1Е — (Р — 1Е) 81п /в];

г/г=0,5дГв[81п/г+(Р —/г)со8/д];	(5.14)

У е — Ус=<хе—-^с)	“»•

В результате получается трансцендентное уравнение, из кото-
рого определяют параметр 1Е (ближайший слева к р корень):

СОЗ СО —	51П со

С08(ш + ^) + (/г— ₽) 810(0)-рд)= -2—.... с-,	(5.15)

0,ос/в
где

“ = +рф;	(5.16)

хс, Ус — координаты точки С.

Точка С является точкой пересечения двух окружностей: пер-
вой с центром в точке О и радиусом ^а = 0,5Ра и второй — с цент-
ром в точке А и радиусом /.

Из совместного решения уравнений этих окружностей определя-
ются координаты точки С(хс, Ус)-

Система указанных уравнений следующая:

*2с+Ус=^	(5-17)

(хс - хА )2+(ус - уА)2=/2,

где Ха, Уа— координаты точки А эвольвенты, через которую про-
ходит окружность с радиусом /?л = 0,51)а.

Решив систему уравнений (5.17) и сделав ряд преобразований,
получим

/	х2 \

х2 1+-А -2С^-хс-/?2+С2=0.	(5.18)

\	Уа)	Уа

Приняв в уравнении (5.18)

X2

1+^-=Д;	(5.19)

Уа

2С-^—=В;	(5.20)

Уа
е= ./3 + ^
2//д

С2-/?Л2=А),	(5.22)

получим квадратное уравнение в общем виде

Ах1-Вхс-]-О=0	(5.23)

и решим его относительно хс, взяв только меньший корень:

ус=У%2А_х2с.	(5.24)

После этого находим ординату ус (берем только положитель-
ный корень):

Ус=Ук2а-х2с.	(5.25)

Координаты точки А определяют по формулам (5.2), (5.9),
(5.10), (5.12), (5.13). В формулу (5.2) вместо 1)г- подставляют

Так как уравнение (5.15) трансцендентное, то этот способ опре-
деления расчетного диаметра последнего фасочного зуба допустим
только при расчете на ЭВМ.

Для ручного счета можно с достаточной степенью точности най-
ти расчетный диаметр последнего фасочного зуба ОЕ приближенно.

Приближенный метод основан на допущении равенства радиу-
сов кривизны в точках А и Е эвольвенты в связи с малым разме-
ром фаски (рис. 5.7).

Точка Е является точкой пересечения исходных профилей фас-

ки и впадины при точном методе

Рис, 5.7.

Исходный профиль шлицевого эвольвент-
ного паза с фасками, заданными углом
рФ и размером для приближенного
метода определения расчетного диамет-
ра Ое последнего фасочного зуба

определения диаметра последне-
го фасочного зуба Ее-

Для приближенного опре-
деления диаметра последнего
фасочного зуба найдем радиус
кривизны эвольвенты в точ-
ке Л и примем его за радиус
заменяющей окружности уча-
стка эвольвенты между точка-
ми А и Е. В точке Е радиус
кривизны эвольвенты будет
отличаться от радиуса заменя-
ющей окружности рА на 5, а
точка встречи исходных про-
филей будет не Е, а Е'.

Обозначим через Ее ра-
диус окружности последнего
фасочного зуба, проходящей
через точку Е' и найдем его
приближенным методом. Раз-
ница между Ее, найденным
приближенным методом, и	найденным точным методом, будет

погрешностью определения	приближенным методом.

На рис. 5 7 СЛ ---------(-?ф. Радиус кривизны эвольвенты

в точке А определяем по формуле

Рл=Яо(3-/д).	(5.26)

Находим а, Ь — координаты центра заменяющей окружности в
точке Е' с координатами хЕ' и уЕ'-

(-4 - «)а+<У'е ~ *)2=	- 'л)2>	(5-27)

где а и Ъ определяем из уравнений
а=^д+7?0(3 —/д) 5Ш /л;
ь — У А — А*о (Р — /д) соз 1а.

Уравнение фаски запишем в виде

У’е ~ Ус=^хе — хс) сШ <о,

(5.28)

(5.29)

где Хс и ус — координаты точки С (начала фаски).

Координаты хс и ус определим по формулам (5.19) — (5.25).

Из совместного решения уравнений (5.27) и (5.29) получим
уравнение

(л-^)2 (1 + сШ2®)— 2х'Е (хс с!е2 о> -\-а — ус с1§ а> ф- Ь	<») -ф-

+ [ д2 -г хс с1§210+Ус+& — 2хсУс	(О + 2Ьхс с1§ <0 —

-26г/с-/?2(3-/д)2] = 0.	(5.30)

Обозначим коэффициенты при неизвестных членах уравнения и
постоянный член уравнения:

1+с1§2«)=Д1;	(5.31)

2 (а -|- хс с!§2 <о — ус	ш Ц- Ь	(5.32)

а2 + хс2 с1§2 +у + Ь2 — 2хсус с1? ш + 2Ьхс с1§' ш — 2Ьус—

~Р2О~{а)2 = С1.	(5.33)

Подставив их в уравнение (5.30), получим квадратное уравне-
ние в общем виде

А^х'^-В^-^С^О.	(5.34)

Из него, взяв только меньший корень, найдем абсциссу
, В; _]/в2-4Л1Ся
хр=--------------------------------,

Е	2Л1

а, следовательно, и ординату

Уе = (хе — Хс)	“+Ус-

(5.35)

(5.36)
Радиус искомой окружности, проходящей через точку Е', опреде-
ляем по формуле

(^)2 + Ю2	(5.37)

(взяв только положительный корень).

Как показали проверочные расчеты радиуса Не по точному ме-
тоду и Не по приближенному, разность их составляет менее 1 мкм,
что вполне приемлемо и говорит о достаточной точности приближен-
ного метода.

К найденному любым из приведенных методов значению радиу-
са последнего фасочного зуба (Не или Не') прибавляем по 0,2 мм
(или 0,4 мм на диаметр) и получаем диаметр последнего фасочного
зуба:

^Ф=2(^ + 0.2).	(5.38)

Пункты 3—17 расчета шлицевых прямобочных протяжек прини-
мают для расчета эвольвентных протяжек с некоторыми изменения-
ми, замечаниями или дополнениями. К таким пунктам относятся
п. 3, 9, 10, 11, 17 и 18.

Замечание к п,. 3. Если для эвольвентных протяжек число зубьев
в группе 2СШ=1, то по формуле (3.17) получается не число групп
черновых зубьев, а число черновых шлицевых зубьев гш0.

Замечание к п. 9. Допуски на диаметры зубьев эвольвентных
протяжек назначают по ГОСТ 6767—79.

Замечание к п. 10. Пункт 10 приемлем полностью для эвольвент-
ных протяжек только в том случае, если дно впадины (Ор) шлифу-
ется раздельно с боковым профилем зубьев, т. е. ширина впадин
шлицевых зубьев протяжки у дна более 3 мм (можно делать усики
у шлифовального круга). Если же ширина дна впадины меньше
3 мм, то оно шлифуется вместе с боковым профилем, и в этом слу-
чае диаметр дна впадины Ор будет изменяться по длине протяжки.
На первом расчетном зубе Ор=Ов,ш. На последнем расчетном зубе
он будет Ор' = ОР—2СШ, где Сш — подъем оси протяжки на расчет-
ном участке.

Замечание к п. 11. Пункт 11 принимается только для расчета вы-
кружек на круглых и фасочных зубьях.

Выкружки на шлицевых эвольвентных зубьях наносятся толь-
ко в том случае, если число зубьев в секции гсш = 2. Если гсш=1,
то зубья работают без разделения стружки.

Если зуб шлицевой протяжки невысокий (используется только
часть профиля), то можно принимать ширину режущего сектора
Яш по формуле

7?ш^0,25(Яшт|П + 5

штах)'	(5.39)

Если зуб эвольвентной протяжки имеет полный профиль, то
ширину режущего сектора примерно до середины зуба нужно брать
Бшь а от середины зуба до диаметра последнего режущего зуба
Бщ2 ‘
^Ш1 0,25 (5штах+5ш.ср);	(5.40)'

Б'ш2 ~ 0,25 (2?ШеСр +	тщ)»

где Вш Ср — толщина зуба по окружности среднего диаметра меж-
ду первым и последним зубом расчетного участка.

Величину Вшср определяем по формулам (5.1), (5.2), куда
вместо Ог подставляем Вср:

Дср=0,5(/)1р + ДпД	(5.41)

где В1Р, Впр — диаметры первого и последнего шлицевых зубьев
на расчетном участке.

Замечание к п. 17 Размеры шлицевых выступов передней на-
правляющей протяжек первого и последующих переходов рассчи-
тывают так же, как и боковой профиль режущих зубьев (по тем
же формулам — см. расчет бокового профиля). При этом толщину
шлица по дуге делительной окружности передней направляющей
Врпн берут равной минимальной делительной окружной ширине
впадины отверстия после обработки протяжкой первого технологи-
ческого перехода (или предыдущего). Если форма режущих зубь-
ев протяжки первого технологического перехода (или предыдуще-
го) была не эвольвентная (например, трапецеидальная), то форма
зубьев передней направляющей должна им соответствовать, и ее
рассчитывают по соответствующим форме зуба формулам.

Диаметр Впн переднего направления принимают так же, как и
для прямобочных протяжек, — по табл. ПЗЗ приложения.

Замечание к п. 18. Если дно впадины шлифуется вместе с боко-
вым профилем, то выборка в абразивном круге не делается.

Расчет корригированного профиля фасочных зубьев. Для соз-
дания вспомогательных углов в плане ф1 на фасочных зубьях их
боковой профиль шлифуют, поднимая задний центр. Расчет корри-
гированного бокового профиля заключается в определении диамет-
ра последнего фасочного зуба Яф (что уже было сделано в п. 2 при
распределении припусков на разных видах зубьев протяжки), подъ-
ема оси протяжки на расчетном участке Сф и контрольных разме-
ров— расстояний от оси протяжки до боковых сторон первого
(//Л) и последнего (Яв) фасочных зубьев (рис. 5.8).

Угол наклона фаски 0ф (независимо от того, каким он задан чер-
тежом детали), корригированный угол профиля фасочных зубьев
рк, угол профиля впадин фасочных зубьев и абразивного круга
2(ок, а также угол поднутрения <р1 берутся из табл. П34 приложе-
ния в зависимости от числа шлицев 2.

Контрольные размеры НА и Нв определяют из прямоугольных
треугольников РОй и ОВЕ (см. рис. 5.8) по формулам

где /?ф1 и /?ф — радиусы соответственно первого и последнего фа-
сочных зубьев на расчетном участке; Лв и Хе— см. в гл. 4 расчет
Рис. 5.8.

Схема определения параметров шлифова-
ния бокового профиля фасочных зубьев
На, Нв, Сф, С'ф

Рис. 5.9.

Схема определения углов Хг и длины
режущих кромок Вфг и Вф та,х
фасочных зубьев

профиля шлицевых прямобочных протяжек (там Лр соответству-
ет \а ).

Углы Лр и Ке определяют по формуле

'	180°	.	. Ус 51П<0-Х СО8ОЗ

X.—-------шЦ-агсзт —-------------,	(5.43)

куда вместо следует подставлять для получения угла Хр радиус
/?ф1, а для получения угла Хр — радиус /?ф. Значение угла оз опре-
деляют по формуле (5.16).

Формула (5.43) получена из построения рис. 5.9. Подъем оси
протяжки на расчетном участке Сф при шлифовании бокового про-
филя фасочных зубьев периферией шлифовального круга ПП ра-
вен разности НА и Яр:

С^=^НА — Нв-	(5.44)

При шлифовании профильным кругом подъем оси протяжки на
расчетном участке Сф' определяем по формуле

На-Нв

(5.45)

Подъем заднего центра на длине протяжки (или на установоч-
ной длине Сует, или на длине 1000 мм) находим по формуле (4.52),
куда вместо Сш подставляем Сф или Сф7, вместо	[см. фор-

мулу (4.51)], а вместо Ь — Суст или 1000 мм.
Максимальную длину режущих кромок Вфтах — точную [ранее
для нахождения числа зубьев в секции гс.ф вычисляли приближен-
но по формулам (4.2), (4.3)] определяем по формуле

_	/ 180°	Уп 81 п	соз со \

5фтах=2/?ф1 51П [------ШЭГС81П —------------------).	(5.46)

\	Аф1	/

Расчет корригированного бокового профиля эвольвентных шли-
цевых зубьев с заменой теоретического профиля дугой окружности
приведен в примере расчета эвольвентной протяжки.

Пример расчета шлицевой эвольвентной протяжки

Исходные данные. 1. Заготовка: материал — сталь
20ХНЗА, НВ 207—255; заготовка — прокат, отверстие по внутрен-
нему диаметру обработано окончательно, с1о=На = 1007/10+0,14 мм;
наружный диаметр шлицевого отверстия /)/= 1 10/78+0’054 мм; мо-
дуль т = 5 мм; число шлицев 2 = 20; профильный угол исходного
контура ад = 20°; параметр шероховатости боковых поверхностей
паза и поверхностей впадин /?г = 20 мкм; длина протягивания / =
= 36 мм; делительная окружная ширина впадины е = 9,676 Хо^оз? мм
(степень точности 9/7).

2.	Станок: тип — вертикально-протяжной, мод. 7Б56; тяговая
сила 20 кН; диапазон скоростей у= 1,54-11,5 м/мин; длина хода
штока 1600 мм; патрон — быстросменный автоматический;
состояние — удовлетворительное.

3.	Характер производства — массовый.

4.	Возможности инструментального цеха и заточного отделения:
наибольшие расстояния между центрами станков круглошлифо-
вального шлицешлифовального, заточного 1500 мм, глубина ванн
для нагрева под закалку и отпуск 1600 мм.

Расчет протяжки. 1. Группа обрабатываемости (табл. ГН при-
ложения) — II.

2.	Группа качества (табл. П2 приложения): по боковым поверх-
ностям ГК1=2; по поверхностям впадин ГК2 = 2.

3.	Определяем марку материала режущей части протяжки
(табл. ПЗ приложения): принята основная марка быстрорежущей
стали Р6АМ5 по ГОСТ 19265—73.

4.	Выбираем способ соединения рабочей части с хвостовиком:
принимаем с резьбовым ввертышем, так как диаметр протяжки
больше 40 мм. Размеры резьбового конца хвостовиков приведены
в табл. П4 приложения. Материал хвостовиков — сталь 40Х по
ГОСТ 4543—71. Размер отверстия в патроне станка /)вх = 50 мм.
По ГОСТ 4044—74 выбираем хвостовик диаметром 50 мм, у кото-
рого диаметр шейки 7)1 = 38 мм, и площадью опасного сечения
Роп= 1134,1 мм2. Сила, допустимая прочностью хвостовика,

Рхв = 30-1134,1-9,81 = 333 766 Н.

5.	Выбираем передний у и задний а углы. Согласно табл. П5
приложения передние углы для черновых и переходных зубьев 15°,
для чистовых и калибрующих—18°; задние углы для черновых и
переходных зубьев — 3°, чистовых — 2°, калибрующих—Г

6.	Выбираем скорость резания. По табл. П6 приложения макси-
мально допустимая скорость резания 6 м/мин. Согласно примеча-
нию п. 2 к табл. П6 приложения уменьшаем скорость резания на
25%:

1,5=4,5 м/мин.

Такая скорость может быть обеспечена на станке.

7.	Определяем подачу черновых зубьев $2С по средней наработ-
ке между двумя отказами по табл. П8 приложения. Сначала уста-
навливает наработку чистовой части 52Ч = 0,02 мм и ^ = 4,5 м/мищ
Т«77 м. Для черновых зубьев этой наработке при той же скорости
соответствует подача 52С = 0,2 мм. Наработка с учетом поправочных
коэффициентов (/<тв = 0,8; Дтр~1; Лтз=1; Агм=1; Лтд=1; Лто=1;
СОЖ— сульфофрезол, Ктф= 1,2), принятых по табл. П8 приложе-
ния, составит

7/н=77-0,8-1-1-1-1 • 1 • 1,2=74 м.

В соответствии с табл. П17 приложения подача на черновых
зубьях должна быть не более 0,15 мм. Принимаем 5гс = 0,14 мм.

8.	Глубину стружечной канавки к находим по формуле (3.2),
приняв коэффициент помещаемости К = 3;

А = 1,1283/3 • 36 -0,14=4,005 мм.

Принимаем А = 4 мм. По табл. П19 приложения этой глубине со-
ответствует профиль № 7. Проверку к по условию жесткости не
производим.

9.	Определяем шаг черновых зубьев /0 и число одновременно ра-
ботающих зубьев 2Р. Шаг черновых зубьев по табл. П19 приложе-
ния для профиля № 7 равен 10 мм. Число одновременно работаю-
щих зубьев определяем по формуле (3.7):

г = — + 1=4,6.

р 10 1

Округлив, получим гр = 4.

10.	Находим максимально допустимую силу резания. Сила ре-
зания, ограниченная тяговой силой станка,

Рст = 0,8(?=0,8-20 000 -9,81 = 156 960 Н.

Сила резания, ограниченная прочностью хвостовика,

Рхв=333 766 Н.

Силу резания Роп не рассчитываем, так как />0>40 мм.

Максимально допустимой силой резания считаем минимальную
из двух рассчитанных сил:

Ртах= 156900 Н.
11.	Определяем число зубьев в секции. В приведенном примере
диаметр делительной окружности равен диаметру окружности вы-
ступов. Поэтому максимальная толщина шлица

9,776 ММ.

Удельную силу резания до по толщине среза 0,15 определяем по
табл. П20 приложения: до = 288 Н/мм.

Поправочные коэффициенты на удельную силу резания для из-
мененных условий принимаем по табл. П21 приложения: Лрм = 1,0;
Лр0= 1,0; КРр= 1,0; КРк = 1,0.

Требуемое число зубьев в секции находим по формуле (4.1):

_ 9,776 20-288-4-1 = 1 44

г<:~	156900	’

Принимаем гс = 2.

12.	Распределяем припуск между резными зубьями шлицевой
части протяжки. Полный припуск на шлицевые зубья

Дш= 110,054— 100= 10,054 мм.

Припуск на чистовые зубья определяем по табл. П22 приложе-
ния: Дш.ч=0,08 мм. Припуск на переходные зубья определяем по
табл. П23 приложения: Дш.п=°,18 мм; гп=4: два зуба с подачей
0,06 мм и два — с 0,03 мм.

Припуск на черновые зубья протяжки

Дш0= 10,054— (0,18 + 0,08)=9,794 мм.

13.	Определяем число групп черновых зубьев 10, остаточный
припуск Дост и распределяем его:

;= А'"п. = 9,794 =34,978.

0 25гс 2-0,14

Принимаем г0 = 34. Тогда остаточный припуск

Дост=Дш0-25гс/0- 9,794 - 2.0,14-34= 0,274 мм.

На основании рекомендаций методики добавляем этот припуск
на последний черновой зуб. В связи с этим корректируем /0: /о = 35.

14.	Число всех зубьев протяжки

ш.п

Ш.К’

где ^шп — 4; 2*ш.ч — 3; 2*ш.к — 4;

2гш=2.35+4 + 3+4=81.

15.	Подъемы переходных зубьев: $П1 = 0,06 мм; 5П2 = 0,03 мм.
Подъемы чистовых зубьев 5гч1 = 0,02 мм; 52Ч2 = 0,01 мм; 52Чз =
= 0,01 мм.

16.	Находим длину режугдей части протяжки Лр, шаг и разме-
ры стружечной канавки чистовых и калибрующих зубьев:

^р = 4ц = ^ С^шО 4" гш.п) + ^ч(гш.ч + гш.к 1)>
где /ч — шаг чистовых зубьев (табл. П24 приложения), /ч=7 мм;
2,р= 10(704-4) + 7(34-4-1)=782 мм.

17.	Определяем силу резания на шлицевой части (см. п. 11). При
принятом числе зубьев в секции г0 = 2

= 9,776-20-288-4 1,0 .^112620 Н
ш	2

18.	Дополнительные варианты не рассчитываем.

19.	Находим диаметр калибрующих шлицевых 1)к.ш зубьев. До-
пуск на диаметры зубьев назначаем по ГОСТ 6767—79:

Ок.ш= 110,054 = 0,025 мм.

20.	Диаметр по впадинам шлицев

Ов.ш= 100^9 (4;® мм.

21.	Рассчитываем число, ширину и радиус выкружек. Число вы-
кружек принимаем равным числу шлицев, т. е. Минималь-
ную ширину шлица определяем по формуле

^шгп!п = ^/тах	4“^^ ®д ’ПУ И/).

где

2?/тах= И0,054 мм;

й?=тг=5-20= 100 мм;

5р=^тах = 9,776 мм; 1пу аа=0,014904;

Л сс8 а»
а,= агссоз-------- =агссоз

1	О,и

100 0,939693

110,054

= агссоз 0,853847; а; = 31,36739°;

1пу а;=0,062157;

5шт, «= 110,054	+ 0,014904 - 0,062457^= 5,5585 5,6 мм.

штт ’	100	1	)

Находим ширину режущего сектора:

5„1^0,5-Ви'т1п+Вш'пах ^0,55’-—9’—6- =3,844 мм.
ш ’	2	2

Принимаем 5Ш = 4 мм. Выкружки на чистовых и калибрующих
зубьях не делаем.

Ширину выкружки аш определяем по формуле (4.41) для перво-
го зуба:
л!00,18 А л 1 7г-
аш —--------------------------4= 11,75 мм.

ш 20

По табл. П27 приложения радиус круга	мм и радиус вы-

кружки 7?в^36 мм.
Рис. 5.10.

Протяжка шлицевая эвольвентная (100ХН8Х5):

а — общий вид; 1 — передний хвостовик; 2 — режущая часть с передней и задней направ-
ляющими; 3 — задний хвостовик, б — продольный профиль зубьев с № 1 по № 74, у=15*;
в—продольный профиль зубьев с № 75 по № 81, у=» 18е; г—профиль секции режущих
зубьев; д — схема контроля размеров профиля зуба; е —схема шлифования выкружек дл»
разделения стружки на нечетных номерах зубьев с № 1 по № 73

22.	Определяем диаметр и длину передней направляющей. Диа-
метр передней направляющей принимаем равным наименьшему
предельному диаметру отверстия до протягивания:

Дп.н= Д0п11П^8= ЮО-0,’126 ММ.

Длину переднего направления как для ввертного хвостовика
(табл. П4 приложения) принимаем /п.н = 65 мм.

23.	Длину переходного конуса назначаем по табл. П28 прило-
жения: /п = 30 мм.

24.	Расстояние от переднего торца до первого зуба протяжки

Ьг = 160+ 15 + 50 + 364-25=286 мм.

25.	Находим диаметр Л3.н и длину задней направляющей /З.н-
Диаметр /)3.н принимаем равным диаметру впадин шлицев протяж-
ки, т. е. Р3.Н = ДВ.Ш; Р3.н= 100/9 (Д® мм.

По табл. П29 приложения длина задней направляющей /зн =
= 70 мм.

Для работы в автоматическом цикле протяжку снабжаем зад-
ним ввертным хвостовиком. Диаметр хвостовика 40 мм по ГОСТ
4044—70. Размеры резьбового конца такие же, как и на переднем
хвостовике. Длина заднего хвостовика 125 мм (табл. ПЗО прило-
жения).
5.1. Размеры по роликам

Диаметр ролика, (1	К	Размер (мм) по двум роликам М при № зуба			
		19	187	55	69
мм					
8	6,6	113,932	113,824	113,776	113,632
10	—	—	120,025	119,917	119,833
12	—		—	125,715	125,631

26.	Общая длина протяжки 1 = 286 + 782 + 70+125=1263 мм.
Округляем до 1260 мм, уменьшая длину задней направляющей.

Чертеж рассчитанной протяжки показан на рис. 5.10, размеры
зубьев по роликам даны в табл. 5.1, номера и диаметры зубьев —
в табл. 5.2.

При шлифовании профиля шлицевых зубьев № 1—81 задний
хвостовик протяжки поднять; величина подъема равна 0,25 мм на
длине 840 мм.

Материал протяжки — сталь Р6АМ5, материал хвостовиков —
сталь 45Х; у режущей части и задней направляющей Н$С3 62—66,
у передней направляющей НКС3 60—65, у хвостовиков НКС3
42—56.

Остальные технические требования — по ГОСТ 6767—79.

5.2. Диаметры зубьев протяжки

№ зубьев	Диаметры зубьев, мм	№ зубьев	Диаметры зубьев, мм	№ зубьев	Диаметры зубьев, мм	№ зубьев	Диаметры зубьев, мм	№ зубьев	Диаметры зубьев, мм	№ зубьев	Диаметры зубьев, мм
1	100,28	15	102,24	29	104,20	43	106,16	56	104,80	69	109,79
2	100,24	16	102,20	30	104,16	44	106,12	57	108,12	70	109,75
3	100,56	17	102,52	31	104,48	45	106,44	58	108,08	71	109,91
4	100,52	18	102,48	32	104,44	46	106,40	59	108,4(Л	72	109,88
5	100,84	19	102,80	33	104,76	47	106,72	60	108,36	73	109,97
6	100,80	20	102,76	34	104,72	48	106,68	61	108,68	74	109,94
7	101,12	21	103,08	35	105,04	49	107,00	62	108,64	75	110,01
8	101,08	22	103,04	36	105,00	50	106,96	63	108,96	76	110,034
9	101,40	23	103,36	37	105,32	51	107,28	64	109,92	77	110,054
10	101,36	24	103,32	38	105,28	52	107,24	65	109,24	78	110,054
11	101,68	25	103,64	39	105,60	53	107,56	66	109,20	79	110,054
12	101,64	26	103,60	40	105,56	54	107,52	67	109,52	80	110,054
13	101,96	27	103,92	41	105,88	55	107,84	68	109,48	81	110,054
14	101,92	28	103,88	42	105,84						

Примечание. Для зубьев № 1—74 предельные отклонения диаметров
—0,02 мм, задний угол а = 3°±30'; для зубьев № 75—81 предельные отклонения
диаметров —0,001 мм, для зубьев № 75—77 а=2°±30', для зубьев № 78—81
<1= 1°± 15х
Расчет корригированного профиля
эвольвентной протяжки

Важнейшим элементом шлицевой протяжки являет-
ся ее режущая часть, поскольку геометрические погрешности про-
филя режущих зубьев полностью отражаются на профиле изделия.
Возникновение геометрических погрешностей профиля зубьев про-
тяжки непосредственно связано с технологией ее изготовления.
Наиболее простой способ изготовления протяжки для обработки
внутренних зубьев заключается в следующем. Продольную канав-
ку шлифуют кругом, профиль которого совпадает с профилем шли-
цев изготовляемой детали. Поступательное движение протяжки
происходит параллельно ее оси. Следовательно, образующие боко-
вых поверхностей зубьев при работе протяжки оказываются па-
раллельными ее оси. В результате профиль каждого зуба совпада-
ет с профилем паза в детали, поэтому площадь контакта поверхно-
стей зуба и протягиваемого паза очень велика, из-за этого сила*
протягивания также очень велика.

При таком способе изготовления протяжки задние углы на бо-
ковом режущем лезвии имеют нулевые значения, что резко ухуд-
шает качество обработанной поверхности и снижает стойкость зубь-
ев протяжки. Иногда часть боковой поверхности зуба с нулевым
задним углом срезают, оставляя ленточку шириной 0,5—2 мм в за-
висимости от размера протяжки. Но это лишь в некоторой мере
снижает силу протягивания.

Для того чтобы обеспечить задний угол и тем самым улучшить-
условия работы зубьев протяжки при шлифовании, задний центр
протяжки поднимают на некоторую высоту, зависящую от длины
протяжки, длины ее режущей части, допуска ширины впадины де-
тали и т. д. В результате шлифования продольная канавка оказы-
вается наклоненной к оси протяжки под некоторым углом. При про-
движении шлифовального круга вдоль протяжки от ее начала к
концу ширина канавки на одном и том же удалении от оси протяж-
ки будет непрерывно увеличиваться, т. е. каждый зуб от начала к
концу будет постепенно суживаться, следовательно, у него возника-
ет, хотя и весьма незначительный, положительный задний угол.
Кроме того, каждый последующий зуб, считая от начала, будет уже
предыдущего (на одном и том же расстоянии от оси протяжки), по-
этому боковая поверхность любого зуба протяжки не будет контак-
тировать с той частью поверхности обрабатываемого отверстия, ко-
торая была получена с помощью предшествующих зубьев, т. е. поя-
вится угол поднутрения.

Таким образом, условия работы зубьев резко улучшатся, однако
профили паза обрабатываемого отверстия и шлифовального круга
будут различаться. Ввиду того, что профиль отверстия задан, необ-
ходимо скорректировать профиль шлифовального круга, который*
обычно из технологических соображений выполняют либо по дуге
окружности, либо по дуге эвольвенты. При этом неизбежно искажа-
ется профиль паза протянутой детали.
Рис. 5.11.

Схема образования профиля впа-
дины шлицевого эвольвентного
отверстия зубьями протяжки, про-
шлифованной с подъемом заднего
хвостовика:

1 — профиль первого зуба; 2 — про-
филь зуба, находящегося в средней
части протяжки; 3 — профиль послед-
него зуба, 4 — профиль впадины

Коррекционный расчет профиля зубьев эвольвентной шлицевой
протяжки заключается в следующем.

Для получения больших профильных углов, являющихся углами
бокового поднутрения на прямобочных шлицевых протяжках, доста-
точных для устранения трения боковых поверхностей зубьев, на за-
воде применяют задние хвостовики с большим подъемом: около
0,3 мм на 1000 мм длины протяжки.

Наблюдения за работой протяжек в производственных условиях
показали, чю прошлифованные с таким подъемом протяжки обла-
дают стойкостью, в 2—3 раза превышающей стойкость обычных
протяжек.

На рис. 5.11 показаны боковой эвольвентный профиль впадины
многошлицевого отверстия и профили отдельных зубьев протяжки,
расположенных в разных местах ее. При шлифовании протяжки
поднимали задний хвостовик. Профиль впадины детали образуется
сравнительно малыми участками профиля зубьев протяжки, распо-
ложенными у вершины. Длина этих участков равна подаче на зуб 8г
(штриховой линией показана вершина зуба, следующего за зубом
1). Большое число зубьев, обрабатывающих впадину, обеспечивает
хорошие качества боковой поверхности шлицев и геометрические
параметры профиля.

При таком способе изготовления протяжки профиль впадины
шлица детали огибает точки, лежащие на вершине каждого зуба.
Но если шлифовать боковой профиль зубьев протяжки кругом с
тем же эвольвентным профилем, что и у детали, то профиль зубьев
протяжки и, следовательно, впадина эвольвентного шлица детали
будут искажены.

Чтобы получить правильный профиль и требуемые размеры впа-
дины шлица детали, корректируют профиль абразивного круга, с
помощью которого шлифуют протяжку. Полученный профиль круга
является в то же время и боковым профилем всех режущих зубьев
протяжки. Порядок коррекции следующий. Сначала находят коор-
динаты трех точек эвольвенты — двух крайних и одной промежуточ-
ной. Затем, приняв определенное значение подъема заднего хвосто-
вика, находят их новые координаты. Теперь координаты этих точек
будут принадлежать уже не одному и тому же, а разным зубьям,
находящимся на некотором расстоянии от последнего режущего зу-
ба, принимаемого за базовый. Это расстояние зависит от отношения
принятого значения подъема заднего хвостовика ко всей длине про-
тяжки. Калибрующие зубья в расчет не принимают; они имеют оди-
Рис, 5.12.

Профиль впадин (или шлифовального круга), откорректированный с учетом
подъема заднего хвостовика (/), и эвольвенгный профиль (//)

наковый наружный диаметр. Это не сказывается на работе протяж-
ки, потому что эти зубья калибруют отверстие лишь по наружному
диаметру и не участвуют в формировании профиля. По последнему
калибрующему зубу расчет вести нельзя, так как при таком расче-
те размеры боковых профилей всех режущих зубьев оказываются
заниженными. Чистовые зубья, как и при расчете прямобочных шли-
цевых протяжек, не принимают во внимание.

Для расчета крайние точки эвольвентного профиля выбирают
следующим образом. Первую точку всегда берут на диаметре вы-
ступов детали О(1 или немного выше его. Положение второй край-
ней точки зависит от центрирования шлицевого соединения. При
центрировании по эвольвентным профилям шлицев (центрирование
по е по ГОСТ 6033—80) или по диаметру выступов Оа диаметр ок-
ружности, на которой должна находиться вторая крайняя точка,
примерно равен или немного больше наружного диаметра вала, со-
прягаемого с протягиваемым отверстием. Этот диаметр, как прави-
ло, несколько меньше диаметра последнего режущего зуба протяж-
ки. При центрировании по наружному диаметру И/ шлицевого от-
верстия вторая крайняя точка лежит на окружности, диаметр
которой совпадает с диаметром последнего чернового зуба.

При секционном построении протяжек расчет можно вести по
любому из зубьев секции (выкружки на прорезном зубе наносят
после шлифования профиля). Размер по роликам задают для лю-
бых зубьев. Все расчеты производят с точностью до 0,000001 мм
для линейных размеров и до Г — для угловых. Для рассматривае-
мого примера принимаем превышение заднего центра над передним
0,3 мм на 1000 мм длины.
Для расчета профиля выбираем диаметры окружностей, на ко-
торых находятся исходные точки. На рис. 5.12 приведены необхо-
димые для расчета положения профиля боковых поверхностей
зубьев протяжек в прямоугольной системе координат Ось избран-
ной системы является осью симметрии впадины между зубьями
протяжки Такое расположение осей соответствует положению про-
филя шлифовального круга при шлифовании зубьев. Исходный про-
филь— эвольвентный профиль шлицев готовой детали. Во избежа-
ние затемнения чертежа на нем не нанесены радиусы окружностей
выступов и впадин. С той же целью на чертеже не нанесены окруж-
ности избираемых точек.

Принимаем для расчета диаметры трех точек: первой крайней
точки 1)1 = 100,28 мм (соответствует наружному диаметру первого
зуба), второй точки /?2=105,04 мм (соответствует наружному диа-
метру тридцать пятого зуба) и третьей крайней точки 1?з= 109,79 мм
(соответствует наружному диаметру шетьдесят девятого зуба).

На чистовых зубьях подъем меньше, чем на черновых, чтобы
избежать некоторого искажения профиля на них, протяжку нужно
было бы шлифовать в две установки с разными подъемами задне-
го хвостовика. Но участок профиля, образуемый чистовыми зубья-
ми, очень мал — равен 0,06 мм и, кроме того, является нерабочим
(у сопрягаемой детали — вала — здесь радиус или фаска). По-
этому искажением профиля на этом участке можно пренебречь и
протяжку можно шлифовать в одну установку.

Находим координаты выбранных точек в системе ХОУ Для
этого нанесем точку г, лежащую на окружности радиуса с те-
кущими координатами х1 и уг:

^1 = ^1	4“	(5 47)

//< = /?, СОЗ (60 4-6/)-

Здесь 0О — угол между осью ОУ и радиусом-вектором начальной
точки эвольвенты °; угол 00 (рад) определяют по формуле

А Л	5 п	•

90=-------Л- — ту а3;

” г	а

0, — полярный угол эвольвенты в точке 4 угол 0, (рад) находят
по формуле

0/ а, — а,=1пу а,-,

а.
где а» — угол давления в точке I, соз а,= —— ;

0о 4-0,=57,29578	- у-1пу сц-^уа,);	(5.48)

0 М41593 _ У76 _0 014903=0 044416 рад.

0	20	100
Для всех трех точек

соз 04 =

-^^-=0,937069; а, = 20,43495°; 1пу «1 = 0,015934;

100,28	1

соз а2=0,894605; «,=26,54227°; шу а2= 0,036253;

105,04	2

СОЗ «3 =

—= 0,855900; а3=31,14066°; ту а3= 0,060700;

109,79

0о 4- 01 = 57,29578 (0,044416 4- 0,015934)=3,4578°;

0о 4- 02=57,29578 (0,044416 4- 0,036253)=4,621993°;

во 4- 0з=57,29578 (0,044416 4-0,06700)= 6,022703°;

Х1 = ^ 51п(0о4-01)=50,14 51л 3,4578°= 3,024094 мм;

У 1 = /?1 соз (0о4-0!)=5О,14 соз 3,4578°= 50,048745 мм;
х2=7?251п(0о4-02)=52,52з1п 4,621993°=4,232114 мм,
у2= /?2 соз (90 4- 02)=52,52 соз 4,621993°= 52,349204 мм;
х3=??з81п(в04-08)=54,895 81П 6,022703°= 5,759693 мм;
Уз=/?зсоз (0О 4- 03)=54,895 соз 6,0227ОЗ’=54,591979 мм.

Если бы протяжка была прошлифована обычным способом, т. е.
без поднятия заднего хвостовика, профиль всех зубьев ее был бы
одинаковым и точно соответствовал профилю шлицев детали *
эвольвенте. Толщина всех зубьев, измеренная в одном сечении, бы-
ла бы также одинаковой.

У протяжек, прошлифованных с поднятым хвостовиком, про-
филь боковых поверхностей одинаков, а толщина зубьев, измерен-

ная в одном сечении, различна.

На рис. 5.13 представлены
эвольвента профиля шлицев де-
тали — геометрическое место вер-
шин всех режущих зубьев про-
тяжки после шлифования и при
горизонтальном положении ее
оси (кривая //), а также огибаю-
щая вершин всех режущих
зубьев протяжки в процессе шли-
фования при поднятом заднем
хвостовике—профиль всех зубь-
ев протяжки и абразивного кру-
га (кривая III), После того как
протяжка прошлифована и ось
ее возвратилась в горизонталь-
ное положение, профиль послед-
него зуба занимает положение

Рис. 5.13.

Эвольвента профиля шлицев де-
тали и Профиль зубьев протяжки
кривой I. Точка Г принадлежит впадине этого зуба. При подня-
тии заднего хвостовика точка 1 первого зуба и точка Оь соот-
ветствующая центру окружности этого зуба, на вершине которо-
го находится точка 1, останутся на месте. Точка 3 последнего
зуба получает наибольшее смещение, равное Сэ, т. е. переходит
в положение 3" Такое же смещение получает центр окружности
вершин последнего зуба — точка О3.

При возвращении оси протяжки после шлифования в горизон-
тальное положение точка 1 первого зуба остается на месте, а точ-
ка 1 последнего зуба опускается на Сэ в точку 1' точка 3" возвра-
щается в исходное положение, т. е. в точку 3. На рис. 5.12 приведе-
на эта же кривая /, соответствующая горизонтальному положению
оси протяжки.

За исключением точки 3 (см. рис. 5.13) все точки профиля по-
следнего зуба опускаются ниже и образуют кривую /, по которой и
должен профилироваться абразивный круг. Так как последний зуб
имеет полный профиль, то именно его высота определяет рабочий
участок профиля круга. Кривую /, образованную опустившимися
точками профиля последнего зуба, и следует для упрощения заправ-
ки и контроля круга заменить дугой окружности.

Отклонение дуги окружности от кривой профиля последнего зу-
ба проверяют в двух дополнительных промежуточных точках, име-
ющих координаты, отличные от тех, по которым была построена
окружность. В случае получения отклонений больше 0,006 мм
подыскивают другую окружность или профиль разбивают на два
участка и находят две заменяющие окружности.

Для определения смещения каждой из взятых точек предвари-
тельно определяем смещение (мм), приходящееся на каждый зуб

ДС=
1000 го 1000

(5.49)

где &у—подъем заднего хвостовика (центра задней бабки) на
1000 мм длины протяжки, мм.

п	* ЛО	.л 0,3	760

В нашем случае принято ау=0,3 мм, поэтому ДС =	———=

= 0,003 мм.

Смещение ординаты любого зуба определяем по формуле

С( = ДС(г,.-1).	(5.50)

Для расчета по схеме, приведенной на рис. 5.11, за базовый
принят режущий зуб № 69 с диаметром Г>3= 109,95 мм; все отсче-
ты числа зубьев ведем теперь не от первого зуба протяжки, а от
зуба № 69.

В соответствии с этим для точек 1, 2 и 3 (рис. 5.12)

С, = Сэ = 0,003 (69 - 1)=0,204 мм;

С2= 0,003 (69— 35)=0,102 мм;

С3=0,003 (69- 69)=0.
Новые ординаты точек следующие:
любой точки у'^у.— С^

точки Гу'^у^ — С^49,844745 мм;

(5.51)
точки 2'#' = #2~6^ = 52,247204 мм;	к

точки З'#' = #з —6*3=54,591979 мм.

Для упрощения расчетов переносим начало координат в точ-
ку Г (см. рис. 5.13) и получаем новую систему координат.

Находим координаты точек в этой системе:

любой точки х^х^ —х/, #' = #'_.#';

точки 1Г х; = 0; #" = 0;

точки 2' х' = х2 — Х1=4,32114 —3,024094= 1,20802 мм;

#2=#' - #; = 52,247204 - 49,844745=2,402459 мм;

точки 3 х'=х3 — х1 = 5,759693 —3,024094=2,735599 мм;

#" = #' _ #; = 54,591979 - 49,844745 = 4,747234 мм.

Через эти точки проводим окружность, определив координаты
ее центра х0, уо и радиус гх. Эта окружность проходит через нача-
ло новой системы координат Г Координаты центра окружности и
радиус находим по формулам

х2 [(хз)2 + (#3)2] ~ х3 ((х2^2 9” (#г)2]	/ г гач

#0 =----------——---—-------------;	(о. Э2 /

2 (у3Х2	//2хз)

(х2)2 + (г/2)2 — 2//2г/о	/г:ко\

х0=--------------------;

2х2

'•1=К*о+^о-	(5-54)

Подставив соответствующие значения,	получим #о =

= —9,841642 мм; х0 = 22,565604 мм; гх =24,618374 мм.

Чтобы проверить, насколько точно заменяет дуга этой окружно-
сти кривую /, нужно определить ее отклонения от окружности в
двух точках профиля, которые не учитывали при расчете парамет-
ров окружности. Исходными точками будут точки 4 и 5 эвольвенты.
Диаметры окружностей, на которых расположены точки, следую-
щие: О4= 102,52 мм (зуб № 17) и Оз= 107,56 мм (зуб № 53). Ик
координаты и промежуточные параметры находим так же, как И
для других точек:

соз «4 = 0,916595; а4 = 23,56676°; 1пу а4=0,02488;
соз а3= 0,873645; а5=29,11494°; 1пу а5=0,048782;

0О + 64=3,970368°; 60 + 65= 5,339852°;

•у4=^4 51п (90+64)=3,549242 мм;

У4 = ^4 соз (90-{-94)—51,136976 мм;

•^5===-^?5 51п (^о "4“ 93)=5,004928 мм;

г/5=/?5со8(0о + М=53,546594 мм;

С4=0,156; С5=0,048; у4=50,980976 мм;

У'5 = 53,498594 мм; х4=0,525148 мм; г/4'= 1,136231 мм;

х'5= 1,980834 мм; у"5 = 3,653849 мм.

Вычисляем расстояния этих точек до центра заменяющей ок-
ружности по формулам

р<=]/ « —^о)2+ (?/" —Уо)2;	(5.55)

Р4=у4 (0,525148 - 22,565604)2 -|- (1,136231 + 9,841642)2=

= 24,623066 мм;

р5= У (1,980834 - 22,565604)2 -]- (3,653849 + 9,841642)2=

= 24,614244 мм.

Определяем искомые отклонения, которые представляют собой
разность между р4 и р5 и радиусом п заменяющей окружности:
Др4 = рд—?1= +0,004692 мм; Др5 = р5—Г1=—0,00413 мм. Для любой
точки

△ р/=р —(5.56)

Величины отклонений удовлетворительные, поэтому замену ис-
комого профиля дугой данной окружности считаем приемлемой.

Находим координаты центра заменяющей окружности в системе
ХОУ

х'0-х0~]-х1= 25,589698 мм; у'0=у'х~^у^=40,003103 мм.

Расчет размеров по роликам при коррекции
профиля по дуге окружности

Боковой профиль зубьев протяжки контролируют
размером по роликам. Контроль производят двумя или тремя ро-
ликами разных диаметров, которые касаются точек профиля впа-
дины между двумя соседними зубьями на разной высоте. Эти точ-
ки лежат примерно на высоте, равной одной трети, половине и двум
третям высоты профиля. Размеры по роликам рассчитывают для
Рис. 5.14.

Схема расчета размера по роликам (а) и проверки касания роликом дна впа-
дины (б)

последнего чернового зуба или зуба, принятого за базовый. Про-
филь впадины на других зубьях контролируют с помощью тех же
роликов. При этом размер по роликам изменяется на удвоенное
значение смещения для данного зуба относительно базового.

На рис. 5.14 представлен профиль впадины между смежными
шлицами базового зуба протяжки. Чтобы не делать дополнитель-
ных расчетов, для контроля профиля используют координаты точек
2, 4 и 5 (см. рис. 5.12), найденные раньше.

Для расчета нужно знать абсциссы в системе координат ХОУ:
х4 = 3,549242 мм; %2 = 4,232114 мм; х5 = 4,950267 мм.

Размеры (мм) роликов рассчитывают по формуле

Гр1.= -^-.	(5.57)

В дальнейшем вычисленные радиус и диаметр роликов обозна-
чаем гр и б/р, а принимаемые размеры стандартных роликов — /?р
и 7)р.

Для точек 4, 2 и 5:

гр4=3,964372 мм; с1^=7,92 мм;

гр2—4,878256 мм; 4/р2= 9,7565 мм;

гр5=5,985648 мм; б/р5= 11,9713 мм.

Для измерения принимаем стандартные ролики с размерами,
близкими к найденным, т. е. <ОР4 = 8 мм; 2)р2=10 мм; 7)р5=12 мм.

Размер (мм) по роликам на последнем черновом зубе (в рассма-
триваемом примере — предпоследнем) определяем по формулам:
для четного числа зубьев протяжки (по окружности)
^=2^4-2/,+^;	(5.58)

для нечетного числа зубьев

^, = 2(у' + /,)со5-^ +Л,	(5.59)

где М1 — размер по роликам для любой точки данного зуба; 1г —
расстояние по вертикали между центрами заменяющей окружно-
сти Ос и ролика Ср.

Из треугольника ОМСР находим

11 = 1/(г1 + ^)2-(х')2 .	(5.60)

Для точек 4, 2 и 5:

/4=12,813222 мм; /2= 14,913598 мм, /5= 16,845148 мм.

Находим размеры по роликам для точек 4, 2 и 5 на предпослед-
нем черновом зубе № 69, принятом за базовый:

М4= 113,632 мм; М2= 119,833 мм; Л45= 125,631 мм.

Профиль впадины следует проверять и на других зубьях. Про-
верка должна выполняться в двух—четырех разных местах по дли-
не протяжки. При этом нельзя допускать, чтобы ролик касался
вершин зубьев. Точки касания его с профилем должны находиться
приблизительно на 0,1—0,3 мм ниже вершин.

Для проверки профиля вблизи точки 4 (см. рис. 5.12), находя-
щейся на наружном диаметре зуба № 17, используем зуб № 21, на-
ружный диаметр которого больше на 0,56 мм. Для проверки профи-
ля вблизи точки 2 используем зуб № 39. На зубе № 39 профиль
будет проверен в двух точках, примерно соответствующих точкам
2 и 4 расчетного профиля. Профиль зуба № 55 проверяем в трех
точках, примерно соответствующих точкам 2, 4 и 5.

Найдем размеры по роликам на указанных зубьях с учетом их
смещения

Мг = М, ± Ц,	(5.61)

где М2 — размер по роликам на контролируемом зубе протяжки.

Знаком « + » в формуле (5.61) пользуются в тех случаях, когда
ролик передвигается вдоль протяжки в сторону переднего хвостови-
ка от базового зуба; знаком «—» — когда ролик движется на чисто-
вые или калибрующие зубья.

Для зуба № 21 в точке, соответствующей точке 4,

М4_21 = Л14 + 2С21= 113,632 + 2.0,003(69-21)== 113,920 мм.

Для зуба № 39

УИ4_39=+ 2С39= 113,632 + 2 • 0,003 (69 - 39) = 113,812;

ТИ2__39=Мг + 2С39= 119,833 + 2 • 0,003 (69- 39)= 120,013 мм.

Для зуба № 55

^4-55= /И4 + 2С55= 113,632 + 2.0,003 (69- 55)= 1 13,716 мм;
УИ2_55= м2 + 2С55= 119,833 + 0,084 = 119,917 мм;

7И5_55=Л154-2С55= 125,6314-0,084= 125,715 мм.

Необходимо проверить, не касается ли ролик наименьшего диа-
метра дна впадины. Проверочный расчет производят по формуле

Л4х-2Др>Пв>ш.	(5.62)

Для зуба № 21 при ролике наименьшего диаметра (Ор4 = 8 мм)
113,920—16 = 97, 920 мм, Двш=Ю0 мм, следовательно, ролик будет
касаться дна впадины. Для измерения этим роликом нужно сошли-
фовать часть его поверхности (см. рис. 5.14) на глубину

(^.ш-2Сх)-(^-.2Рр)

К=---------------------------Н,	(5.63)

где 6 — гарантийный зазор между роликом и дном впадины, прини-
мают 6 = 0,1—0,3 мм.

Подставив расчетные данные, получим

к= 99,88-2 0,003 (21- 1)-97,920 +0)2=1)12 мм.

Размер ролика от образующей до лыски /<\ = 8—1,12 = 6,88^
~6,9 мм.

На чертеже протяжки указывают подъем заднего центра на дли-
не от точки перехода переднего направления во впадину перед пер-
вым зубом до торца заднего направления. Это расстояние

ЬУ = Ь-Ь^(1-Ь)-/зхв = 1260—2864-(10 — 3) — 125 = 856 мм,
округляем: 7у = 860 мм.

Подъем заднего хвостовика С определяют по формуле

С=	860 0,26 мм.

1000	1000

Аппроксимация теоретической кривой
корригированной эвольвентной по двум точкам

Рассмотрим способ аппроксимации теоретической
кривой эвольвентной, проходящей через две точки так, что в этих
точках или их окрестности обе кривые имеют общие касательные.
При расчете пользуемся уравнением теоретической кривой

— К(/л24-у2 — ^Е)=ут~ / (х).	(5.64)

Здесь

(5-651
«2 А.

=	;	(5.66)

- ^-1
Рис. 5.15.

Построение для определения пара-
метров заменяющей эвольвенты по
двум ее точкам и касательным в них

ф— угол наклона от протяжки к
горизонтали при шлифовании бо-
кового профиля зубьев; X — по-
ловина угла между образующи-
ми конуса, проходящего по вер-
шинам черновых зубьев протяж-
ки; 7?/ и Яс-1— радиусы соответ-
ственно /-го и (I—1)-го зубьев;
2с и ?с~1 — аппликаты соответ-
ственно Лго и (I—1)-го зубьев.

На рис. 5.15 показаны точки
Ат и Ет теоретической кривой
Проведем через них эвольвенту
так, чтобы углы наклона каса-
тельных обеих кривых совпада-
ли. Центр основной окружности
аппроксимирующей эвольвенты
может лежать лишь на биссек-
трисах углов АТ/(ЕТ, 8КТ, АтК8,

ЕтКТ, образованных пересечением нормалей с кривыми в точках
Ат, Ет. Это следует из основного свойства эвольвенты, у которой
радиусы основной окружности должны быть перпендикулярны
нормалям ДтГ и Е^8, а расстояния от центра до этих нормалей
должны быть равны (01/7 = 01В = /?о); такими свойствами обла-
дают точки, лежащие на биссектрисах.

Интерес представляют только точки, лежащие на биссектрисе
угла Лт/С$, потому что основные окружности, центры которых ле-
жат на биссектрисе угла ЛТКЕТ, имеют малые диаметры (из-за
небольшого значения этого угла), и для получения эвольвенты^
проходящей через точки Лт и Ет, механизму правки круга нужно
было бы сделать много витков. Для упрощения приспособления
для правки круга необходимо, чтобы аппроксимация производи-
лась первым витком эвольвенты. Этому требованию могут отвечать
лишь определенные эвольвенты, центрами основных окружностей
которых служат дискретные точки, лежащие на биссектрисе О\К
угла АТК8.	_

Новые параметры Ло, х, у и р эвольвент, проходящих через точ-
ки Ет и Ат, удовлетворяют уравнениям вида

ха/ = /?0созт. ——т,) зт

____	_	(5.67)

Уа1 = #0 81П Т, + 7?о (? — хс) СОЗ + У,

где 1=А или Е, а индексом а отмечены координаты аппроксимиру-
ющих эвольвент.

Кроме указанных четырех параметров основной окружности
эвольвенты, уравнения (5.67) содержат два неизвестных значения
та и те переменной т, соответствующих точкам Ат и Ет. Поэтому
для определения шести неизвестных необходимо иметь еще два
138
уравнения, которые можно полу-
чить из условия, что аппроксими-
рующая эвольвента касается теоре-
тической кривой в точках Ат и Ет.
При этом можно ожидать почти
полного совпадения эвольвенты и
теоретической кривой почти на
всем ее участке АТЕГ (имеется в
виду, что теоретическая кривая ма-
ло отличается от эвольвенты).

В качестве дополнения к систе-
ме уравнения (5.67) может быть
использовано уравнение, которое в
общем виде записывается как

=	____КЯ°-	Рис. 5.16.

ь 1 ь 1 1 соз	Построение для определения

параметров заменяющей эволь-
(5.68)	венты при расположении цент-

ра ее основной окружности на

Центр окружности	аппроксими-	оси ОУ

рующей эвольвенты должен нахо-
диться на оси симметрии профиля протяжки. В этих целях нужно
смещать центр основной окружности по биссектрисе О\К (рис. 5.15
и 5.16) до тех пор, пока он не попадет на ось ординат. Аппрокси-
мирующая эвольвента при этом может сместиться так, что не
пройдет непосредственно через точки Ат и Ет, а окажется в ок-
рестностях этих точек. Однако углы наклона касательных в соот-
ветствующих точках останутся одинаковыми, так как центр
основной окружности будет оставаться на биссектрисе, а изме-
нится (увеличится) лишь радиус окружности. Такое решение
является приближенным, но, как показывают расчеты, точность
аппроксимации высока и вполне удовлетворяет практическим тре-
бованиям.

Расчет выполняют следующим образом: определяют координа-
ты точек Ат (хтА, уТА) и Ет(х?е, Уте) теоретической кривой, затем
находят углы та и те по формуле (5.68) и определяют параметры
у и р аппроксимирующей эвольвенты, проходящей в окрестно-
сти точек Ат и Ет так, что углы наклона касательных обеих кри-
вых в этих точках соответственно равны. На рис. 5.15 и 5.16 К —
точка пересечения нормалей с теоретической кривой в точках Ат
и Ег. Ее координаты хк и ук находят в результате совместного ре-
шения уравнений нормалей. Точку пересечения биссектрисы
О\К с осью ординат находят при % = х = 0 и принимают за центр
основной окружности аппроксимирующей эвольвенты. Величины
О\К и 7?о находят из треугольников ОХКЕ и О\КВ. Параметр р
определяют исходя из того, что аппроксимирующая эвольвента
должна пройти через одну из точек теоретической кривой. В этом
случае для определения р можно воспользоваться уравнениями
типа (5.67).
Погрешности аппроксимации измеряют от некоторых промежу-
точных точек А, С, Е теоретической кривой по нормали к корриги-
рованной эвольвенте и вычисляют по формуле

$	+ (У1г УУ ~	. 1^хгг + (У 1т ~ У}2 — ^0

----------=-------------агс!§-----------=-------------

\	/?о	/?0

—агс!§---4=—Н ), 1 = А, С, Е.	(5.69)

У1 — У /

Пример расчета корригированного профиля. Исходные данные
протягиваемого отверстия: ад = 30°; б/ = 70 мм; /?0 = 30,310875 мм;

л 5р

г=14; т = 5 мм; $р = 7,944 м; 0О= —	---туа(.

После подстановки соответствующих значений получим: 0О =
= 0,057163 рад = 3°16'31"

Параметры протяжки: 52 = 0,12 мм; /0=18 мм; 1.= 1400 мм;
/ = 765 мм (длина режущей части). Принимаем на профиле пять
точек А, В, С, В, Е, определяемых соответственно радиусами =
= 32,5 мм; /?в = 33,7 мм;	= 35,02 мм; /?п = 36,22 мм и =

= 37,42 мм, которые соответствуют зубьям № 1, 11, 22, 32 и 42.
Точки В и О служат для определения искомых параметров аппрок-
симирующей эвольвенты, точки А, С и Е — для расчета погрешно-
стей. Поэтому в выражениях для хк, Ук, увв, Вови и рв величины,
входящие в расчет, выделены индексами В и О. Вспомогательный
угол в плане на первом зубе в точке А принят равным ф1д = 0о56,58,/.

Предварительно подсчитывают значения аг- для всех пяти точек
из выражения соз = где вместо последовательно подстав-
ляем ВА, Ев, Вс, Кв и ЁЕ- Порядок расчета корригированного про-
филя зубьев протяжки представлен в табл. 5.3.

Расчет размеров по роликам при коррекции
профиля по дуге эвольвенты

При замене теоретического профиля зубьев про-
тяжки дугой эвольвенты, как и при замене его дугой окружности,
сначала определяют диаметры расчетных роликов, а затем вместо
них подбирают стандартные из набора роликов тридцати трех диа-
метров.

Расстояние от начала координат до предполагаемых точек кон-
такта расчетных роликов с профилем первого эвольвентного
зуба находят по формуле

(5.70)

где 9=1, 2, 3; и 2)лг— диаметры соответственно первого и по-
следнего зубьев.
5.3. Порядок расчета корригированного профиля зубьев протяжки

Расчетная формула	Параметр
Л л  3 = — - «0	р = 86°43'29"
/ =- А, В, С, О, Е	/а=64°33'33" /в = 58°52'59" 1с = 53°34'09" 11> = 49° 14'42" /е =45° 14'46"
Х„ = Ко [СС5 /, — (? — Л) 81П /,], 1 = А, В, С, Е>, Е	хг а =2,431869 хт в = 3,054607 хтс = 3,887818 хт в = 4,768107 Хте =5,758106
к =		  Ко (с<8 ?1Д соз /д — 81П /д)	К=0,04285775
С, = Й(/?д-/?,)  1 = А, В, С, О, Е	СА = 0,21086026 Св = 0,15943092 Сс=0,10285836 Св = 0,051429331 СЕ = 0,0000000
Уг1 = Ко [81П + (3 - *,) соз — С;] 1 = А, В, С, О, Е	Ут А = 32,198027 Ут в = 33,401847 Ут с = 34,700665 Ут б = 35,853355 Уте = 36,974323
- ‘8 (1 +	*°о , 1 - а, В, С, О, Е  СОЗ /у/?;	тд = 65°30'31" тв = 59°59'16" тс=54°47'41" тв=50°33'03" тв=46°36'45"
\У<в — УтО +хгвс1ЯТв — хгрс1§ Хр ХК—	.	.  с«2тг — с<я Тр	Хк = 18,801694
ук=- — с<етр(х/< — ХгО) + УхО	у к = 24,305813
. Тр + Тр  <УВО	ХкАё	2	+УА	Увб=— 2,8162168
Продолжение табл. 5.3

Расчетная формула	Параметр
-	соа 0,5 (Тд — тр)  А0ВО — *КВО	п	ч  соз 0,5 (гв -Н	Яо=32,889790
X	УтО —У —Лр81П То  0В—	_		 +то  Ло С05 То	Рв=86°56'19"
л	-  во = — — ?	8о=3°3'41"

бл = 0,0007334
бс = 0,0002927
6^=0,000092

6г _	( У' х1г + (у 1-1 ~ уу ~~

\	Ло

- аг<,е/^т+(^-^2-^0 _
Ло

— агс1§ ——т-— +0), I = А, С, Е

_______У1 — У______________

Ек8г
С* —	-

^0

С=0,40

Формулы для определения диаметров расчетных роликов выво-
дят следующим образом. Сначала с достаточной степенью точно-
сти рассчитывают углы (рис. 5.17):



(5.71)

далее определяют

~2^~ =	(б0 + °<7о) — (б0 + а^о) + б0;

1& (®0 4“ °<7о) — ($0 “Ь	1ПУ (®о 4“ 3<7о)’

откуда

2/?0 [1пу (90 4~°д0)~Ь

(5.72)

Из набора стандартных роликов выбирают наиболее близкие
по диаметру к расчетным роликам. Следует, однако, иметь в виду,
что минимальный диаметр стандартного ролика, пригодного для
измерения заменяющей эвольвенты, 4/^^ не может быть меньше
минимального диаметра расчетного ролика <ЛЯ , касающегося
эвольвенты в точке ее схода с основной окружности (рис. 5.18):

с1ч = 2А?о во-

Отш

(5.73)
Рис. 5.19.

Построение для опреде-
ления расстояния от оси
протяжки

Рис. 5.17.

Построение для опреде-
ления угла Одо

Рис. 5.18.

Построение для опреде-
ления минимального диа-
метра расчетного ролика
^дО т1п

После выбора стандартных роликов определяют углы
соответствующие этим роликам, с помощью уравнения

ШУ (004-3,)=	----ё0.	(5.74)

Расстояние от оси протяжки до центра ролика в сечении
первого эвольвентного зуба (рис. 5.19) находят по формуле

Ги=----------------4-*р	(5.75)

СО5 (0О + О,)

То же расстояние в сечении /-го зуба

Зная Т1д, можно рассчитать соответствующие размеры по роликам.

Размер в сечении первого зуба по роликам определяют по
формулам:

при четном числе шлицев г (рис. 5.20)

^=2Г1?+^:

(5.76)

при нечетном 2 (рис. 5.21)

(5.77)

^,= 2^008—^+^.
2г

Тот же размер в сечении г-го зуба находят по формулам:
при четном г

	(5.78>
при нечетном п	М/,=А119-2г(.1ёфсо5^-.	(5.79)
Рис. 5.20.

Схема определения размера по роли-
кам в сечении первого зуба при чет-
ном числе шлицев

Рис. 5.21.

Схема определения размера по роли-
кам в сечении первого зуба при не-
четном числе шлицев

Как уже отмечалось, для проверки профиля зубьев протяжки
в одном сечении задаются размеры по роликам разных (обычно
трех) диаметров. Диапазон размеров измерительных роликов дол-
жен быть по возможности максимальным, так как в этом случае
контролируется больший участок профиля зубьев и, следовательно,
обеспечивается более точная проверка профиля.

Требования, предъявляемые к стандартным
роликам

При измерении роликом диаметром требуемого
размера зуба с номером I необходимо прежде всего, чтобы точка
контакта ролика с профилем зуба приходилась на участок реально
существующего профиля. Это условие будет выполнено, если рас-
стояние от начала координат до точки контакта ролика диамет-
ром с профилем 1-го зуба будет меньше, чем радиус зуба. Коор-
динаты точек контакта роликов диаметром б/7 с профилем первого
эвольвентного зуба и их радиус определяют по формулам
(рис. 5.22).

Л1?=^о[С08Т?-(?-Г4)81ПТ?];

______	_	(э.оО)
^1?=^о[55п т? + (3 —Г9)СО8

4 + ^-	(5.81)

Абсцисса точки касания ролика с профилем г-го зуба такая же,
как и абсцисса точки касания ролика с профилем первого зуба, а
ордината уменьшается на величину следовательно,

₽/<,= У —	ф)2.	(5.82)
Рис. 5.22.

Построение для определения коорди-
нат точек контакта ролика диамет-
ром б/д с профилем первого эволь-
вентного зуба

Рис. 5.23.

Схема контактирования ролика с про-
филем зуба ниже его вершины

Необходимо, чтобы точка контакта была не на вершине зуба, а
на некотором расстоянии 61 (рис. 5.23), т. е. должно быть

(5.83)

где 61 = 0,1-4-0,3 мм.

Ролик, контролирующий профиль 1-го зуба, также не должен
касаться дна впадины между зубьями протяжки, другими словами,
расстояние от начала координат до дна впадины должно быть
меньше, чем расстояние от начала координат до крайней нижней
точки измеряющего ролика, т. е.

(5.84)
где

Л?=--------(5.85)

соз (00 +

Существуют два варианта обработки протяжки. В первом вари-
анте дно канавки в процессе обработки боковой поверхности зубь-
ев не шлифуют. Тогда не зависит от номера зуба, поэтому про-
верку условия (5.84) нужно производить только для последнего зу-
ба. Во втором варианте дно канавки шлифуют одновременно с
боковой поверхностью зубьев. Тогда размер от зуба к зубу ме-
няется на ту же величину, что и Л, поэтому условие (5.84) можно
проверять также на последнем зубе.

Если условие (5.84) не выполняется, ролик можно использовать,
предварительно сошлифовав на его поверхности лыску так, чтобы
он после этого не касался дна впадины между зубьями. Расстоя-
ние от верхней точки ролика до лыски

// = О,5Л^-/?,0-е2,	(5.86)
Рис. 5.24.

Схема контактирования
ролика с дном впадины
между зубьями протяж-
ки

где 82=0,1“-0,3 мм — заданный зазор ме-
жду дном впадины и лыской.

Ролик с лыской может оказаться не-
пригодным для измерения, если окажет-
ся сошлифованной та его часть, которая
должна касаться боковой поверхности
зуба, т. е. он в действительности будет
контактировать с боковой поверхностью
своими острыми кромками. Чтобы этого
не произошло, должно выполняться сле-
дующее условие (рис. 5.24):

Н — (14-81П ?«)—

>е3, (5 87)

где ез = О,24-О,5 мм.

Если условие (5.87) не выполняется,
следует использовать ролик большого
диаметра.
/2 Оптимизация параметров
Глава и. конструкции протяжки
и режима резания

Важнейшими конструктивными параметрами про-
тяжки являются подъемы на черновых, переходных и чистовых
зубьях. От выбора этих параметров зависят длина режущей части
и стойкость протяжки, а также качество деталей и технико-эконо-
мические показатели операции. В то же время подъемы на черно-
вых и чистовых зубьях протяжки являются параметрами режима
обработки и при оптимизации процесса не могут назначаться не-
зависимо от других режимных параметров, таких, как скорости ре-
зания черновыми и чистовыми зубьями. Поэтому расчет протяжки
необходимо совмещать с расчетом режима резания. Такая методи-
ка заложена в нормативах по режимам резания, однако нормативы
не могут содержать данных, позволяющих назначать оптимальные
сочетания подач и скоростей резания в конкретных производст-
венных условиях.

Протяжка — инструмент достаточно сложный и дорогой, для ее
изготовления требуется большой расход дефицитных инструмен-
тальных сталей и твердых сплавов. Поэтому вопросы оптимизации
конструктивных параметров протяжек и режима протягивания яв-
ляются актуальными, особенно при обработке заготовок из труд-
нообрабатываемых материалов, при применении уникальных (по
габаритам и сложности) протяжек, при массовом характере про-
изводства. В указанных случаях экономический эффект, получа-
емый от экспериментально-расчетных работ по оптимизации режим-
ных параметров, бывает особенно значительным и вполне оправ-
дывает дополнительные затраты на их проведение.

Технический прогресс в машиностроении сопровождается не-
прерывным совершенствованием конструкционных и инструменталь-
ных материалов, появлением новых конструкций протяжек и про-
тяжных станков с расширенными диапазонами скоростей протяги-
вания В этих условиях разработка методики оптимизации режим-
ных параметров при внутреннем протягивании является непремен-
ным условием повышения технико-экономической эффективности
технологических процессов

При оптимизации режимных параметров можно учитывать толь-
ко ту часть приведенных затрат на проведение операции протягива-
ния, которая изменяется при изменении указанных параметров Эта
часть затрат, отнесенная к одной заготовке, может быть найдена на
основе соотношения
С1=(ь+-ЕМ^+—(6.1)

где тр — время рабочего хода, мин; тСм — время простоя станка,
связанного с заменой протяжки при ее затуплении, мин; Е— при-
веденные затраты на эксплуатацию станка (без учета затрат на
режущий инструмент) и заработную плату рабочего, коп/мин; И —
приведенные затраты, обусловленные эксплуатацией протяжки за
один период ее стойкости (отрезок времени между отказами), вклю-
чая затраты на повторную заточку, коп. п3— число заготовок, об-
работанных за период стойкости.

Методика расчета показателей Е и И и необходимые числовые
данные приведены в работе [8].

Время рабочего хода на протяжных станках, имеющих устрой-
ство для переключения скорости резания перед прохождением чи-
стовой части протяжки,

__	^0	1	+ ^Ч.к ^З.н + ^З.х 4~ /д.п
р“ ЮОО^о "Г"	1000г7ч

где /о — длина черновой части протяжки, включая переходные
зубья, мм; — скорость резания при обработке черновыми зубь-
ями, м/мин; I — длина протягивания, мм; /ч.к — длина чистовой и
калибрующей частей протяжки, мм; /З.н, /З.х, /д.п— длина соответст-
венно задней направляющей, заднего хвостовика и дополнительно-
го перебега, мм; — скорость резания при обработке чистовыми
и калибрующими зубьями, м/мин.

Число заготовок, обработанных за период стойкости протяжки,

’Ц (6 2)

где Т — стойкость (средняя наработка между отказа, ми) протяжки,
выраженная в метрах обработанной поверхности.

Подставив зависимости (6.2) и (6.3) в (6.1), полу^чим

^=0,0012? | А + _Ь. + ЛЦ +	1	(6.4)

1^0	Т \ ^Е / 1

где /-]-/ч.к4'/з.н4_4.хН_/д.П'

В зависимости от конструкции протяжки и структуры цикла об-
работки два последних слагаемых в этой сумме мсэгут не учиты-
ваться.

Соотношение (6.4) называют целевой функцией- При оптими-
зации протягивания необходимо найти такую совокупность конст-
руктивных и режимных параметров, которая не пролживоречила бы
ни одному из наложенных ограничений и обеспечивала минималь-
ное значение целевой функции.

Правая часть выражения (6.4)—весьма сложная функция ре-
жимных и связанных с ними конструктивных парам ветров протяж-
ки, параметров, характеризующих заготовку и услов ия обработки.
Действительно, длина черновой части 10 зависит от припуска под
протягивание, способ# его распределения между черновыми, пере-
ходными и чистовыми зубьями, подачи на черновых (50) и пере-
ходных (5П) зубьях и таких конструктивных параметров, как шаг
черновых зубьев (^), число зубьев в секции (гс) и одновременно
участвующих в работе (гр), значения которых зависят от 50, I и
максимально допустимой СИЛЫ Протягивания (/^тах) Длина чисто-
вой части /ч.к зависит от распределения подачи на чистовых зубь-
ях, их числа, а также от связанных с максимальным значением по-
дачи 5Ч конструктивных параметров, таких, как шаг /ч, число ка-
либрующих зубьев и т. Д.

Стойкость — сложная функция всех режимных параметров у0>
Vч, 5о, 5Ч, связанных с ними конструктивных параметров протяжки
и геометрических параметров ее заточки. Величина И при протяги-
вании (в отличие от Других видов обработки) также зависит от
оптимизируемых параметров, в частности от 5о, 5Ч, а также свя-
занных с ними /о, Ач и т. д.

Указанные обстоятельства весьма затрудняют представление
целевой функции (6.4) в виде аналитически заданной функции че-
тырех аргументов (г/0, ач, 50, 5Ч) и поиск ее минимума известными
методами с учетом многочисленных ограничений, рассмотренных в
предыдущих разделах.

Весьма жесткие ограничения связаны с необходимостью полу-
чения требуемых точности и параметра шероховатости обработан-
ной поверхности и суммарной размерной стойкости протяжки (до-
пустимого числа ее повторных заточек) Эти ограничения практи-
чески однозначно определяют параметры чистовой части протяж-
ки— число чистовых, калибрующих (и выглаживающих) зубьев,
закономерность изменения их размеров, шаг и т. п. Поэтому гео-
метрические параметры чистовой части можно назначать исходя из
требуемого качества обработки на основе рекомендаций, изложен-
ных в предыдущих разделах. Это позволяет исключить из числа
оптимизируемых параметров режима максимальную подачу на
чистовых зубьях 5Ч (и поиск оптимального закона постепенного ее
уменьшения).

Наличие в современных станках устройств для переключения
скорости перед входом в заготовку чистовых зубьев позволяет на-
значать скорости резания для черновой и чистовой частей протяж-
ки автономно. Однако параметры режима резания для черновой и
чистовой частей должны быть связаны условием равной стойкости.

Это условие, обоснованное ранее, предусматривает различные
критерии затупления для черновых и чистовых зубьев в соответст-
вии с их функциональным назначением. Если для чистовых зубьев
критическое затупление определяется технологическими ограниче-
ниями, например, ухудшением качества обработанной поверхности,
то для черновых зубьев таким критерием является определенная
степень потери режущей способности, при которой резко возраста-
ют осевая сила, уровень вибраций, нагрев протяжки, затрудняется
отделение стружки и т. д. Преждевременная потеря режущей спо-
собности черновыми зубьями приводит к более интенсивному изна-
шиванию чистовых зубьев. Поэтому черновые зубья, изнашиваясь
более интенсивно, но имея и больший допустимый износ, должны
работать при таких параметрах режима (Зо, ^о), которые обеспе-
чивают их стойкость, не меньшую, чем у чистовых.

Следует отметить, что для существенного упрощения расчетов
условие равной стойкости в дальнейшем выражается равенством
Т0—Тч. Однако при правильном назначении припуска под протяги-
вание черновая часть протяжки будет иметь некоторый запас стой-
кости. Это объясняется тем, что при расчетном назначении припуска
число черновых зубьев протяжки будет определяться в основном
допуском размера отверстия перед протягиванием. Значительное
число первых черновых зубьев будет работать относительно редко.

Условие равной стойкости Г0(у0, 30)=7ч(^ч) позволяет пред-
ставить стойкость протяжки Т в целевой функции (6.4) любой из
указанных функций, т. е. выразить через параметры только черно-
вой или чистовой частей протяжки. Однако для решения задачи оп-
тимизации режимных параметров необходимо найти обе аналити-
ческие зависимости: Г0(^о, 30) и Гч(уч).

Аналитические зависимости Г(^) обычно находят путем мате-
матической обработки результатов эксперимента, по данным нор-
мативов или на основе результатов предыдущих исследований Пер-
вый способ дает, как правило, наиболее достоверные результаты и
наибольший эффект при расчетной оптимизации режима, однако
проведение экспериментов связано с затратами времени и средств,
кроме этого, при протягивании оно затруднено двумя обстоятель-
ствами: во-первых, протяжка еще не спроектирована, так как пода-
ча 30 на черновых зубьях является оптимизируемым параметром;
во-вторых, нужно получить две зависимости: Г0(у0, 30) и Гч(ач)«
Последняя зависимость может быть получена путем изготовления
экспериментальной протяжки, содержащей только чистовую часть,
и партии образцов с точно выполненным отверстием, обеспечива-
ющим назначенную подачу на первом чистовом зубе. Получение за-
висимости Го(^о, 50) при условиях, достаточно близких к производ-
ственным, возможно при изготовлении сборных протяжек со смен-
ными блоками зубьев. Когда использование таких протяжек
затруднено, приходится ограничиться экспериментальным опреде-
лением только зависимости Т0(у0) с применением либо стандартных
протяжек, либо протяжек, параметры черновой части которых
(30, /о и т. д.) рассчитаны по методике, изложенной в предыдущих
разделах, и обеспечивают минимальную длину режущей части про-
тяжки. Ниже будет показано, что оптимальная подача на черно-
вых зубьях 30*, обеспечивающая минимум целевой функции (6.4),
обычно близка к тому значению подачи 30/, при котором обеспе-
чивается минимум /о-

Это позволяет рассчитать (с допустимой погрешностью) инст-
рументальные затраты И и считать величину И заданным парамет-
ром целевой функции (6 4) наряду с параметром Е. В противном
случае необходимо было бы найти зависимость /7(50), что еще бо-
лее затруднило бы формирование и анализ целевой функции.


Рис. 6.1.

Стойкостные зависимости при внутреннем протягивании

Поскольку работоспособность протяжки в большей степени за-
висит от состояния ее чистовой части, особое внимание следует уде-
лять получению зависимости 7\(уч).

При обработке сталей зависимость Тч(уч), как правило, не мо-
нотонная, она имеет экстремум при уч = 204-25 м/мин. Следует
учитывать, что Гч выражается не в минутах, а в метрах обработан-
ной поверхности. Характерный вид указанной зависимости пока-
зан на рис. 6.1 (кривая У). На этом же рисунке нанесен характер-
ный график зависимости параметра шероховатости от скорости
резания чистовой частью рассматриваемой протяжки (кривая 2).
Эта зависимость также имеет экстремальный характер. Проведя
прямую Ка=Катах (где Кат&х — максимально допустимое значение
параметра шероховатости), получим запрещенную этим ограниче-
нием область у3—Уб. Второе ограничение — по минимальной скоро-
сти (У1) обусловлено требуемой производительностью обработки.
Областью, «запрещенной» этим ограничением, будет та, где уч<уь

Третье ограничение — по допустимому расходу инструмента—•
вызвано дефицитностью инструментальных материалов и высокой
сложностью (и трудоемкостью) изготовления протяжки. Проведя
прямую Тч=Ттт, получим точки у2, У4, ^6- В этом случае допусти-
мая область скорости резания уч состоит из двух интервалов:
У1—у2 и у5—уб. На основании паспортных данных станка ограничим
максимальную скорость протягивания. Если станок не предназна-
чен для скоростного протягивания (ограничение уСТ1), то допусти-
мой будет область У1—у2. Если же станок имеет широкий диапазон
скоростей (ограничение уРТ2), то допустимая область уч будет со-
стоять из У1—у2 и Уб—у6. В зависимости от конкретных условий
обработки положение точек на оси уч, соответствующих рассматри-
ваемым ограничениям, может быть и иным, но это не имеет прин-
ципиального значения, так как всегда могут быть выделены актив-
ные ограничения, формирующие границы допустимой области.
Рис. 6.3.

Изменение неполных за-
трат на обработку в за-
висимости от стойкости
чистовой части протяжки

Рис. 6.2.	р

Область определения це- *
левой функции

Характер зависимости Т’о(го), как правило, принципиально не
отличается от характера зависимости Тч(ьч), однако для оптими-
зации режимных параметров протяжки должна быть известна за-
висимость То(1>о, 30), которая на рис. 6.1 может быть представлена
семейством кривых Т’о(по), построенных для различных подач. На
рис. 6.1 представлено всего две таких кривых — 3 и 4, которые рас-
положены выьпе и ниже кривой 1. Характер изменения стойкости
от подачи $о, 1<ак правило, монотонно убывающий, поэтому кривая
3 соответствует меньшему (по сравнению с кривой 4) значению по-
дачи. Ограничение Т^Ттп действует и по отношению к стойкости
черновой части, поэтому допустимая область изменения парамет-
ров $о, такя<е неодносвязна. Следует отметить, что границы этой
области формируются и другими ограничениями, в частности рас-
смотренными И предыдущих разделах ограничениями на подачу 50.

Ограничение по параметру шероховатости здесь менее жесткое и,
как правило, не влияет на формирование границ допустимой обла-
сти о0—$о- Это объясняется тем, что черновые зубья не формируют
окончательный профиль обработанной поверхности и должны обес-
печивать только отсутствие таких дефектов, которые не могут быть
удалены переходными и чистовыми зубьями.

Таким образом, можно сказать, что в общем случае область су-
ществования нелевой функции (6.4) в координатах гч—г0—$о не-
односвязна. Обычно она состоит из четырех односвязных областей,
сечения которых при некотором значении 50 могут быть представ-
лены в виде четырех прямоугольников (рис. 6.2) на плоскости
Го—Пч- В частном случае, при использовании станка с узким диапа-
зоном скоростей (до 15 м/мин), область существования целевой
функции (6.4) односвязна и соответствует прямоугольнику / на
рис 6.2. При использовании станка с широким диапазоном скоро-
стей минимум целевой функции может лежать в любой из четырех
односвязных областей — 1, 2, 3, 4. Однако характер зависимостей
Тч(оч) и То(ио’ $о)> как правило, таков, что исключает нахождение
минимума целевой функции в областях 3 и 4. Действительно, ми-
нимум целевой функции (6.4) будет находиться в области 4 толь-
ко в том случае, если характер зависимости суммы ее двух послед-
них слагаемых, обозначенной Сч, от Тч, таков, как показано на
рис. 6.3, т. е. глобальный минимум Сч соответствует Тч*^Тд. Сле-
152
дует отметить, что разрыв функции СЧ(ГЧ) при ТЧ=ТА объясняется
неоднозначностью функции Гч(^ч) —см. рис. 6.1.

Вторым условием нахождения минимума целевой функции в об-
ласти 4 является возможность поддерживать достаточно высокие
значения (при соответствующем снижении 5о) при выполнении
равенства ГО=ТЧ. Возможность выполнения двух указанных усло-
вий маловероятна. Если не выполняется первое условие, т. е. гло-
бальный минимум Сч лежит правее ТА (см. пунктирную кривую на
рис. 6.3), то минимум целевой функции перемещается в область 2;
если не выполняется второе условие — в область /.

Минимум целевой функции (6.4) может находиться в области 3
(см. рис. 6.2) при одновременном выполнении также двух условий:
во-первых, необходимо, чтобы глобальный минимум Сч лежал пра-
вее ТА (рис. 6.3), что обычно имеет место; во-вторых, для выполне-
ния условия равной стойкости (Го=7ч) необходимо значительно
снижать Уо, поскольку делать это за счет подачи нерационально с
позиций минимизации целевой функции (6.4). Этот случай соответ-
ствует точкам К и Ь на рис. 6.1. Вероятность его также мала, так
как на практике при обычно имеется запас по стойкости
черновой части при выборе подачи 50 из условия минимизации
длины протяжки.

Серединой интервала, на котором необходимо найти зависи-
мость Го(5о), следует принять подачу $0/, при которой длина чер-
новой части /0 минимальна. Это значение подачи можно находить
на основе расчетов, методика которых изложена в предыдущих раз-
делах. Результаты этих расчетов должны быть использованы и для
нахождения аналитической зависимости /о(^о), необходимой для
расчетной оптимизации режимных параметров.

В простейшем случае, когда расчетные значения числа черно-
вых (г0) и переходных (гп) зубьев, числа зубьев в секции (гс) и
числа одновременно работающих зубьев (гр) получаются целыми,
расчетное значение шага черновых и переходных зубьев (/0) соот-
ветствует стандартному (или не округляется до него), а максималь-
ная сила (Ртах) ограничена возможностями станка, зависимость
/о(5о) находят на основе следующих соотношений:

^0 (^0 ^п) А)’ ^0 “Ь	п)’ ~с ==	^*$о)/^тах’

(6.5)
гр=/0 = 2,66/г, 11 = У^л-хК18й,

в которыхЛо — припуск, срезаемый черновой частью протяжки;
Кп— поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение пода-
чи на переходных зубьях; 2)— диаметр протягивания; Кр — попра-
вочный коэффициент, учитывающий условия обработки; а + Ь80 —
эмпирическая зависимость удельной силы резания (приходящейся
на 1 мм режущей кромки) от подачи; 1г — глубина стружечной ка-
навки; К — коэффициент помещаемости стружки.
В результате совместного решения приведенных выше уравне-
ний получается зависимость

+ *)('+3/^)-	(М)

Эта зависимость имеет экстремальный характер, и из нее может
быть найдено 50ь обеспечивающее минимальную длину /0. Однако
ввиду того, что при реальном расчете протяжки необходимо округ-
лять величины г0, гп, гР, /о, перераспределять остаточный припуск
между черновыми, переходными и чистовыми зубьями, вводить ог-
раничения по суммарной .размерной стойкости протяжки, расчет-
ная зависимость /о(5о) представляет собой таблично заданную
функцию. Однако ее экстремальный характер сохраняется. Расчет-
ную зависимость /о(5о), заданную таблично, будем аппроксимиро-
вать достаточно простой функцией:

1а=а8«ьес8°.	(6.7)

Минимум этой функции достигается при 5о=5ог=&/с.

Приведенные выше соображения позволяют на основе целевой
функции (6.4) следующим образом сформулировать задачу опти-
мизации режимных параметров при протягивании. В заданной об-
ласти необходимо найти совокупность режимных параметров (у0*,
50*, Уч*), обеспечивающих минимальное значение функции

2 „ч а8^еС8° . -Ь. । Н^+И/Е)
с^о,	80,	ъч)- —+ ,ч + —Тч^ч)---------------	(6-8>

при следующих дополнительных условиях:

Гч(-»ч)=7’о('»о, <$о);	(6.9)

•»ч=г>о-	(6.10)

Первое условие	— равная стойкость чистовой и	черновой частей

протяжки. Второе условие справедливо только при расчете режим-
ных параметров станков, не имеющих устройства для переключе-
ния скорости во время рабочего хода.

Область задания функции (6.8) в общем случае является неод-
носвязной; она состоит из двух односвязных замкнутых областей,
границы которых определяются двумя замкнутыми интервалами
допустимых скоростей протягивания (см. рис. 6.2). Задачу будем
решать для каждой замкнутой области отдельно, а затем, сравни-
вая результаты, будем принимать ту совокупность режимных пара-
метров, которая обеспечивает наименьшее из двух полученных
значений целевой функции. Для поиска оптимального сочетания
режимных параметров в каждой области будем решать задачу на-
хождения условного минимума функции (6.8) при дополнительных
условиях по двум вариантам: а) учитывая только условие (6.9);
б) учитывая условия (6.9) и (6.10). Для первой области (соответ-
ствующей для скорости интервалу —г?2 на рис. 6.1) примем ап-
проксимацию стойкостных зависимостей степенными функциями:

(б.и)

т0=—^—.	(6.12)'

^0 $0

Для второй области (^5^цч^^б) стойкостные зависимости бу-
дем аппроксимировать произведениями степенных и показательных
Функций [6]:

Тч=ачъ^~с^ч-	(6.13)

'Г __ ~	с—&

10—бХд'Уо е о о

(6-14)

Рассмотрим решение поставленной задачи. Начнем с решения
при условиях (6.9), (6.11), (6.12). Из этих условий следует, что

1 п У

ъ0=(В0/Вч)х V* 80

В этом случае функция (6.8) принимает вид

о е'5° I	, /(ТС«+И/Е)	„

-----Г +	+----В-------

(6.15)

(6.16)

(В0/Вч) х Vх

ТТ ч	дС	С

паидя выражение частных производных --------- и------ и при-

равняв их нулю, получим два уравнения для определения опти-
мальных значений 50* и уч*. Из первого находим

Г»*_ Ь

°~Т

У
сх

(6-17)

Сравнение выражений 8^1—Ь!с и (6.17) показывает, что 50/—
—&ъ*^у1 (сх) Это та поправка, которую следует учесть при расче-
те параметров протяжки, в том числе при определении инструмен-
тальных затрат И. Следует отметить, что такой результат расчета
*$о* получается лишь в тех случаях, когда можно использовать весь-
ма простые аппроксимации (6.11), (6.12). Но даже в этом случае
для определения приходится решать уравнение с дробными по-
казателями степени

В котором



х (ВО/ВЧГ

(6.18)

(6.19)
а 50 определяется выражением (6.17).

Если не учитывать второе слагаемое в левой части выражения
(6.18) ввиду малости показателя степени (1—п/х), то

в’ ~ Г-------------!----1^+Г	(6.20)

4 I I п (хп+ИЕ)]

Если стойкость протяжки измерять не в метрах, а в минутах
Тч м =	=	), то на основании выражений (6 11) и (6 20)

/

можно найти

(6.21)

Выражение (6.21) отличается от традиционного выражения
«экономической» стойкости сомножителем 1/Ьч. Это, в частности,
свидетельствует о том, что «экономическая» стойкость протяжки
зависит не только от тсм, И, Е, п, но и от длины протягивания I
даже в том случае, если п, Вч, Ьч при изменении I не изменяются.

В уравнении (6.18) показатель степени во втором слагаемом
1—п/х>0, так как в выражениях (6 11), (6.12) обычно п<х. По-
скольку по условиям задачи Л>0, учет второго слагаемого дает

Ч^[ I п

(тСм -г И/Е) .

(6.22)

Правая часть последнего выражения соответствует оптималь-
ной скорости резания чистовой частью протяжки без учета условия
равной стойкости (6.9). Значение правой части может быть полу-
чено при минимизации целевой функции (6.8) без учета первого
слагаемого в правой части. Как следует из выражения (6.22), для
обеспечения условия равной стойкости необходимо несколько уве-
личить скорость (и уменьшить стойкость Тч) для достижения
оптимального компромисса между стойкостями Тч и 70.

После нахождения 8о* и ^ч* из уравнений (6.17) и (6.18) под-
ставим их значения в уравнение (6.15) и найдем о0*

Рассмотрим вариант, в котором учитываются оба дополнитель-
ных условия— (6.9) и (6.10) Стойкостные зависимости по-преж-
нему принимаем в виде степенных функций (6.11) и (6.12). Из от-
ношений (6.9) — (6 12) следует, что

1 У

Ъ=(ВМ»-*8ГХ	(6.23)

Используя соотношения (6.8), (6.10), (6.11), (6.23), можно най-
ти функцию С(50), минимум которой, отыскиваемый традиционны-
ми методами, и будет соответствовать оптимальному значению 50*.
Подставив это значение в правую часть выражения (6.23), найдем
оптимальную скорость резания ^0* = г?ч* Однако функция С(50)

„	АС р.

получается достаточно сложной, копни уравнения—-— =0 можно
найти только численными методами.
Использование другого метода отыска-
ния условного минимума функции
(6.8) при условиях (6.9) и (6.10) —
с помощью неопределенных множите-
лей Лагранжа — приводит к тем же
сложностям. Отсутствие аналитическо-
го выражения для 30*л подобного, на-
пример, выражению (6.17), делает
оба упомянутых метода малопригод-
ными для инженерного анализа зави-
симости значений 50т и от усло-
вий проведения операции. Поскольку
оба метода предполагают использова-

ние. 6.4.

Построение для нахожде-
ния оптимального режима
при условиях (6.9)—(6.12)

ние численных методов решения урав-

нений, то они в данном случае ничем не лучше прямого числен-
ного метода отыскания минимума функции С(30). Если же ка-
ким-либо косвенным методом найти хорошее начальное прибли-
жение Зон, то прямой метод поиска минимума функции С(50)
является предпочтительным. Речь идет о конкретной функции, о
которой известно, что в рассматриваемой области она имеет один

экстремум, и этот экстремум является минимумом.

Один из методов нахождения начального приближения 30и со-
стоит в следующем. С учетом условий (6.9) и (6.10) разобьем пра-
вую часть функции (6.8) на два слагаемых

Со —

а8йьес8°
^0

(6.24)

। I (тсм 7//Е)

^0	$о)

(6 25)

Из условий (6.9) и (6.10) при использовании зависимостей
(6.11) и (6.12) вытекает уравнение линии связи, на которой отыс-
киваем условный минимум функции (6.8). Это уравнение получено
нами ранее [(6.23)]. На рис. 6.4 уравнению (6.23) соответствует
гипербола 1. На этом же рисунке нанесены линии равного уровня
функции (6.24). Все эти линии имеют минимум при 80 = 801=Ь/с.

Точке К, в которой линия связи / касается одной из линий рав-
ного уровня С0=сопз1, соответствует условный минимум функции
(6.24) при связях (6.9) и (6.10) Задача состоит в том, чтобы най-
ти на линии 1 точку, соответствующую условному минимуму не
функции (6.24), а функции (6.8). Поэтому точка К является на-
чальным приближением. Координаты этой точки (30н, ^он)
находят из условия равенства угловых коэффициентов касатель-
ных к линии связи 1 и линии равного уровня. Из уравнения (6 24)
при С0 = сопз4 находим

-^2- = — Зо"6-1 е^о (с80 - Ь).	(6.26)
Из уравнения (6.23) определяем

1	у

-^о_=	(6.27)

\ Во ) п — х о

Приравняв правые части уравнений (6.26) и (6.27), получим
трансцендентное уравнение, из которого можно найти Зон, а затем
^он из уравнения (6.23) Не решая трансцендентного уравнения,
можно оценить 5он« Как было определено ранее, п<х, поэтому
правая часть уравнения (6.27) отрицательна, что вполне соответст-
вует угловому коэффициенту любой касательной к гиперболе 1 на
рис. 6.4. Так как правая часть уравнения (6.26) отрицательна, то
50н<Ь/^, что также находится в полном соответствии с геометри-
ческой интерпретацией уравнения (6.26). Действительно, отрица-
тельный угловой коэффициент касательных имеют только левые
ветви кривых С0=сопз1:. Проведенная оценка позволила опреде-
лить, что точка К начального приближения лежит левее точки /V,
соответствующей подаче 8ы=Ь1с.

Определим, в каком направлении следует двигаться вдоль ли-
нии связи 1 от начальной точки К для достижения условного ми-
нимума функции (6.8). Очевидно, что при движении вправо, т. е.
при увеличении 50 и уменьшении о0 второе слагаемое целевой
функции (6.8), зависящее только от оч=г?о будет увеличиваться.
Движение в любом направлении, в том числе вправо, увеличивает
значение первого слагаемого, так как точка К — точка условного
минимума этого слагаемого. Однако движение вправо может ока-
заться правильным, если стойкость Тч(^ч) = 7'о(^о, 5о) будет при
этом увеличиваться, уменьшая тем самым последнее слагаемое.

Определим, как изменяется стойкость протяжки вдоль линии
связи (6.23). Для этого подставим зависимость (6.23) в выражение-
(6.12) и после преобразования получим

х пУ

Т.= Тч = В.{Вч!В^-~^ 50	•	(6.28}

Поскольку все величины в показателе степени при 50 в послед-
нем выражении положительны, а х>п, то при увеличении $0 (и со-
ответствующем линии 1 уменьшении ц0) стойкость увеличивается.
При Этом, как правило, показатель степени ——— 1.

х — п

Таким образом, при движении вдоль линии связи от точки К в
сторону увеличения 50 величина ТО=ТЧ увеличивается, уменьшая
последнее слагаемое в правой части функции (6.8) Однако при
этом увеличиваются два первых слагаемых. Поэтому условный
минимум целевой функции (6.8) может лежать как левее, так и
правее точки К на рис. 6.4. Но при протягивании удельный вес по-
следнего слагаемого в целевой функции (6.8), как правило, наи-
больший. Поэтому в большинстве случаев условный минимум це-
левой функции (6.8) лежит на линии связи 1 правее точки К. При
этом не исключены случаи, когда точка условного минимума лежит
158
правее и точки Ы, соответствующей 8^=Ь/с. Это может иметь мес-
то при большем отношении числителя последнего слагаемого в пра-
вой части целевой функции (6.8) к сумме числителей двух первых
слагаемых:

!^=-72-Г|'^+-4)-	(6.29)

Ьч “г \	/

В результате анализа целевой функции (6.8) при аппроксима-
циях (6.11), (6.12) можно сделать следующие выводы. Если ско-
рость резания может назначаться независимо от рч, то опти-
мальная подача определяется выражением (6.17) и не зависит от
технико-экономических показателей операции (/, Ач, Тем, И, Е).
Она определяется только параметрами аппроксимирующих функ-
ций /о(5о), То(^о, 50) и всегда меньше 5оф Технико-экономические
показатели определяют оптимальные скорости резания 1)ч* и
[см. (6.20) и (6.15)].

При наличии же дополнительной связи (6.10), т. е. при протяги-
вании с постоянной скоростью резания, г?0* и $0* зависят от техни-
ко-экономических показателей операции. При этом 50* обычно
меньше 50/, но в редких случаях может и превосходить это значе-
ние. Аппроксимирующая функция /о($о), вошедшая в целевую функ-
цию (6.8), построена на основе расчетных данных, учитывающих
все ограничения на подачу. Однако она справедлива в ограничен-
ном диапазоне 50тш—5отах (см. рис. 6.4).

Если при движении вдоль линии связи 1 будет нарушено какое-
либо из этих ограничений, следует уточнить зависимость /о($о), про-
ведя дополнительные расчеты длины черновой части при подачах,
соответствующих тому ограничению, которого мы достигли, и по-
вторить оптимизационные расчеты по приведенной выше методике.
Следует отметить, что указанные случаи весьма редки, так как оп-
тимальная подача, как правило, лежит достаточно близко к 50/. Од-
нако, учитывая предыдущие результаты, середину интервала опре-
деления функции /о(5о) следует сдвинуть несколько левее по отно-
шению к тому значению подачи (50/), при котором длина черновой
части протяжки минимальна.

В соответствии с рис. 6.1 следует ввести ограничения и на ско-
рость резания. На рассматриваемом интервале эти ограничения
и Введем эти ограничения и на рис. 6.4. Если при движении
вдоль линии связи 1 мы достигаем какого-либо из указанных ог-
раничений, то из этого следует, что своего наименьшего значения
целевая функция (6.8) при связях (6.9) и (6.10) достигает на со-
ответствующей границе.

Найдем условный минимум функции (6.8) при условиях (6.9)
и (6.10) во второй замкнутой области ее определения, где приняты
аппроксимации (6.13), (6.14). Приравнивая правые части этих вы-
ражений и учитывая условие (6.10), получим уравнение линии
<связи

ь0-ьч сч—с0

80=(а0/ач) х ъ0 « е «	.	(6.30)
Рис. 6.5.

Построение для нахождения опти-
мального режима при условиях (6.9),
(6.10), (6.13), (6.14)

В зависимости от знаков и соотношения показателей степени
уравнение (6.30) может описывать кривые 5о = /(уо), имеющие
вид гиперболы (рис. 6.5, а), параболы (рис. 6.5, б) или имеющие
экстремальный вид с точкой минимума (рис. 6.5, в) или максимума
(6.5, г). В двух последних случаях экстремума линия связи дости-
гает при ^0= -ч ~^° Определим, как изменяется стойкость вдоль

С* ц •

линии связи. Совместное решение уравнений (6.14) и (6.30) дает

Т0 = ачъ0^е~сч\	(6.31)

Сравнивая выражения (6.31) и (6.13), видим, что условия То =
= ТЧ и ц0=оч вынуждают таким образом выбирать подачу 50 в
зависимости от [согласно уравнению (6.30)], что стойкость чер-
новой части протяжки изменяется в зависимости от скорости про-
тягивания ^о=^ч точно так же, как стойкость чистовой части.

Максимум стойкости имеет место при т>0П1 = т\.11Л= Эта

точка (точка А на рис. 6.1 или точка Л11 или М2 на рис. 6.5, а) со-
ответствует минимуму последнего слагаемого целевой функции
(6.8) и максимальному числу заготовок, обработанных за период
стойкости протяжки. Если точка М\ максимума стойкости лежит
ниже точки К касания линии связи с одной из линий равного уров-
ня первого слагаемого целевой функции (6.8), то можно утверж-
дать, что точка условного минимума функции (6.8) лежит между
ними. Действительно, при движении от точки начального прибли-
жения Л41 вверх мы приближаемся к точке К условного минимума
первого слагаемого целевой функции (6.8) и уменьшаем второе ее
слагаемое (при этом последнее слагаемое увеличивается)

Если же точка М2 условного минимума последнего слагаемого
лежит выше точки К, то возможен случай, при котором целесооб-
разно движение не к точке К, а в противоположную сторону. Одна-
ко такой случай может встретиться весьма редко, так как влияние
второго слагаемого на значение функции (6.8), как правило, на-
много меньше влияния первого и последнего слагаемых. Поэтому в
большинстве случаев функция (6.8) будет убывать при движении
от точки М2 к точке /С, несмотря на увеличение двух ее последних
слагаемых, и условный минимум функции (6.8) соответствует не-
которой точке, лежащей между точками М2 и К.

Рассмотрим случай, когда оба показателя степени в уравнении
линии связи (6.30) положительны (рис. 6.5, б) Здесь линия связи
имеет положительный угловой коэффициент касательной и в зави-
симости от соотношения показателей степени может быть выпуклой,
вогнутой или иметь точку перегиба (последний случай на рис.
6.5, б не показан). Так же как и в предыдущем случае, точка М
максимума стойкости на линии связи может располагаться как
ниже, так и выше точки К условного экстремума первого слага-
емого. В первом случае (точка или М2) направление движения
от начальной точки определяется однозначно — в сторону увеличе-
ния скорости, т. е. к точке К\ (или К?). Во втором случае (точки
М3 или М4) согласно предыдущим рассуждениям в большинстве
случаев необходимо также двигаться к точке К1 (или К2)

В случаях, когда показатели степени в уравнении (6.30) имеют
различные знаки (рис. 6.5, в, г), линия связи 5о(^о) имеет экстре-
мум при ?>0= ~.

Сч — Со

Напомним, что максимум стойкости на линии связи имеет место
при Ч)пл— * Ои соответствует одной из точек М1 на рис. 6.5, в, г.
Сч

Точки М, могут иметь любое расположение относительно точек экс-
тремумов линий С0=соп81 и линий связи. Как и в предыдущих слу-
чаях, точка условного экстремума функции (6.8) в подавляющем
большинстве случаев лежит между точками Мг и Кг. Для точек М\
и на рис. 6.5, в, г это утверждение справедливо во всех случаях.

Отметим, что варианты, изображенные на рис. 6.5, в, г, не отли-
чаются от вариантов на рис. 6.5, а, б, тогда, когда экстремума ли-
ния связи достигает при г>0=	~~	<^0, поскольку практическое

Сч — Со

значение (у0>0) имеют только верхние ветви кривых (6.30), со-
держащие точки М2, Л44.

Условный экстремум функции (6.8) при условиях (6.9) и (6.10)
в некоторых случаях (начальная точка М2 на рис. 6.5, а и началь-
ные точки М3 и М4 на рис. 6.5, б, в, г) соответствует ач=а0<Оопл =
= ^Чпл, т. е. лежит левее точки А на рис. 6.1, что является сущест-
венным отличием оптимизации протягивания по сравнению с опти-
Рис. 6.6.

Построение для нахождения
оптимального режима при усло-
виях (6.9), (6.13), (6.14)

мизацией других видов обработки. Это
является одной из причин выбора ап-
проксимирующих функций (6.13),
(6.14), описывающих экстремальное
(при соответствующем подборе пока-
зателей степени) изменение стойкости
в зависимости от скорости протяги-
вания.

Рассмотрим методику нахождения
условного минимума целевой функции

(6.8)	при аппроксимациях (6.13),
(6.14) и наличии только одной связи

(6.9),	т. е. при обработке на станке,
имеющем широкий диапазон скоро-
стей и устройство для переключения
скорости во время рабочего хода.

На основе уравнений (6.9) и (6.14)

запишем условие равной стойкости

.	.	1	^0 Со^О

( а°	е к"

(6.32)

Функция Зо(^о)> определяемая уравнением (6.32), имеет макси-
мум при Оо — Ьо/Со, положение которого не зависит от Тч. Поверх-
ность (а не линия, как в предыдущем случае) связи на плоскости
50—V® изображается семейством кривых, построенных по уравне-
нию (6.32) при конкретных значениях Тч. Эти кривые показаны на
рис. 6.6.

Поскольку каждому значению Vч соответствует свое значение Тч,
то указанное семейство кривых можно рассматривать как линии
равного уровня седлообразной поверхности связи Р (у0, «$о, ^ч)-
Зависимость Т'ч(^ч) согласно выражению (6.13) имеет максимум
при Vч—Ьч/Сч, поэтому крайняя левая кривая на рис 6.6 соответ-
ствует ^=ЬЧ/СЧ и Тч=Тчгпах. Одна из кривых, расположенных пра-
вее, соответствует такой стойкости 7\* = Т0*, при которой функция
(6.8) имеет условный минимум.

Отыскивать это значение стойкости и соответствующие ему зна-
чения у0*> $о*, ^ч* приходится так же, как и в предыдущих случаях,
численными методами. Начальное приближение к точке оптимума
(у0*,	^ч*) будем находить на основе следующих рассуждений.

Для рассматриваемых условий сформулируем вспомогательную це-
левую функцию

/°   I	(^см 4~ И /Е)	/ /?

в которой функция Тч(^ч) определена уравнением (6.13). Находим
производную с1Сч1с1ич, приравниваем ее нулю и после преобразова-
ний получаем трансцендентное уравнение
(Счъч -Ьч)=^-	,	(6.34>

* тсм +

из которого можно найти ^чн. Уравнение (6.34) справедливо при
ич>Ьч/Сч, поскольку все остальные сомножители в его правой и ле-
вой частях положительны по смыслу решаемой задачи. Это свиде-
тельствует о том, что максимум вспомогательной функции (6 33) со-
ответствует точке учн, расположенной правее точки А на рис. 6.1>
Т. е. Соответствует Гчн<Гчтах.

Определим, в каком направлении следует изменять стойкость
7\н, значение которой при известном ^чн можно найти как из урав-
нения (6.13), так и из уравнения (6.34):

Л.н= 4'(Т^ + Я/Е)^.н(С’ч^ч.н —^ч)-	(6.35)

ьч

Любое изменение Тчн вызывает возрастание двух последних
слагаемых в целевой функции (6.8), поскольку Тчн соответствует
минимуму функции (6.33). Однако увеличение Тчн приводит со-
гласно рис. 6.6 к тому, что линии равного уровня поверхности свя«
зи и поверхности Со, соответствующей первому слагаемому в пра-
вой части функции (6.8), касаются при меньшем значении Vо, а
следовательно, при большем значении Со. Уменьшение же Тчн при-
водит к касанию линий равного уровня при меньшем значении Со.
Следовательно, целесообразно уменьшать 7\н, т. е. увеличивать
учн, еще больше отдаляясь от ичпл = &ч/Сч. При этом должно со-
блюдаться условие Тч = То. Поэтому То должно также уменьшать-
ся, причем за счет увеличения о0, так как касание кривых на
рис. 6.6 рассматривается в точках, где ^>Ъъ!С^ что соответствует
участкам кривых 3 и 4 на рис. 6.1, расположенных правее экстре-
мума.

Постепенно уменьшая Гчн, можно найти такие 7’ч* = Г0*, при
которых функция (6.8) имеет минимум.

Оптимальному значению То* может соответствовать бесконечно-
большое число сочетаний (у0, $о), т. е. точек на кривой То* =
= Тч* = соп81. Только одна из них соответствует условному мини-
муму целевой функции (6.8). Это будет точка, в которой при за-
данной стойкости ее первое слагаемое имеет минимально возмож-
ное значение. На рис. 6.6 такими точками являются точки касания
верхних ветвей линии постоянного уровня поверхности связи и
линий Со = соп8{. Геометрическим местом таких точек является
кривая вдоль которой угловые коэффициенты касательных к
указанным кривым равного уровня одинаковы.

Угловой коэффициент касательных к левым ветвям кривых
Со = соп81 определяется выражением (6.26), а угловой коэффи-
циент касательных к верхним ветвям линий равного уровня поверх-
ности связи (6.32) — выражением

^о =.	(6.36)

50 (^0 ~ Сог/о)
Приравняв правые части выражений (6.26) и (6.36), получим
уравнение кривой 1 на рис. 6.6

(6 37)

СоСбо — СоО

Уравнение (6.37)—это уравнение гиперболы с асимптотами
8ъ — Ь1С, V^ = Ь^|С^. На этих прямых лежат экстремумы рассмат-
риваемых линий равного уровня. Уравнение (6.37) позволяет избе-
жать трудоемких вычислений при уточнении значений у0, 50, Vч по
следующим причинам. По найденному из уравнения (6 34) значе-
нию г’иН находим Гчн. Далее находим координаты 50н, ^оп началь-
ной точки К на кривой 1. Для этого совместно решаем уравнения
(6.37) и (6.32) при ТЧ = ТЧ,Я.

По величинам 7’чн=7’он, ^чн, ^он, Зон находим начальное значе-
ние Сн целевой функции (6.8). Далее увеличиваем на один шаг
значение ^чн, т. е. принимаем рч1 = ^чн+Дцч. Из уравнений (6.13),
(6 32), (6.37), (6.8) находим новые значения ТчЬ 5оь Если
С1<СН, то увеличиваем ич еще на один шаг, находим ГЧ2, Ц02, Зог,
С2, сравниваем С2 и и повторяем эту процедуру до достижения
минимума С. Уравнение (6.37), устанавливающее связь между V!)
и 50, соответствующими условному минимуму целевой функции
(6.8), позволяет найти и 50<, используя только уравнения (6.37)
и (6 32), а не используя уравнение (6.32) каждый раз совместно с
уравнением (6 8) для поиска условного минимума этой функции,
что более сложно.

Таким образом, доказано (см. рис. 6.6), что при аппроксима-
циях (6.13), (6.14) условный минимум целевой функции (6.8) при
наличии связи (6.9) имеет место при 5о*<$о1=&/с; ^о*>Цопл =
= &о/^о; ^чк>1)ЧЛл==Ьч/СЧу что соответствует условиям существова-
ния условного минимума целевой функции, определенным при ап-
проксимациях (6.11) и (6.12).

Проведенный анализ позволяет сделать следующие общие вы-
воды. Если в процессе протягивания происходит переключение
скорости резания, то оптимальное значение подачи на черновых
зубьях меньше того значения подачи 5оь при котором длина чер-
новой части протяжки минимальна.

Если же переключение скорости не производится, то оптималь-
ное значение подачи 5о может быть как меньше, так и больше 50/
и зависит от технико-экономических показателей операции.

Эти выводы справедливы при любом виде стойкостных зависи-
мостей (6.11), (6.12) или (6.13), (6.14).

Применительно к зависимостям (6.13) и (6.14), имеющим точ-
ки максимума при VЧ = VЧ ЦЛ = ЬЧ/СЧ; V^ = V^лл = Ьо/Со, можно сде-
лать вывод о том, что при переключении скорости протягивания
оптимальные скорости Цо*>^опЛ; ^ч*>^чПЛ. Если же скорость про-
тягивания постоянна, то ее оптимальное значение может быть как
больше, так и меньше цч пл.

Следует отметить, что даже в том случае, когда значения опти-
мальных скоростей Уо* и получаются достаточно близкими, целе-
164
сообразно использовать станок, имеющий устройство для переклю-
чения скорости, так как его стоимость от введения такого устрой-
ства повысится весьма незначительно [величина Е в целевых функ-
циях (6.5) и (6.8) при этом практически не изменится], а выигрыш
в затратах на обработку может быть существенным.

После расчета оптимальных значений режимных параметров
для областей 1 и 2 [см. рис. (6 2)] необходимо сравнить целевые
функции (6.8) при двух найденных оптимальных сочетаниях пара-
метров и выбрать ту из них, которая обеспечивает меньшие приве-
денные затраты.

Если же протяжной станок имеет узкий диапазон скоростей
протягивания или во всем его диапазоне стойкостные зависимости
могут быть аппроксимированы всего двумя функциями—Гч(цч),
Т0(ц0, 50), например, вида (6.11), (6.12), то такого сравнения не
потребуется.

После определения оптимального сочетания параметров режи-
ма резания необходимо рассчитать требуемое число протяжных
станков в поточной линии (на участке). Вследствие высокой про-
изводительности операций протягивания расчетное число станков,
как правило, меньше единицы. Естественно, что фактически при-
нятое число станков будет равно единице.

Если по организационным или иным причинам не удается пол-
ностью загрузить протяжной станок даже обработкой заготовок со
смежных линий или участков, то рассчитанные по приведенным
выше методикам оптимальные скорости протягивания Цо* и Уч*
необходимо снижать для более рационального использования про-
тяжек. Предельной является скорость, соответствующая макси-
мальной площади, обработанной за период стойкости протяжки.
Поскольку стойкость протяжки выражалась в метрах, то этой ско-
рости соответствует наивысшая точка на кривой Тч(^ч), изобра-
женной на рис. 6.1. Эта точка может лежать как на первом интер-
вале VI—у2> так и на втором — соответствовать точке А максиму-
ма кривой Тч(цч). Эти же точки мы получим и в том случае, если
в целевой функции (6 8) примем Е=0, т. е. за критерий эффектив-
ности примем минимальные затраты на режущий инструмент, при-
ходящиеся на одну деталь. Изменяя состав показателей Е и И в
целевой функции (6.8), можно переходить к другим критериям —
себестоимости обработки, народнохозяйственным затратам, при-
были на операции, производительности операции и т. п. [11].

Последнему критерию соответствует Я=0, т. е. затратами на
инструмент пренебрегают, учитывая только простой станка при его
замене тсм=#0. Однако этот критерий при расчете режима протя-
гивания, как правило, не используется.

Пример. Исходные данные, материал обрабатываемой заготовки — стал* 45,
твердость НВ 290, диаметр отверстия до обработки 28,9+0»1 мм, после обработ-
ки— 30+ 0-021 мм, длина протягиваемой поверхности 80 мм, требуемый параметр
шероховатости #а = 2,5 мкм, максимальная скорость рабочего хода станка
40 м/мин, максимальная сила 50 кН Ограничения на скорость резания: по про-
изводительности операции*-5 м/мин; по качеству обработки 24^<>ч*С
6.1. Режимы резания

Скорость резания, м/мин	Черновая часть протяжки				Чистовая часть протяжки			
	1о, мм	То, м	С’о, М^М II	50, мм	Ьч, мм	Тч, м	м/мин	5Ч, мм
До 15	256,00	45,947	13,152	0,050	341,5	45,947	8,0	0 020
До 15,5	259,88	45,982	15,378	0,034	341,5	45,982	7,989	0 020
Св. 24	246,77	56,627	39,969	0,041	341,5	56.632	26,001	0,020

сх
^15,5 м/мин. Протяжка — круглая, переменного резания, материал режущей
части — Р6М5. Технико-экономические показатели операции: Е = 8,5 коп/мин;
Й=490 коп; Тсм = 2,35 мин.

По описанной в гл. 3 методике на ЭВМ было просчитано 79 вариантов про-
тяжки при изменении подачи на черновых зубьях от 0,02 до 0,1 мм (через
0,005 мм). Наименьшая длина режущей части — при 5о=О,О5 мм, при этом
/0=256 мм; /чк=96,5 мм; 1ч ==341,5 мм; /0=8 мм; = 6,54-5,5 мм; число зубьев:
черновых — 30, переходных — 2, чистовых — 10, калибрующих — 6.

В результате аппроксимации на этой же ЭВМ зависимости /о(5о) в диапа-
зоне 0,02—0,055 мм уравнением (6.7) методом наименьших квадратов получено
уравнение

/0 = 0,18485^7443е49’65375’.

Согласно нормативам [16] зависимости (6.11) и (6.12) при ц<^15 м/мин
имеют соответственно вид

Тч = 141,23^7°’54: Го == 115и7°'67$70’27

Зависимости (6.13) и (6.14) при 23^ц^40 м/мин имеют соответственно вид
Гч = 0,54- Ю-^у^е-0’25^:

Го = 0,11 10-3^-Бе~ о-2<-о 5-0,27.

Результаты расчета по описанному выше алгоритму приведены в табл. 6.1
и 6.2.

В первой строке таблиц приведены результаты расчетов, проведенных по
нормативам.

Как следует из приведенных данных, в рассматриваемом случае норматив-
ные параметры режима в низкоскоростном диапазоне весьма близки к опти-
мальным. Однако при наличии станка для скоростного протягивания следует
принять параметры режима и подачу, указанные в третьей строке табл. 6.1. При
годовой программе 100 тыс. деталей экономический эффект составит 509 руб.
При допустимом числе повторных заточек протяжки, равном 12, расходуется

6.2. Технико-экономические показатели операции

Скорость резания, м/мин	Значение целевой функции (6 8)	Слагаемые целевой функции (6.8)			.Число обра- ботанных  заготовок п3	Переменная часть затрат (6.4), код.
		1	2	3		
До 15  До 15,5  Св. 24	166,62  164,030  104,062	19,465  16,900  6,174	42,688  42,747  13,134	104,467  104,384  84,755	574,34  574,77  707,89	1,416 1 394 0,885
примерно на три протяжки в год меньше, что даст существенную экономию
быстрорежущей стали.

Приведенная методика оптимизации параметров протяжки и режима реза-
ния рассчитана на применение микроЭВМ с ограниченным объемом памяти и
программируемых микрокалькуляторов. Именно этим объясняется принятое
ранее допущение о независимости параметра И от 50, а также использование
при расчетах не исходной таблично задаваемой функции /о($о), получаемой в
результате расчета про!яжки, а аппроксимирующей— (6-7).

Указанное допущение и погрешности аппроксимации в ряде случаев при-
водят к значительным погрешностям при определении оптимального значения 50
(как правило — занижение). Поэтому предпочтительнее использовать ЭВМ.
В этом случае программа оптимизации параметров протяжки и режима резания
может составляться как дополнение к программе расчета протяжки. Задавая
достаточно малый интервал изменения подачи 50, например, шириной 0,005 мм,
в результате расчета протяжки получаем массив 50—/о—*ч.к, который необхо-
димо сократить, оставив в нем только те протяжки, которые при заданном 30
имеют минимальную длину режущей части Ап=/о+/чК. Затем следует опреде-
лить параметр И для каждого варианта протяжки, например, по зависимости
/Л = Я0 (1+Я(1Р1—Др0)), где — параметр И, соответствующий минимальному
Др=Др0; К — эмпирический коэффициент.

Далее на основе уравнений (6.18) или (6.34) по изложенной методике на-
ходим для каждого значения (варианта протяжки) оптимальные значения Vч
и V^, а также значение целевой функции (6.4). Вариант, имеющий минимальное
значение целевой функции, и будет оптимальным. Такая дискретная оптимиза-
ция будет давать более точные результаты, так как при этом исключаются по-
грешности вследствие аппроксимации функции /0($о) учитывается зависимость
Я(50/ и расчет ведется сразу для тех дискретных значений $0, которые могут
быть заложены в конструкцию протяжки без дополнительного округления.
Технология изготовления
протяжек

Протяжки являются сложным режущим инструмен-
том, изготовляемым с высокой точностью. Их изготовляют как на
специализированных инструментальных заводах, так и в инстру-
ментальных цехах машиностроительных заводов. В зависимости
от характера производства выбирается оборудование для их изго-
товления; в инструментальных цехах, как правило, применяется
универсальное оборудование, па специализированных предприя-
тиях наряду с универсальными станками применяют специальные
станки и сганки с числовым программным управлением.

Схемы технологического процесса

Типовой технологический процесс изготовления протяжек вклю-
чает в себя следующие операции:

1)	отрезку заготовок режущей части;

2)	отрезку заготовок хвостовой части;

3)	проточку шейки под сварку на заготовке режущей части;

4)	галтовку заготовок хвостовой части;

5)	сварку;

6)	отжиг;

7)	проточку сварочного шва;

8)	подрезку торцов;

9)	центровку заготовки с двух сторон;

10)	правку;

И) предварительную токарную обработку;

12)	подрезку торцов, зенковку центровых отверстий, расточку
торцовой выточки с двух сторон;

13)	чистовую токарную обработку;

14)	проточку профиля зубьев;

15)	правку;

16)	фрезерование профиля у шлицевых всех типов и гранных
протяжек;

17)	фрезерование выкружек;

18)	маркировку;

19)	правку;

20)	термическую обработку;

21)	зачистку центровых отверстий с двух сторон;

22)	шлифование передних поверхностей и спинок зубьев;

23)	правку;
24)	шлифование по диаметру передней направляющей, хвосто-
вика, шейки, задней направляющей;

25)	шлифование по диаметру калибрующих зубьев;

26)	шлифование по конусу режущих зубьев;

27)	шлифование задней поверхности у режущих и калибрую-
щих зубьев;

28)	шлифование профиля у шлицевых (всех типов) и граннык
протяжек;

29)	шлифование задней поверхности по граням;

30)	шлифование выкружек;

31)	доводку передней поверхности зубьев;

32)	доводку задней поверхности зубьев;

33)	маркировку;

34)	консервацию и упаковку.

Протяжки изготовляют из быстрорежущих сталей Р6АМ5,
Р6М5К5, Р9М4К8 и др. (ГОСТ 19265—73) или стали ХВГ
(ГОСТ 5950—73). Для экономии быстрорежущей стали протяжки
из этой стали диаметром 18 мм и более выполняют сварными или
с механическим креплением хвостовика. Хвостовик сварных протя-
жек изготовляют из стали 40Х по ГОСТ 4543—71* Протяжки из
быстрорежущей стали диаметром 50 мм и более допускается изго-
товлять цельными. В массовом производстве, где более высокие
требования к режущему инструменту, допускается изготовлять
протяжки цельными из быстрорежущей стали, независимо от раз-
мера.

Обработка заготовок

В качестве заготовок протяжек обычно использу-
ют прокат круглого сечения. Отрезку производят на фрезерно-от-
резных, абразивно-отрезных станках, рубкой в штампах или на
пресс-ножницах и другими методами. Наибольшее распростране-
ние получили фрезерно-отрезные станки (8Г662 и др.). В качестве
инструмента на этих станках применяют пилы дисковые сегмент-
ные диаметром 250—2000 мм. Пилы меньшего диаметра обладают
большей жесткостью и позволяют работать с большими скоростя-
ми резания и подачами, но они применимы для резки прутков срав-
нительно небольшого диаметра. Для резки крупных штанг или па-
кетов прутков применяют пилы большого диаметра. Наибольшее
применение нашли пилы диаметром 710 мм, шириной 6,5 мм. Фре-
зерно-отрезные станки имеют механизмы автоматической заготов-
ки на заданное расстояние, один рабочий может обслуживать до
пяти станков.

Более высокой производительностью обладают абразивно-отрез-
ные станки. На этих станках (мод. МФ-332) разрезают прутки
диаметром до 80 мм шлифовальными кругами диаметром 400 мм,
высотой 4 мм на вулканитовой или бакелитовой связке. Недостат-
ком метода является большой расход относительно дефицитных и
дорогих шлифовальных кругов.
7.1. Общие припуски по диаметру протяжек из горячекатаной стали, мм

Наибольший диаметр про- тяжки, мм	Общая длина протяжки, мм				
	До 300	300-600	600-900	900-1200	Св. 1200
До 30	4,0	4,5	4,5	5,0		
30—50	5,0	5,0	5,5	6,0	7,0
50—80	6,0	6,0	6,5	7,0	7,5
80—120	6,5	7,0	7,0	7,5	8,0
120—145	7,0	8,0	9,0	10,0	12,0

Рубка является наиболее производительным и безотходным про-
цессом. Однако при рубке быстрорежущей стали в холодном со-
стоянии часто образуются трещины. Во избежание образования
трещин быстрорежущую сталь рубят с подогревом до 500—600°С,
что усложняет технологический процесс.

Припуски по диаметру на полную обработку протяжек приве-
дены в табл. 7.1.

Рассчитанные размеры заготовок округляются до ближайших
больших размеров проката. Припуск по длине на обработку цель-
ных протяжек не оставляется. Заготовки отрезают длиной, равной
максимальной длине протяжек с допуском —2 мм.

Предельные отклонения общей длины протяжек после оконча-
тельной обработки установлены ±3 мм для протяжек длиной до
1000 мм и +4 мм — для протяжек длиной более 1000 мм.

Припуски по диаметру на полную обработку хвостовой части
сварных протяжек приведены в табл. 7.2.

Припуски по длине режущей и хвостовой частей сварных про-
тяжек приведены в табл. 7.3.

На заготовке режущей части протачивают шейку диаметром с1,
равным диаметру заготовки хвостовой части. Длина шейки I зави-
сит от отношения диаметров заготовок режущей (7)) и хвостовой
(й) частей (табл. 7.3).

Для улучшения контакта при сварке заготовки режущей части
обтачивают по наружному диаметру на длине, равной длине за-
жима сварочного аппарата; заготовки хвостовой части для этой же
цели подвергают обработке в галтовочном барабане.

7.2. Общие припуски по диаметру хвостовой части сварных протяжек, мм

Диаметр хвостовика, 4 мм	Общая длина протяжки, мм				
	До 300	300—600	600—900	900—1200	Св, 1200
До 30	4,0	4,5	5,5	6,0		
30—50	5,5	5,5	6,5	7,0	8,0
50—80	6,5	6,5	7,5	8,0	8,5
80—120	7,0	7,5	8,0	8,5	9,0
7.3.	Общие припуски по длине протяжек при стыковой сварке
я наименьшие длины шейки

, Диаметр заготовки П, мм	Общий припуск (мм) по длине части		Наименьшая длина /, мм	
	рабочей  •»	хвостовой	О	а  а “ -1,2ч-1,5
До 30	6	4	9	12
30-40	7	5	11	14
40—50	8	6	12	15
50—60	9	7	13	17
60—70	13	10	16	19
70—80	14	11	17,5	21,5
80—95	15	12	18,5	23,5

Сварку заготовок выполняют на сварочных аппаратах. Для
сварки заготовок диаметром 20—60 мм применяют электросвароч-
ные полуавтоматы СА-2. При сварке заготовки следует зажимать
так, чтобы их осевые линии и свариваемые торцы совпадали. Мак-
симальное смещение заготовок не должно превышать 0,5—0,6 мм.

Заготовки после сварки помещают в печь (сборник) с темпера-
турой 600—700°С. После выравнивания температуры заготовок их
отжигают в электропечи.

В результате отжига ликвидируются внутренние напряжения,
получается более благоприятная структура для последующей тер-
мической обработки и снижается твердость, вследствие чего улуч-
шается обрабатываемость заготовок резанием.

Режим изотермического отжига заготовок из стали Р6М5 сле-
дующий: подъем температуры до 860°С со скоростью не более
100°С/ч (7—10 ч); выдержка при температуре 860°С в течение
5—7 ч; снижение температуры до 750°С вместе с печью; выдержка
при температуре 750°С в течение 6—7 ч; охлаждение заготовок до
температуры цеха на воздухе.

Режим изотермического отжига заготовок из стали ХВГ сле-
дующий: подъем температуры до 700°С со скоростью не более
100°С/ч (6—8 ч); выдержка при температуре 700°С в течение 3 ч;
подъем температуры до 790°С, выдержка при температуре 790°С в
течение 6 ч; снижение температуры до 700°С вместе с печью; вы-
держка при температуре 700°С в течение 10 ч; охлаждение вместе
с печью до температуры 450°С; охлаждение заготовок до темпера-
туры цеха на воздухе.
У отожженных заготовок на токарном станке снимают облой и
заготовки передают для подрезания торцов и центровки.

Подрезание торцов и центровку целесообразно производить на
фрезерно-центровальных станках (например, МР-75). На этих
станках двумя фрезами одновременно фрезеруют оба торца, а за-
тем с двух сторон производят центровку комбинированными цент-
ровочными сверлами типа А (ГОСТ 14952—75). Обработка на
фрезерно-центровальных станках обеспечивает одинаковую длину
всех протяжек в партии и одинаковую глубину центровых отвер-
стий, что особенно важно для последующей обработки на токар-
ных станках с ЧПУ.

При отсутствии фрезерно-центровальных станков подрезание
торцов может быть выполнено на токарных или горизонтально-фре-
зерных станках. У цельных протяжек эта операция иногда вообще
не предусматривается. Центровка также может осуществляться на
универсальных сверлильных станках или специальных центроваль-
ных. Крупные протяжки (й>75 мм) более удобно обрабатывать
на горизонтально-центровальных станках.

После центровки заготовки подвергают правке, которая выпол-
няется на винтовых или гидравлических прессах.

Токарная обработка

При токарной предварительной обработке заготовки
обтачивают по цилиндрическим ступеням. Ступени делают при
разнице диаметров не менее 2 мм. При отношении длины заготов-
ки к диаметру свыше 12 обработка производится с применением
люнета. В этом случае вначале протачивают место под люнет (на
передней направляющей части).

7.4.	Суммарные припуски (мм) на чистовую обработку протяжек
по наружному диаметру

Диаметр протяжки, мм	Длина протяжки, мм				
	До 300	300—600	600-900	900—1200	Св. 1200
До 30	2,4—0,3	2,—0,3	2,9—0,3	3,3—0,4			
30—50	2,4—0,3	2,7—0,4	3,0—0,4	3,4—0,4	3,7—0,4
50—80	2,6—0,4	3,0—0,4	3,2—0,4	3,6—0,4	3,9—0,4
80—120	—-		3,3—0,5	3,9—0,5	4,3—0,5
Св. 120			—	4,0—0,5	4,5—0,5
Рис. 7.2.

Центровое отверстие

Рис. 7.1.

Заготовка протяжки:

1 — снимаемый припуск; 2 — профиль протяжки перед обра-
боткой зубьев на станках с ЧПУ

Припуски, оставляемые после токарной предварительной обра-
ботки на чистовую токарную обработку и шлифование, приведены
в табл. 7.4.

Если предусматривается проточка профиля зубьев на токарных
станках с ЧПУ, то предварительную токарную обработку всех
зубьев выполняют по наружной поверхности с диаметром, равным
диаметру калибрующих зубьев. За этот же переход протачивают
по наружной поверхности часть передней направляющей на
(20+р) мм, где р — ширина впадины первого зуба (рис. 7.1).
По этой поверхности будут перемещаться кулачки подвижного лю-
нета при проточке профиля зубьев.

7.5.	Припуски (мм) на шлифование протяжек по наружному диаметру

Диаметр протяж- ки, мм	Длина протяжки, мм																	
	До 300			300-600			600—900			1900—1200			1200-1500			Св. 1500		
	2Л]	2а2	2а3	2аг	2а2	2а3	2а,	2а2	2а3	2ах	2а.>	2<2з	2а{	2а7	2*з	2Я1	2а2	2
До 30 30—50 50—80 80—120 Св. 120	0,6  0,6  0,6  0,6	0,6  0,6  0,6  0,7	0,7  0,8  0,8  0,9	0,7  0,6  0,6  0,6  0,7	0,7  0,6  0,7  0,7  0,8	0,8  0,8  0,9  0,9  1,0	0,7 0,7 0,7 0,7 0,7	3,7 0,8 0,8 0,9 0,9	0,8 0,9 1,0  1,1  1,2	0,8  0,8  0,9  0,9  1,0	0,8 0,8 0,9 1,0  1,1	1,0  1,0  1,2  1,3  1,4	0,9  0,9  1,0  1,0	0,9  1,0  1,1  1,3	1,2  1,3  1,3  1,5	1,о  1,0  1,1	1,0  1,2  1,4	1,4  1,5  1,7

Примечание. Тонкой линией показан припуск для протяжек, у которых
профиль зубьев протачивают на станках с ЧПУ (/=20+р, где р —ширина впа-
дины первого зуба).
При обработке заготовку крепят одним концом в самоцентри-
рующем патроне, второй конец поддерживается вращающимся
центром.

После предварительной токарной обработки окончательно под-
резают торец, зенкуют центровое отверстие под углом 60° и раста-
чивают выточку б/3 (рис. 7.2). Операцию выполняют на обоих тор-
цах. Размеры центровых отверстий /2, и 13 принимают в соответ-
ствии с ГОСТ 14034—74 (форма Т). Выточку растачивают проход-
ным упорным резцом. Форму и размеры центровых отверстий конт-
ролируют шаблоном 60° и штангенциркулем.

Чистовая токарная обработка состоит из следующих переходов:
обтачивают переднюю направляющую, передний хвостовик, шейку,
переходный конус, скосы и шейку замка; после переустановки об-
тачивают калибрующую часть, заднюю направляющую, снимают
фаску у торца.

У тех протяжек, где проточка профиля предусмотрена на стан-
ках с ЧПУ, чистовая токарная обработка всех зубьев — по наруж-
ной поверхности с диаметром, равным диаметру калибрующих
зубьев. Если же проточка профиля зубьев предусмотрена на уни-
версальных токарных станках, то при чистовой обработке режу-
щая часть обтачивается на конус. Иногда протяжки имеют не-
сколько участков с различной конусностью (например, комбиниро-
ванные протяжки, гранные и др); в этом случае соответствующее
число конусов выполняют чистовым точением. Припуски, оставляе-
мые после токарной чистовой обработки на шлифование, приведе-
ны в табл. 7.5.

Токарную обработку конуса режущей части в большинстве слу-
чаев производят путем смещения задней бабки станка. При обточ-
ке этим методом протяжек с большим подъемом на зуб (напри-
мер, калибрующих) происходит разбивание центровых отверстий.
Поэтому конус таких протяжек желательно обтачивать с помощью
копирной линейки.

Контролируют конус путем замера диаметра в трех сечениях.
Для этого в карте эскизов указывают диаметр зуба посередине
конуса.

Рис. 7.3.

Схема нарезания зубьев на универсальном станке
Проточка профиля зубьев —
сложная и трудоемкая операция.
При выполнении ее на универсаль-
ных токарных станках вначале
производят разметку шагов зубьев.
Протяжку устанавливают передним
концом в самоцентрирующий пат-
рон, задний конец поджимают вра-
щающимся центром. Проходным
твердосплавным резцом наносят
кольцевые риски перед режущей
кромкой каждого зуба. Разметка
начинается с последнего калибрую-
щего зуба и кончается на первом
режущем зубе. Шаг I зубьев конт-
ролируется по лимбу продольного
хода станка.

После разметки выполняют про-

Рис. 7.4.

Люнет для проточки профиля
зубьев

точку профиля зубьев. Ее начинают также с последнего калиб-

рующего зуба. Резец с радиусами г и Г\ по риске устанавливают
напротив впадины зуба (рис. 7.3, а), подводят к заготовке до ка-
сания с ней и путем поперечной подачи врезают на глубину зу-
ба йт (рис. 7.3 б); при этом глубина врезания контролируется по
лимбу поперечного хода станка /гт = /г+аз? где И — глубина зуба
после шлифования; а3—припуск по табл. 7.5. Затем резцу сооб-
щают продольное перемещение (по стрелке А) для получения пе-
реднего угла у, после чего его выводят из впадины. Цикл повто-
ряют на следующих зубьях.

Проточку профиля производят с помощью подвижного люнета,
который крепят на суппорте станка. Кулачки люнета устанавлива-
ют вблизи резца. В отличие от трехкулачковых люнетов, которые

применяют при подрезании торцов и центровке, здесь применяют
двухкулачковый люнет (рис. 7.4). Для уменьшения износа задний
кулачок иногда заменяют роликом (шарикоподшипником). Верх-
ний кулачок роликом не заменяют, так как это ведет к увеличению
вибраций.

При проточке режущих зубьев по мере уменьшения их диамет-
ра рабочий поджимает кулачки люнета. В некоторых конструкциях
люнетов поджим кулачков происходит автоматически благодаря
пружинам, действующим на винты кулачков.

Для проточки профиля применяют фасонные резцы, оснащен-
ные пластинами из твердого сплава Т5К10 (рис. 7.5). Обработку
ведут на следующих режимах: скорость резания: 80 м/мин при
диаметрах протяжек до 30 мм, 70 м/мин при диаметрах 30—120 мм
и 60 м/мин при диаметрах свыше 120 мм; поперечная подача 0,15—
0,20 мм/об при диаметрах до 80 мм и 0,25 мм/об — свыше 80 мм.
Профиль контролируют с помощью шаблона, штангенциркуля и
угломера. Предельные отклонения глубины впадины зуба ±0,15 мм,
шага зубьев ±0,2 мм, переднего угла всех зубьев + 2-.— 1°.
Рис. 7.5.

Реаец для проточки профиля зубьев

Рис. 7.6.

Схема проточки профиля на стан*
ках с ЧПУ

Схема проточки профиля на станках с ЧПУ отличается от схе-
мы обработки на универсальных станках. Перемещение резца на
шаг зубьев на станках с ЧПУ задается управляющей программой,
вследствие чего не требуется предварительной разметки зубьев.

Перемещение резца производят не перпендикулярно к оси про-
тяжки, а под углом 90° + у (рис 7.6), что уменьшает вибрации и
повышает стойкость резца.

Для того чтобы обеспечить надежную работу люнета (который,
как и на универсальных станках, крепят на суппорте станка), ре-
жущие и калибрующие части протяжки на предыдущей операции
обтачивают по наружной поверхности с одинаковым диаметром,
поэтому при проточке профиля выполняют и обточку по наружно-
му диаметру зубьев (кроме калибрующих зубьев, имеющих наи-
больший размер).

Протяжки, как правило, имеют разные шаги и профили режу-
щих и калибрующих зубьев. В резцедержатель станка устанавли-
вают два резца в позиции I и III, один для калибрующих зубьев,
второй — для режущих.

Обработку начинают с последнего калибрующего зуба. Нажи-
мая соответствующую кнопку на пульте управления, устанавлива-
ют резец в исходное положение (например, на 180 мм) от оси
станка с учетом безопасности поворота резцедержателя при смене
инструмента. На станке замеряют расстояние Ь=180—Ок/2, где
Гк— диаметр калибрующих зубьев после токарной обработки.
Ручным вводом устанавливается и расстояние резца /о от торца
протяжки до первого нарезаемого зуба (замеряют штангенцирку-
лем).

Рабочий цикл для проточки профиля калибрующих зубьев вы-
полняют по схеме: 0—/ — быстрый подвод резца; 1—2 (длина
1 мм) —подвод при уменьшенной подаче; 2—3— врезание во впа-
дину под углом у на глубину /гт; 3—2 — выход из впадины; 2—1 и
1—2—перебег 1 мм для выбора люфтов; 2—4 — перемещение на
шаг.

При обработке режущих зубьев за переход 1—2 к перебегу
1 мм добавляется поперечное перемещение резца на расстояние
А — половину подъема на зуб по диаметру.

Для перехода с обработки калибрующих зубьев на обработку
режущих зубьев резцедержатель согласно управляющей программе
отводят назад на расстояние 180 мм от оси центров станка и пово-
рачивают для смены инструмента После смены инструмента начи-
нается обработка режущих зубьев.

Программой станка предусмотрена и автоматическая обработ-
ка переходных зубьев с шагом, отличающимся от шагов режущих
и калибрующих зубьев. Скорость резания при проточке профиля
на станках с ЧПУ 80 м/мин для протяжек диаметром до 30 мм,
70 м/мин —для протяжек диаметром 30—120 мм и 60 м/мин —
для протяжек диаметром свыше 120 мм.

Подача резца при врезании во впадину зуба 0,10—0,15 мм/об
при диаметре протяжки до 80 мм и 0,2 мм/об — при диаметре свы-
ше 80 мм После достижения резцом 2/3 глубины зуба подачу сни-
жают на 20%.

Продольная подача при обточке зубьев по наружному диамет-
ру зависит от припуска, снимаемого на каждом зубе (припуск сни-
мается за один рабочий ход):

Припуск на сторону, мм	До 1,25 1,25—2,25	|Св. 2,25

Продольная подача, мм/об	0,4—0,5	0,3—0,4	0,2—0,3

Меньшие значения подач принимают для протяжек диаметром
до 80 мм.

Фрезерование профиля

Профиль шлицевых протяжек фрезеруют при высо-
те шлицев свыше 1,5 мм, гранных протяжек — при О—8^3 мм,
где О — диаметр протяжки; 8 — размер между гранями.

а)

Рис. 7.7.

Домкрат (а) и самоцентрирующий люнет (6)
7.6.	Припуски (мм) на шлифование профиля протяжек

Длина протяжки, мм

Диаметр
протяжки,
| мм

до 300	300-600

600—900	900-1200	1200—1500 Св 1500

2Ь 2/г 2Ь 2К

2Ь 2/г 2Ь

2/г 2Ь 2/г 2Ь 2й

До 30
30—50
50—80
80—120

Св, 120

0,8	0,7

0,9	0,8

То Т

0,9	0,8

1,0 | 0,9

1,1	1,0’

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,2 1,0

1,3	1,2

1,4	1,3

1,5	1,4

1,3	1,2

1,4	1,3

1,6	1,5

1,5

1,6

1,8

1,4

1,5

1,7

Примечания 1 На 26 допуск 0,1 мм для шлицевых протяжек, 0,2 мм —
для гранных протяжек, на 2/г допуск 0,2 мм 2 Острошлицевые и эвольвентные
протяжки фрезеруют по внутреннему диаметру в окончательный размер без
припуска на шлифование

Профиль фрезеруют на горизонтально- или продольно-фрезер-
ных станках. Передний конец протяжки устанавливают в центр
делительной головки, задний конец поддерживается центром зад-
ней бабки. Передний центр может быть или гладким (в этом слу-
чае на протяжке укрепляется поводок), или чашечным рифленым.

Фрезерование производят с применением домкрата (рис. 7.7, а),
который устанавливают во впадине зуба. Для уменьшения вибра-
ции дополнительно используют самоцентрирующие люнеты
(рис. 7.7, б). Размеры и угол профиля призм люнета подбирают
так, чтобы они не мешали прохождению фрез при фрезеровании.
Если это не удается сделать, то люнет устанавливают не на обра-
батываемые зубья, а на круглые зубья или на переднюю направ-
ляющую часть или шейку протяжки.

Припуски после фрезерования профиля на шлифование приве-
дены в табл. 7.6.

Шлицевые протяжки с прямобочным профилем. Профиль про-
тяжек с прямобочными шлицами фрезеруют комплектными диско-
выми одноугловыми трехсторонними фрезами (рис. 7.8, а). Основ-
ные размеры профиля этих фрез:

Число шлицев протяжки	6	8	10	16	20
Угол профиля фрез 0, °	72—76	78—79	81	84	85
Ширина фрез В, мм . . .	. 4—9	5—9	4—9	4—5	5
Рис. 7.8.

Схемы фрезерования протяжек с прямобочными шлицами

Остающиеся гребешки при необходимости снимают трехсторон-
ними цилиндрическими фрезами. При постоянной номенклатуре
и больших партиях протяжек целесообразно применять комплект-
ные двуугловые несимметричные трехсторонние фрезы (рис 7.8, б).
В этом случае одновременно полностью обрабатывают две впади-
ны профиля. Находят применение также фасонные фрезы, обраба-
тывающие полный профиль одной впадины (рис. 7 8, в).

В ряде случаев фрезерование шлицевых протяжек с прямобоч-
ным профилем выполняют червячными фрезами на шлицефрезер-
ных станках. Этот метод характеризуется высокими производи-
тельностью, степенью автоматизации и качеством, но требует спе-
циального оборудования и инструмента.

Толщину зуба и внутренний диаметр протяжек контролируют
микрометром.

Острошлицевые и эвольвентные протяжки. Профиль острошли-
цевых и в большинстве случаев эвольвентных протяжек фрезеруют
двуугловыми фрезами. При нечетном числе шлицев одну впадину
оставляют нефрезерованной для возможности измерения наружно-
го диаметра при круглом шлифовании. Угол профиля фрезы жела-

Рис. 7.9.

Построение для расчета размеров профиля острошлицевых протяжек ггрн* фрезе-
ровании
тельно брать равным углу впадины профиля протяжки Толщина
зуба профиля контролируется с помощью роликов. Радиус окруж-
ности центров роликов после фрезерования (рис. 7.9, а)

к..=р^-1—1—.

2Ф 2 '	81П у

Здесь — радиус окружности центров роликов после шлифова-
п М	п М-2г

ния; /^2= ——г —при четном числе шлицев; /?2= ---------—-----

2 С05 -

2

при нечетном числе шлицев, где М — размер по роликам после шли-
фования; г — радиус ролика; Ь — припуск на шлифование; ср — по-
ловина угла профиля.

Толщина зуба по роликам после фрезерования = 4- —-----• —

5Ш

1Ь	90°

при четном числе шлицев; Мф = М+ ----соз --- —при нечетном

5Ш Т	2

числе шлицев.

Диаметр ролика при фрезеровании ориентировочно принимают
таким же, как и при шлифовании. Радиус окружности касания ро-
ликами сторон Профиля (рИС. 7.9, в) /?к = 1/^2ф+г2~ 2^2фГ 51П ?•

При диаметре окружности касания, близком к наружному диа-
метру протяжки, следует уменьшить диаметр роликов.

Ширину вершины рабочей фрезы Вф принимают равной шири-
не впадины профиля по внутреннему диаметру (1. Приближенно
можно считать (рис. 7.9, а) Вф = 2й1§ср, где

2	*	ф 5Ш <?

Ширина вершины фрезы должна быть не менее 0,2 мм. Если
расчетные значения оказываются меньше, то следует увеличить
диаметр (1.

Для использования имеющихся фрез угол профиля фрезы <рф
иногда берут не равным углу ср, а близким к нему. В этом случае
припуск 26 по табл. 7.6 принимают как минимальный. Расчетным
или графическим путем определяют размер «до остра» /?1Ф, а за-
тем рассчитывают толщину зуба по роликам: Мф = 2 I АлфН----—Нг)

\	51П <?ф	/

— для четного числа шлицев;

/	г \	900

Жа=2 --------------Iе05------1“2Г — Для нечетного числа шлицев.

Ф \ Ф 81П Тф /	2

Профиль эвольвентных протяжек обычно фрезеруют двуугловы-
ми или фасонными фрезами. При фрезеровании дв^ угловыми фре-
зами припуски по табл. 7.6 принимают как минимальные. Угол
профиля фрезы ф выбирают таким, чтобы припуски у основания
профиля 61 и у вершины 62 (рис. 7.10, а) были примерно равны
или припуск 62 был больше 61 (для облегчения шлифования). Ши-
рина вершины фрезы должна быть не менее 0,2 мм. Толщину зуба
180
по роликам определяют так
же, как для острошлицевых
протяжек.

При фрезеровании про-
тяжек фасонными фрезами
радиус профиля фрезы при-
нимают равным
где 7? — радиус окружности,
заменяющий эвольвенту.

Толщину зуба по роли-
кам определяют в следую-
щем порядке (рис. 7.10, б):

ср= -^2- ; I — __Уо ,
где Хо, уъ — координаты
центра заменяющей окруж-
ности.

Рис. 7.10.

Построение для расчета размеров профиля
эвольвентных протяжек при фрезеровании

Из треугольника ОО^А по теореме косинусов определяем
12+(т) ~
угол гр: соз ф=------—-------

Радиус окружности центров ролика К2ф = Уо + СЕ; СЕ=
— 1'/Л(^ф+г)2 —	^2ф—(/?Ф + Г)2 — хо< Толщина зуба по ро-

ликам Мф = 2(/?2ф+г)—для четного числа шлицев; Мф =
~^1^2фСО8~------нечетного числа шлицев. Ширина

вершины фрезы Вф = Й8ш0, где 0 = 90°—(ф + ф). Фрезерование про-
филя эвольвентных протяжек может также производиться червяч-
ными модульными фрезами на шлицефрезерных станках

Толщину зубьев по роликам контролируют с помощью микро-
метра; допуск размера принимается равным 0,2 мм. Отклонение
равномерности окружного шага зубьев при фрезеровании шлице-
вых протяжек допускается не более 0,2 мм. Контроль осуществ-

ляют индикатором при повороте протяжки в центрах с помощью
оптической делительной головки или головки с непосредственным
делением. Отклонение от параллельности боковых поверхностей
зубьев относительно оси протяжки не должно превышать 0,15 мм.
Контроль осуществляют индикатором. Протяжку устанавливают в
центрах прибора, индикатор перемещают параллельно оси про-
тяжки.

Отклонение от симметричности зуба относительно оси протяж-
ки в поперечном сечении допускается не более 0,1 мм. Отклонение
симметричности зуба проверяют на станке, в делительной головке.
Делительный диск и хомутик должны быть зафиксированы в рабо-
чем положении. Индикатор устанавливают на столе станка так,
чтобы измерительный наконечник касался в положении «1>
(рис. 7.11, а) боковой поверхности зуба А. После поворота про-
Рис. 7.11

Схемы контроля протяжек при фрезеровании профиля:

/ — делительный диск

тяжки с помощью делительного диска на 180° наконечник индика-
тора в положении «2» должен касаться поверхности Б' этого же
зуба. Разность показаний индикатора в положениях «1» и «2»
равда удвоенному отклонению от симметричности.

Если в рабочем положении фиксатора зубья протяжки находят-
ся не в горизонтальном положении, то с помощью делительного
диска протяжку поворачивают на половину окружного шага, чтобы
зубья перед измерением были в горизонтальном положении.

При контроле отклонения от симметричности зубьев острошли-
цевых и эвольвентных протяжек (рис. 7.11, б) во впадину зуба
устанавливают ролик. Измерительный наконечник индикатора ка-
сается высшей точки ролика. Дальнейшие измерения выполняют,
как в предыдущем случае.

Гранные протяжки. Грани фрезеруют цилиндрическими фреза-
ми на горизонтально-фрезерных станках, реже — концевыми фре-
зами на вертикально-фрезерных станках.

Припуски после фрезерования на шлифование граней приведе-
ны в табл. 7.6.

Гранные протяжки крепят в делительной головке, как и шли-
цевые протяжки.

Размер между гранями у протяжек после фрезерования прове-
ряют микрометром. Отклонения от геометрической формы, от сим-
метричности граней относительно оси и от плоскостности граней
проверяют с помощью индикатора и делительной головки (рис.
7.11, в).

С помощью индикатора устанавливают протяжку в делитель-
ной головке так, чтобы верхняя грань была параллельна основа-
нию прибора. После этого закрепляют хомутик. Поворачивая про-
тяжку по делительному диску на каждую грань и перемещая ин-
дикатор в поперечном направлении, определяют отклонения гео-
метрической формы и от симметричности граней относительно оси.
Допустимые отклонения 0,1 мм.
ОО

00

2 от# центр Т2,,5

[—гостам -и

Рис. 7.12.

Шлицевая протяжка с прямобочным профилем
7.7. Допустимое биение протяжек, мм

Диаметр протяжки мм	Длина протяжки мм				
	до 300	—600	600-900	900 1200	Св 1200
До 30	0 10/0 20	0 15 0 25	0 20 0 30	0 25/0 35	0 30/0 40
30—50	0 10/0,25	0,20/0 30	0,25/0,35	0 30/0,40	0,35/0 45
50—80	0 10/0,25	0,20/0 35	0 25/0,40	0 30/0,45	0,35/0 50
80—120	0,15/0,35	0,25/0,45	0 30/0,50	0,35/0,55	0,40/0,60

Примечание В числителе — биение до термообработки, в знаменателе —
после термообработки

Перемещая индикатор вдоль оси протяжки, определяют откло-
нение от плоскостности граней Допустимое отклонение 0,2 мм на
всей длине протяжки

Выкружки фрезеруют, если их ширина более 15 мм Операцию
выполняют на вертикально-фрезерном станке одноугловой или ци-
линдрической фрезой Для получения заднего угла 5° фрезерова-
ние производят с вертикальной подачей Иногда задний угол на
профиле выкружки получают при шлифовании, в этом случае вы-
кружки фрезеруют с продольной подачей, задний угол равен нулю.
Выкружки располагаются в шахматном порядке, деление осуще-
ствляется с помощью делительной головки.

После фрезерования протяжки правят на прессах, протяжку
устанавливают на призмы Допустимое биение протяжек после
правки приведено в табл 7 7.

«м	г™5

п
Рис. 7.13.

Операционные эскизы обработки протяжки

9
Пример расчета операционных размеров

Рассмотрим пример разработки технологического
процесса на шлицевые протяжки с прямобочным профилем. На
рис. 7.12 представлен чертеж протяжки 2402-1208 (8x32X38) по
ГОСТ 24820—81, а на рис. 7.13 — операционные эскизы.

Операционные размеры заготовительных операций (рис. 7.13, а)
приняты по табл. 7.1—7.3. Прокат 0 44, принятый для заготовки
режущей части, предусмотрен по ГОСТ 2590—71 на сортамент
горячекатаной круглой стали. На некоторых заводах действуют
ограничительные стандарты на сортамент. В случае отсутствия в
этих стандартах 0 44 диаметр заготовки режущей части принима-
ют равным 45 мм.

Операционные размеры предварительной токарной обработки
(рис. 7.13, б) определены по табл. 7.4.

Проточка профиля зубьев предусмотрена на станках с ЧПУ,
поэтому диаметр всех режущих и калибрующих зубьев одинаков и
равен 0 41,4 мм. Длину этой ступени (798 мм) находят как сумму
расстояний от первого режущего до последнего калибрующего зу-
ба (767 мм), длины последнего зуба (4 мм), ширины впадины
первого зуба (7 мм) и длины шейки для установки люнета
(20 мм).

Операционные размеры при токарной чистовой обработке (рис.
7.13, в) определены по табл. 7.5.

Программирование станков с ЧПУ для проточки профиля про-
изводят по группам зубьев, имеющих одинаковые подъем и шаг.
Чтобы уменьшить число групп, у переходных зубьев при токарной
обработке подъем на зуб принимают равным подъему черновых
зубьев. Припуски у переходных зубьев и вторых (третьих) зубьев
в секции прибавляют не к чертежным размерам диаметров зубьев,
а к расчетным. Так, зуб № 14 имеет чертежный размер 33,19 мм,
зуб № 13 — 33,23 мм, подъем на секцию равен 0,26 мм, на один
зуб секции — 0,13 мм. Расчетный размер зуба № 14 равен 33,23 +
+ 0,13 = 33,36 мм, токарный размер — 34,4 мм. Расчетный размер
зуба № 18 (при подъеме 0,18 мм на зубьях с № 15 по № 18) ра-
вен 32,22 мм, токарный размер — 32,2 мм. Такой же размер при-
нят на зубьях с № 19 по № 23. Диаметр зуба № 24 на чертеже за-
дан меньшим, чем он был бы на воображаемой конусной поверхно-
сти черновых шлицевых зубьев. Его расчетный размер определен
(33,31 мм) как размер зуба № 25 (33,44 мм) минус подъем на зуб
(0,13 мм). Токарный размер зуба № 24 равен 34,3 мм.

Размеры диаметров зубьев № 7, 16 и 42 приведены для конт-
роля.

У зуба № 76 изображен профильный резец, что означает на-
чальное положение при обработке профиля.

Операционные размеры при фрезеровании определены по
табл. 7.6. Размеры 5,5 мм —ширина впадины по внутреннему диа-
метру и 3,1 мм — высота шлицев даны для определения размера
фрезы и глубины фрезерования.
Термическая обработка

Протяжки закаливают в два перехода: вначале ре-
жущую и направляющую части, затеял — хвостовую часть. Закалку
режущей части протяжек из стали Р6М5 производят в следующем
режиме: первый подогрев в воздушной электропечи до температуры
400—500° С, второй подогрев в соляной ванне до 800—900°С и
окончательный нагрев в соляной ванне до 1210—1215°С, после
чего — охлаждение в масле. В горячем состоянии протяжки правят
на винтовом прессе. Допуск биения протяжек после правки прини-
мают по табл. 7.7

После закалки протяжки подвергают трехкратному отпуску:
в соляных ваннах их нагревают до 550—570°С, выдерживают при
этой температуре 1,5 ч, затем охлаждают на воздухе. После от-
пуска протяжки кипятят в воде в течение 1 —1,5 ч.

Перед закалкой хвостовой части протяжки подсушивают над
ванной, затем хвостовую часть нагревают в соляной ванне до 850—
870°С у сварных протяжек (хвостовая часть — из стали 40Х) и до
950—970°С — у цельных протяжек. После этого протяжку охлаж-
дают в масле, затем на воздухе до температуры цеха и промывают
в кипящей воде в течение 1 —1,5 ч.

Протяжки из стали ХВГ при закалке предварительно нагрева-
ют в воздушной электропечи до 400—500°С, затем окончательно в
соляной ванне до 830—840°С, охлаждают в масле до 180—150°С.
В горячем состоянии протяжки правят, после чего охлаждают на
воздухе до температуры цеха. Затем их подвергают старению: на-
грев в масляной ванне до температуры 135—140°С и выдержка в
ней в течение 24 ч. После этого протяжки охлаждают на воздухе и
очищают от масла древесными опилками. При необходимости про-
изводят правку в холодном состоянии и отпуск в масляной ванне
при 135—140°С в течение 2 ч. Протяжки охлаждают на воздухе до
температуры цеха, очищают от масла в древесных опилках, а затем
промывают в кипящей воде в течение 1—1,5 ч.

Закалку хвостовой части протяжек из стали ХВГ выполняют в
следующем порядке: подсушивают над ванной, нагревают хвосто-
вую часть в соляной ванне до температуры 830—840°С, охлаждают
в масле. На воздухе протяжки охлаждаются до температуры цеха,
после чего их промывают в кипящей воде в течение 1—1,5 ч.

Шлифование центровых отверстий, передней
поверхности и спинки зуба

После термической обработки центровые отверстия
протяжек исправляют на вертикальных центрошлифовальных стан-
ках ЗА920 или на специальных станках. Обработку ведут шлифо-
вальной конической головкой (ГОСТ 2447—82) или твердосплав-
ным зенкером с пластинками из сплава ВК8. Частоту вращения
шпинделя принимают равной: при работе шлифовальной голов-
Рис. 7.14.

Схема шлифования передней поверх-
ности зуба

кой— 15000 мин’1, при работе
твердосплавным зенкером —
7500 мин-1.

Более высокое качество цент-
ровых отверстий достигается при
использовании станков с плане-
тарным вращением шпинделя
(МВ-119, 3922Р и др.)

Центровые отверстия после
исправления не должны иметь за-
боин и местных углублений.

Угол конуса и диаметр цент-
ровых отверстий контролируют
шаблонами.

Шлифование. Переднюю поверхность и спинку зубьев шлифуют
на заточных станках, например, 3601. Для этого могут быть ис-
пользованы также токарные станки, у которых вместо резцедер-
жателя устанавливают шлифовальное приспособление.

Обработку передней поверхности выполняют с помощью обра-
зующей конуса шлифовального круга (рис. 7.14). Чтобы получить
требуемый передний угол у, диаметр круга 2)кр должен удовлетво-
рять следующему условию:



51П 3

51П у

Здесь К = 1 — -^-(1 -Не V с1е ₽),

где Н — глубина зуба; О — диаметр первого зуба протяжки; р —
угол профиля круга.

Приближенно можно считать К = 0,85.

Угол установки круга -ф=р + у. Ось круга должна быть уста-
новлена в одной плоскости с осью протяжки При правильно вы-
бранном диаметре шлифовального круга и правильной его уста-
новке следы обработки располагаются по концентрическим окруж-
ностям. Если диаметр круга больше расчетного или шлифование
производится периферией шлифовального круга ПП (не образую-
щей конус), то следы обработки образуют сетку, режущие кромки
зубьев протяжки получаются неровными, с зазубринами, что сни-
жает работоспособность протяжки.

Для заточки применяют круги из электрокорунда белого (24А)
зернистостью 25Н, твердостью СМ2, на керамической связке. Пе-
редний угол контролируют угломером или специальным прибо-
ром.

Профиль спинки зубьев шлифуют на том же станке, на котором
шлифуют передние поверхности зубьев; шлифовальный круг — из
электрокорунда нормального (14А) зернистостью 25Н, твердостью
СТ1, на вулканитовой связке Круг при шлифовании не правят.

При необходимости после шлифования передней поверхности
и спинки зубьев протяжки правят на винтовом прессе.
Круглое шлифование

Протяжки можно шлифовать на станках различных
моделей: ЗА151, ЗМ162, ЗМ174 и др.

Протяжки с Л//)>15 обрабатывают с применением люнета.
Вначале шлифуют переднюю направляющую, на нее устанавли-
вают люнет, после чего шлифуют хвостовик, шейку, заднюю на-
правляющую. У тонких протяжек (диаметром до 30 мм) предвари-
тельно шлифуют место под люнет на первых двух-трех зубьях На
это место ставят люнет для обработки передней направляющей,
что позволяет производить шлифование на более высоких режимах.
Спинки зубьев имеют небольшую длину, шлифуются быстро и с
малыми вибрациями. Дальнейшую обработку выполняют, исполь-
зуя люнет, установленный на передней направляющей.

Калибрующие зубья шлифуют по цилиндру с одинаковым диа-
метром. Режущие зубья шлифуют по общему конусу. Конус обра-
зуется путем поворота стола станка. Контролируют конусность пу-
тем измерения диаметра зубьев протяжки. Так как измерение
микрометром производят по задней поверхности спинки зуба, а не
по режущей кромке (рис. 7.15, а), то в показания микрометра вно-
сят поправку 6:

8 = 25г —,
г I

где 52 — подъем на зуб на сторону; Ь и I — соответственно ширина
спинки и шаг зубьев

Затем шлифуют зубья по секциям. У двузубых секций диаметр
второго зуба в секции обычно меньше первого на 0,04 мм. Пово-
ротом стола станка с установленной на нем протяжкой обеспечи-
вают этот перепад диаметров, одновременно шлифуют оба зуба
секции (рис. 7.15, б).

У протяжек, имеющих секции из трех зубьев и более, все зубья
секции шлифуют по цилиндру в размер первого зуба секции.

Шлифование задней поверхности зубьев выполняют на этих же
станках, поворачивая стол на требуемый задний угол. Каждый
зуб шлифуют в отдельности. Режущие зубья шлифуют «до остра»,
допускается цилиндрическая ленточка по задней поверхности у

Рис. 7.15.

Схемы шлифования зубьев по задней поверхности
вершины зуба не более 0,05 мм. На калибрующих зубьях оставляют
ленточку согласно чертежу.

При шлифовании задних поверхностей контролируют диаметры
всех зубьев и задний угол. Задний угол определяют с помощью ин-
дикатора по разнице диаметров на длине задней поверхности зуба.

При круглом шлифовании применяют круги из электрокорунда
белого (24А) зернистостью 25Н, твердостью СМ1 — СМ2, на кера-
мической связке.

У зубьев круглых протяжек для обработки отверстий с допу-
сками по Н7 и Н8 должна быть малая шероховатость поверхности.
У этих протяжек производят доводку задних поверхностей калиб-
рующих зубьев. Операцию выполняют на станках повышенной точ-
ности, применяют круги из зеленого карбида кремния (63С) зер-
нистостью М40 — М28, твердостью СТ1, на бакелитовой связке или
круги из эльбора зернистостью 125/100, твердостью СМ2, на кера-
мической связке. Под доводку оставляют припуск.

Скосы замка хвостовика шлифуют фасонно направленным шли-
фовальным кругом, иногда скосы не шлифуют, а протачивают пос-
ле термообработки резцом, оснащенным пластиной из минералоке-
рамического сплава ВОК-60.

Допуски на изготовление протяжек принимают следующие: для
крупных протяжек — по ГОСТ 9126—76, для шлицевых с прямо-
бочным профилем — по ГОСТ 7943—78, для шлицевых с эвольвент-
ным профилем — по ГОСТ 6767—79, для гранных — по ГОСТ
16492—70.

Шлифование профиля

Профиль шлицевых протяжек всех видов и гранных
протяжек шлифуют на шлицешлифовальных станках 3451А, 3451В
и др.

Протяжку устанавливают в центра делительной головки или
делительной бабки станка и крепят хомутиком. Нежесткие протяж-
ки снизу поддерживают одним, иногда двумя домкратами, из ко-
торых один устанавливают под переднюю направляющую, вто-
рой— посередине протяжки во впадине зуба.

Применяют круги из электрокорунда белого (25А) зернистостью
25Н—16Н, твердостью СМ1 — СМ2, на керамической связке.

Для уменьшения трения при эксплуатации протяжек применя-
ют метод шлифования профиля с подъемом заднего центра.

Необходимо иметь в виду, что при большом подъеме заднего
центра возникают значительные погрешности окружного шага из-за
отклонения от соосности шпинделя делительной головки и про-
тяжки (рис. 7.16, а). Погрешностей не будет, если пользоваться
накладным столом, т. е. подъем заднего центра осуществлять путем
поворота накладного стола (рис. 7.16, б).

Шлицевые протяжки с прямобочным профилем. Обработку
этих протяжек производят с вертикальной подачей шлифовального
круга.
Рис. 7.16.

Схемы подъема заднего центра протяжки при шлифовании профиля

Предварительную обработку осуществляли фасонно правленым
шлифовальным кругом по всему профилю впадины.

Припуск на окончательное шлифование 0,1—0,3 мм.

При окончательном шлифовании вначале обрабатывают обе
боковые стороны профиля и канавки у основания шлицев (рис.
7.17, а). Круг правят на угол 20, равный углу впадины профиля
протяжки. Правят круг с помощью приспособления (рис. 7.18).
На плите приспособления укреплены два неподвижных калибро-
ванных ролика 1 и 2 диаметром д,\. На поворотных направляющих
укреплены два других ролика 3 и 4 такого же диаметра. Требуе-
мый угол заправки круга 0 устанавливают с помощью блока А
концевых мер длины:

А = 21 $ш —---с1и

2	1

где I — расстояние между роликами.

Рис. 7.18.

Приспособление для правки угла
профиля круга

Рис. 7.17.

Схемы шлифования профиля протяжек
с прямобочными шлицами
Рис. 7.19.

Схема поднутрения боковых
сторон шлицев

Рис. 7 20.
Построение для определения
подъема заднего центра

Алмазную оправку 5 при правке шлифо-
вального круга перемещают вручную; при
этом она плотно прижимается к роликам

Подача алмаза 6 на шлифовальный круг осу- у
ществляется столом станка. В процессе шли-
фования микрометром контролируется раз-
мер В.

При числе шлицев 16 и более профиль шлифуется набором двух
шлифовальных кругов, каждый из которых обрабатывает одну сто-
рону шлица (рис. 7 17, б) Объясняется это тем, что при большом
числе шлицев угол впадины профиля и ширина впадины малы,
шлифовальный круг был бы тонким и нежестким. При шлифовании
двумя кругами по схеме рис. 7.17, б угол профиля круга увеличи-
вается в 2 раза, кроме того, круг правится только с одной стороны,
жесткость его увеличивается.

После шлифования боковых сторон шлифуется внутренний диа-
метр (рис. 7.17, в). Круг правится алмазом 6 приспособления
(рис. 7 18). Вылет алмаза Т равен половине внутреннего диаметра
протяжки. Диаметр контролируется микрометром.

Профиль фасочных зубьев шлифуется одновременно по боко-
вым сторонам и внутреннему диаметру (рис 7.17, г). Толщина
зуба п и внутренний диаметр й контролируются микрометром.

На боковых сторонах шлицев для уменьшения трения при экс-
плуатации шлифуют поднутрение (рис. 7 19) Угол поднутрения
<Р1 = 14-2°, ширина ленточки ] допускается не более 1,0 мм. Угол
профиля круга для шлифования поднутрения 0К=2(0—ф1). Под-
нутрение шлифуют одновременно по обеим сторонам профиля. Что-
бы выдержать допустимую ширину ленточки /, шлифование произ-
водят по участкам* начинают с того зуба, у которого высота шли-
цев 1,5 мм, и шлифуют в направлении калибрующих зубьев до
зуба, где /= 1 мм, затем кругу сообщают вертикальную подачу,
шлифуют следующий участок, и так далее до калибрующих зубь-
ев Угол поднутрения контролируют с помощью индикатора, пере-
мещая его на заданное расстояние в поперечном направлении.

У изготовленных таким методом протяжек много поверхностей
с нулевым задним углом по боковым ленточкам, что ухудшает

условия резания.

Более прогрессивный метод — шлифование профиля с подъемом
заднего центра протяжки. При этом методе шлифования на всех
режущих кромках образуются вспомогательные углы в плане,
большие нуля. Качество деталей, обработанных такими протяжка-
ми, улучшается, а стойкость протяжек увеличивается. При шлифо-
вании с подъемом заднего центра боковые поверхности шлицев шли-
фуют сразу с поднутрением, круг правят на угол 20к = 2(0—ди).

Подъем заднего центра протяжки С относительно переднего за-
висит от угла ф1 и определяется расчетным путем так, чтобы ши-
рина шлицев по вершине была одинакова для всех зубьев.

Одинаковая ширина шлицев сохраняется только для участка
зубьев с одинаковой подачей на зуб и одинаковым шагом

Определим величину подъема С\ для этого участка На
рис. 7.20 изображены первый (1) и последний (2) шлицевые зубья
участка. Радиусы этих зубьев, соответственно, и /?2. При подъе-
ме зуба 2 относительно зуба 1 на величину С\ вершина зуба 2
переместится из точки М в точку ЛГ, вершина зуба 1 останется на
месте в точке I,. Шлифовальный круг нижней точкой профиля бу-
дет обрабатывать вершину зуба 1 (Ь), верхней точкой профиля —
вершину зуба 2 (Л^). Из треугольника ЬМ'М определим величину

_	#2-^1 .	= С1== _ 81П	_ /? );

81П с?!	81П	51П

360°

6к = 9-?[; 9=——.
2

Подъем заднего центра протяжки

С=СХ~,

Л

где С1 — расстояние между зубьями 1 и 2, Ь — общая длина про-
тяжки.

Чистовые зубья, имеющие подачу на зуб, отличную от черно-
вых, следует шлифовать с другим подъемом, а калибрующие
зубья — вообще без подъема. Практически же все зубья шлифуют
с одним подъемом заднего центра. Вследствие этого ширина вер-
шины шлицев у чистовых и калибрующих зубьев несколько умень-
шается в направлении к последнему калибрующему зубу.

Определим ширину шлица у последнего калибрующего зуба.
На рис. 7.21, а изображены участки зубьев с подачей на зуб $2ь
522 и калибрующих зубьев. Ширина шлицев у всех зубьев была бы
одинаковой, если бы диаметры всех зубьев находились на обра-
зующей одного конуса В этом случае диаметр последнего калиб-
рующего зуба был бы равен

О'=0^2 А.

Из рис 7.21, а

А=к—у;

Ч	2

где — подача на зуб (не на секцию) на сторону для зубьев
участка; /2 + /к — расстояние от последнего калибрующего зуба до
зуба с радиусом /?2; Л — шаг зубьев на участке Ц.
Рис. 7.21.

Уменьшение ширины шлицев при шлифовании с подъемом
заднего центра

Рис. 7.22.

Схема заправки?
шлифовального
круга

Из рис. 7.21, б

ВХ = В — 2А

Уменьшение ширины шлицев небольшое, и обычно оно допуска-
ется. Если же его допустить нельзя, то следует производить правку
круга с обеспечением углов 0К и 0К1 (рис. 7.22). Вершина угла 0К1
на круге — в точке, соответствующей радиусу протяжки

После шлифования боковых сторон шлицев шлифуют поверх-
ность впадин между зубьями без подъема заднего центра.

Контроль накопленной погрешности окружного шага, парал-
лельности боковых поверхностей зубьев относительно оси центров-
и симметричности зуба относительно оси центров в поперечном се-
чении после шлифования профиля выполняют аналогично контро-
лю после фрезерования. Допустимые отклонения принимают па
ГОСТ 7943—78.

Острошлицевые протяжки. Для правки шлифовального круга
применяют такое же приспособление, как для правки протяжек с
прямобочным профилем. Профиль шлифуют одновременно по бо-
ковым сторонам и поверхности впадин между зубьями. Обычно
применяют круги твердостью СМ1— СМ2, при узкой впадине про-
филя берутся более твердые круги: С1, С2.

Угол правки круга проверяют контролем на микроскопе сталь-
ной пластины, прорезанной этим кругом. Толщину зуба и угол
профиля протяжки контролируют измерением размера по роликам
М1 и М2 (рис. 7.23, а). Диаметры роликов и б/2 выбирают так»
чтобы касание роликами профиля было в точках, находящихся со-
ответственно на 1/3 и 2/3 высоты зуба. Контроль осуществляют в.
трех сечениях протяжки: на калибрующих зубьях, в середине про-
тяжки и на контрольном буртике на передней направляющей. Диа-
метр буртика делают равным диаметру калибрующих зубьев, после
контроля сошлифовывают на круглошлифовальном станке. У про-
тяжек первого технологического перехода контрольный буртик не
делают.
29

Рис. 7.23.

Схемы контроля профиля острошли-
цевых протяжек (а) и шлифования
поднутрения (б)

Рис. 7.24.

Приспособление для правки шлифо-
вального круга по эвольвенте

8

Для уменьшения трения при эксплуатации протяжки на боко-
вых сторонах профиля шлифуют поднутрение (рис. 7.23, б). Для
этой операции угол правки круга 20к=2(ср—1°), где <р — половина
угла профиля протяжки. Это достигается шлифованием профиля с
подъемом заднего центра.

Контроль накопленной погрешности окружного шага зубьев,
параллельности оси симметрии боковых поверхностей зубьев оси
центров протяжки и симметричности зуба в поперечном сечении
относительно оси центров производят так же, как при фрезерова-
нии профиля.

Шлицевые протяжки с эвольвентным профилем. Боковые сто-
роны зубьев у этих протяжек в поперечном сечении выполняют по
эвольвенте или дуге окружности, заменяющей эвольвенту.

На рис. 7.24 представлена схема приспособления для правки
шлифовального круга по эвольвенте, разработанного Челябинским
политехническим институтом. В основу работы приспособления по-
ложен принцип образования эвольвенты путем качения без сколь-
жения прямой по окружности.

По сменному диску 1 обкатываются линейки 2 и 3 с закреплен-
ными на них алмазами (на рис. 7.24 показан только один алмаз-
на линейке 3). Для обеспечения надежного контакта линейки и
диск связаны лентами 4 и 5. Один конец лент закреплен планкой
на торце линейки, второй, огибая диск, шарнирно скреплен с вин-
тами 6 и 7. С помощью гаек производится натяжение лент. Между
собой линейки соединены лентой 8.

Диаметр диска Р = б/в0—5, где б/в0— диаметр основной окруж-
ности протяжки, 5 = 0,2 мм —толщина ленты.

В Челябинском политехническом институте им. Ленинского
комсомола созданы три модели приспособлений, охватывающие
диапазон диаметров основных окружностей 8—110 мм. Винтом 9
через призму 10, перемещающуюся в пазу корпуса, диск прижима-
ется к упору.

За одно целое с линейками выполнены стойки, в которых при-
хватами крепят втулки с алмазами. Оси алмазов находятся в пло-
скости, параллельной кромке линейки и проходящей через середи-
ну толщины ленты. Вылет алмаза в осевом направлении, обеспечи-
вающий заданную толщину зуба протяжки, устанавливают спе-
циальным прибором, который настраивают по блоку концевых мер
длины.

Движение линейки получают от рукояток 11 или 12 через коро-
мысло и серьгу. Для устранения люфтов линейки и коромысла
стянуты пружинами.

Правка круга производится при продольном перемещении сто-
ла станка на шлифовальный круг.

Для правки круга по дуге окружности впадин предусмотрен
алмаз 13, Приспособление обеспечивает точность заправки круга
0,005 мм.

На рис. 7 25 показано приспособление, с помощью которого
производится правка круга по дуге окружности.

Установку алмаза для обеспечения Я — радиуса заменяющей
окружности производят по блоку концевых мер Ль

После установки алмаза ползун 1, на котором находится стойка

	Н*7  4} ггй 41	г— ,П~  .	0  4—— С	ЧЮгг )  1	^7 0  /	1	3  1 Зр  Рис. 7.25.  Приспособление для правки шлифо- вального круга по дуге окружности  196	с алмазом, закрепляют на дис- ке 2. Вылет алмаза а устанавли- вают с помощью скобы.  Абсцисса центра заменяющей окружности	устанавливается  по блокам концевых мер А2, к которым прижимаются упоры 3, Упоры закрепляют винтами на планке 4. Во время правки одной стороны профиля каретка 5 при-  *  1 /	/ \ \  > /ИХ  \ Гу  Рис. 7.26.  Построение для определения диаметров окружностей касания роликов
жимается выступом 6 к одному упору 5, при правке второй сто-
пы — к другому.

Правка осуществляется поворотом диска 2 вокруг оси I—к
Перемещение алмаза производится продольным перемещением сто-
ла станка.

Для получения симметричного профиля шлифовального круга
перемещения стола контролируют с помощью индикатора. Правку
диаметра круга по дуге окружности впадин выполняют этим же
алмазом при установке его по оси профиля шлифовального круга.
Профиль круга контролируют контршаблоном.

Шлифование производят с вертикальной подачей круга. Про-
филь протяжки контролируют измерением размера по роликам в
трех точках профиля. Окружность касания среднего ролика долж-
на проходить примерно посередине профиля, окружности касания
большего и меньшего роликов должны находиться на 1/3 высоты
профиля, соответственно от наружного диаметра и диаметра
окружности впадин. Диаметры окружностей касания 1)1 опреде-
ляют следующим образом.

Для эвольвентного профиля (рис. 7.26)

со5?=—ВС=ОгС-г,

М — 2г	2

а=^1; Ох=2ВО=-^~

</в0	соа а

При замене эвольвенты дугой окружности

/)1 = 2}/Г(/?51п Ф +	—^С(М)2» где

СО8Ф=  х-— .

Я + г

В этих формулах: б/во — диаметр основной окружности; М—
размер по роликам; г — радиус ролика; /?, х0 и у0— соответствен-
но радиус и координаты центра заменяющей окружности.

Измеряют размер по роликам на калибрующих зубьях, в сере-
дине протяжки и на первом зубе. Если высота профиля на первом
зубе недостаточна для установки контрольных роликов, то делают
контрольный буртик на передней направляющей. После приемки
протяжки буртик сошлифовывают на круглошлифовальном станке.

Размеры по роликам на калибрующих зубьях не должны пре-
вышать размеров по роликам на первом зубе.

Контролируют накопленную погрешность окружного шага, па-
раллельность оси симметрии боковых поверхностей зубьев относи-
тельно оси центров и симметричность зуба в поперечном сечении
так же, как при фрезеровании. Допуски принимают по
ГОСТ 6767—79.

У протяжек, шлифуемых без подъема заднего центра, по про-
филю делают поднутрение (7.27): шлифовальный круг правят ал-
мазным карандашом так, чтобы его радиус был меньше, чем при
Рис. 7.27.

Схема поднутре-
ния профиля
эвольвентных про-
тяжек

Рис. 7.28.

Профиль гранных протяжек

Рис. 7.29.

Схема шлифования выкру-
жек

шлифовании профиля; при вертикальной подаче срезают часть
профиля ниже ленточки Одновременно шлифуют обе стороны
зуба. Ленточку / оставляют шириной до 1 мм.

У протяжек, шлифуемых с подъемом заднего центра, эта опе-
рация не выполняется, так как боковые задние углы образуются в
процессе шлифования профиля. В этом случае при расчете осуще-
ствляют коррекцию профиля.

После шлифования зубьев шлифуют профиль передней направ-
ляющей. Толщину зубьев на передней направляющей (размер по
роликам) делают меньше, чем толщину режущих зубьев, а на
зубьях заходной части на длине 5—10 мм делают еще закругление
для того, чтобы заготовка легче надевалась на протяжку. Закруг-
ление заходной части выполняют путем вертикальной подачи шли-
фовального круга.

Гранные протяжки. Профиль гранных протяжек шлифуют пе-
риферией круга. Контролируют размер между гранями, форму по-
перечного сечения (включая прямолинейность граней) и расстоя-
ние граней от оси протяжки. Допуски принимают по ГОСТ
16492—70. Методы контроля такие же, как при фрезеровании про-
филя.

По граням зубьев на всей длине режущей части протяжек дол-
жен быть обратный уклон не менее 0,01 мм на сторону. Это дости-
гается подъемом заднего центра при шлифовании. У протяжек с
диаметром сердцевины й^5 + 2г, где г — радиус впадины зуба,
шлифуют продольные канавки по граням для уменьшения трения
при эксплуатации протяжки (рис. 7.28).

Зубья протяжек шлифуют до получения заднего угла а
(рис. 7 28) на заточном станке 3601 чашечным кругом. Протяжку
крепят на магнитной плите. Задний угол проверяют с помощью ин-
дикатора

Шлифование выкружек производят на заточном станке. Про-
тяжку устанавливают в центрах делительного приспособления.
Заднюю бабку поднимают так, чтобы достичь заднего угла на дне
выкружки 4—6° (рис. 7.29).
Диаметр шлифовального круга берут равным или несколько
меньшим 22?, где /? — радиус выкружки. Выкружки на соседних
зубьях располагают в шахматном порядке.

Для шлифования применяют круги из белого электрокорунда
зернистостью 25—40, твердостью СМ1—СМ2, на керамической
связке. Шлифование выполняют при вертикальной подаче на глу-
бину и продольном ходе стола станка. Стол подают вручную.

Маркировка, консервация и упаковка

Существуют различные методы маркировки: клей-
мение в незакаленном виде, химическое травление, электрохимиче-
ская маркировка и др.

Перед химическим травлением поверхность изделия обезжири-
вают хлопчатобумажной салфеткой, смоченной 1—2%-ным раст-
вором кальцинированной соды. Обезжиренную поверхность проти-
рают чистой хлопчатобумажной салфеткой. Кисточкой на нее на-
носят слой лака БТ-5100. Лак сушат на воздухе при температуре:
18—22°С в течение 2—5 мин.

Иглой пантографа по лаку наносят знаки маркировки. Знаки
припудривают тальком, затем покрывают раствором для травле-
ния. Состав раствора: серной кислоты — 200 мл, калия двухромово-
кислого— 150 г, воды дистиллированной — 800 мл. Продолжитель-
ность травления 3—5 мин. После травления оставшиеся капли ра-
створа удаляют марлевым тампоном или смывают проточной во-
дой. Лак удаляют бензином с помощью волосяной щетки.

После этого изделие нейтрализуют раствором, содержащим,
г/л. соды кальцинированной — 5—6, эмульгатора — ОП-7—1—2.

Консервация включает подготовку поверхности, собственно кон-
сервацию и барьерную упаковку. Перерыв между операциями до-
пускается не более 2 ч.

При подготовке поверхности инструмент отмывают от механи-
ческих и жировых загрязнений в содово-нитритном растворе сле-
дующего состава, г/л: соды кальцинированной 5—7; нитрита нат-
рия 9—10; эмульгатора ОП-7—2—4. Промывку производят много-
кратным окунанием инструмента в раствор при температуре 70—
90°С в течение 3—5 мин. Сушат инструмент после промывки на
воздухе.

Консервация заключается в обертывании изделия со всех сто-
рон в антикоррозионную бумагу УНИ или НДА с перекрытием
швов на 5—6 см.

Сверху антикоррозионной упаковочной бумаги изделия оберты-
вают в парафинированную бумагу (барьерная упаковка).

Допускается исключать обертывание в парафинированную бу-
магу при консервации в антикоррозионную упаковочную бумагу с
латексным или пленочным покрытием или при упаковке в пласт-
массовые футляры с плотно закрывающимися крышками.
200

ПРИЛОЖЕНИЕ

П1. Группы обрабатываемости материалов в зависимости от марки и твердости

Сгаль		НВ при группе обрабатываемости				
Группа	Марка				IV	V
Автоматная конструкционная	А12, А20, АЗО	<229		-			- -
по ГОСТ 1414—75						
Углеродистая конструкционная	10*, 15 \ 20*, 25*  30, 35, 40, 50	С 229	—.	—	—	
качественная по ГОСТ 1050—74		,<255	255—285	285—321	321—364	—
	60, 70, 80	<229	229—255	255—285	285—321	321—364
Легированная конструкционная по ГОСТ 4543—7Г						
хромистая	15Х*, 15ХАЛ 20Х*, ЗОХ* 35Х*, ЗОХРА*, 38ХА* ,0Х*, 45Х*, 50Х*	<255	255—302	—	—	-—
		<229	229—269	269—302	302—340	340—364
марганцовистая	15Г*, 20Г , 25Г*, ЗОГ*, ЗЗГ 40Г, 45Г, 35Г2, 45Г2, 50Г2	<241	241—269	269—302	—	—.
		<229	229—255	255—285	285—321	321—364
марганцовистая	60Г, 65Г, 70Г (ГОСТ 1050—74)		<241	241—269	269—321	321—340
хромистомаргапцевая	18ХГ/, 20ХГРу  18ХГТ	<229	229—269	269—321	321—340	340—364
		<255	255—302	302—321	—	——
	ЗОХГТ, 35ХГФ, 40ХГТР	<229	229—269	269—302	302—321	321—340
хромокремнистая	ЗЗХС, 38ХС, 40ХС	—	<229	229—269	269—302	302—340
хромомолибденовая	15ХМ	<229	229—269	269—302	302—340	——
	30ХМА, 35ХМ	—	<229	229—269	269—321	321—340
хромованадиевая	15ХФ	<229	229—269	269—302	302—321	321—364
	40ХФА	—.	<255	255—285	285—321	321—340
хромоникелевая и хромонике левая с бором	12ХН2*, 12ХНЗА*, 12Х2Н4А*  20ХН*,	20ХНР*, 20ХНЗА*,  20Х2Н4А*, ЗОХНЗА*, 40ХН, 45ХН, 50ХН	<241	241—269	269—302	302—321	321—364
хромокремпемарганцевая	20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГС,  35ХГСА  20ХГНР*	—•	<229	229—269	269—321	321—340
хромомарганцовоникелевая и		<241	241—269	269—302	302—321	321—364
хромомаргапцовоникелсвая с	38ХГН	<229	229—255	255—285	285—302	302—321
бором и ти!аном	15ХГН2ТА*	<229	229—269	269—302	302—321	—
1 оо ОО ОО	Сталь		
	Группа	Марка	I
	хромоникельмолибденовая	25Х2Н4МА, 18Х2Н4МА* 40Х2Н2МА, 38Х2Н2МА 14Х2Н, ЗМА*, 20ХН2М 40ХН2МА	1111
	хромоникельванадиевая	20ХН4ФА	—•
	хромоалюминиевая и хромо- алюминиевая с молибденом	38Х2Ю, 38Х2МЮА	—
	Шарикоподшипниковая по ГОСТ 801—60	ШХ15	
	Быстрорежущая по ГОСТ 19265—73	Р18, Р9, Р6АМ5	—-
	Чугун, бронза, алюминиевые сплавы, медь		
	Группа	Марка	VI
	Чугун серый поГОСТ 1412—79	СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧЗО, СЧ35, СЧ40	с 197
§	Чугун ковкий (ферритный) по ГОСТ 1215—79	КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10,  КЧ 37-12	163
_______________________Продолжение табл П1

НВ при группе обрабатываемости

	11	III	IV	V

	<255	255—285	285-321
<229	229—269	269—302	302—340
	<255	255—269	269—321
—	<269	269—321	321—340
—•	<255	255—285	285—321
—	< 269	269—302	302—340
—•	—	<229	—
—	—	—»	207—255

НВ при группе обрабатываемости

	VII	VIII	IX	X
	197—285	—	—	—
	—	—	—	—
Сталь						
Группа	Марка	I			IV	V
Чугун ковкий по ГОСТ 1215—79 Чугун ковкий по ГОСТ 1215—79 Чугун антифрикционный ков- кий по ГОСТ 1585—79  Чугун антифрикционный серый по ГОСТ 1585—79  Бронза безоловянная по ГОСТ 18175—78  Бронза оловянная по ГОСТ 5017—74  Латуни по ГОСТ 17711—80  Алюминиевые сплавы по ГОСТ 4784—74  и ГОСТ 2685—75  Медь	КЧ 40 3, кч 45 6, кч 50-4 КЧ 50-4  АЧК-1, АЧК-2  АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3  БрА5, БрА7, БрАЖЭ-4, БрАЖ9-4, БрАЖН10-4-4, БрАЖМцЮ-3-1,5, БрАМц9-2, БрКМцЗ-1, БрКН1-3  БрОЦС 5-5-5, БрОЦС 3-12 5, БрОЦСН 3 7-5-1, БрОЦС 6-6-3, БрОЦС 4-4-17, БрОЦС 3,5 6-5, БрОЦС 4-4-4-2,5, БрОФ6,5 0,15, БрОФ 4-0,25, БрОФ 6,5-1,5 ЛЦ40С, ЛЦ40Сд, ЛЦ40Мц 1,5 ЛЦ40МцЗЖ, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦЗОАЗ, ЛЦ25С2, ЛЦ23А6ЖЗМц2, ЛЦ16КЗ, Л63, ЛС59-1, ЛМц58-2, ЛАЖ60-1-1, ЛС62-1  АЛ1, АЛ2, АЛЗ, АЛ4, АЛ 5, АЛ6, АЛ7, АЛ8, АЛ9, АЛЮ, АЛЮ, АЛ20, АЛ21, Д1, Д6, Ц16, Б95, АВ, АК2, АК4, АК6, АК8, АД, АД1, АМг2, АМц, АМгЗ  М1, М2, М3	<241  187—229  160—241	<269	о	о  11117 У ю  СО	140—200	50—100  70—80
				<130	130—200  <165	

* Детали из этих сталей с содержанием углерода до 0,25% в любом состоянии и с содержанием углерода более 0,25%
в отожженном состоянии имеют большую шероховатость поверхности.
П2. Группа качества протягиваемых поверхностей

1.	Цилиндрические отверстия, наружные поверхности и пазы
простых профилей

Группа качества	Технические требования	
	Параметр шероховатости поверхности	Квалитет
1	7?а^ 1,25 и менее	Все, начиная с 5-го
2	/?а^2,5	7, 8
3	/?г^20	9, 10
4	7?г^40 и грубее	11 и более

2. Шлицевые и сложнофасонные отверстия, пазы и наружные
поверхности сложных профилей

1 Группа качества	Технологические требования					
	Параметр шероховатости		Квалитет или степень точности			
	центрирую- щих поверх- ностей шли- цевых отвер- стий	' Л  боковых по- верхностей шлицев	центрирую- щих поверх- ностей шли- цевых отвер- стий	Боковых поверхностей шлицев		
				прямо- бочных	эволь- вентных	треуголь* ( ных
1	1,15	/?а^2,5	Не лимитируется			
2	/?а;С2,5	/?г^20	7	9	9/7	7
3 ч Л	/?з<20		8	10	11/7	9

Примечание. Группа качества протягиваемой поверхности определяется
одним из более жестких требований (к шероховатости поверхности или квали-
тету) .

ПЗ. Материал режущей части

Группа обрабатываемости	Производство	
	массовое, крупносерийное, среднесерийное	мелкосерийное, единичное
I—III, VI, VIII—X	Р6АМ5, Р12ФЗ	ХВГ
IV, V, VII и труднообрабаты- ваемые стали и сплавы	Р18, Р12Ф5М, Р9КЮ, Р6М5К5, Р6ФК8М5	Р18, Р6АМ5, Р12ФЗ
П4. Хвостовики круглые для протяжек (линейные размеры в мм)

Тип 1, исполнение 1 (ГОСТ 4044—70)

	Йз	— -ы  а?2 3		ьг*					а, °		Пло- щадь сече- ния  Л-Л, мм2
4,0	3,8	4,о	2,0	3,7							6,6
5,0	4,8	5,0	3,0	4,6							13,2
5,5	5,3	5,5	3,3	5,1	16	—	90	80	—•	0,2	15,8
6,0	5,8	6,0	4,0	5,6							20,9
7,0	6,8	7,0	4,2	6,5							23,8
8,0	7,8	8,0	5,0	7,5							35,4
10,0	9,8	10,0	6,0	9,5					10		61,5
12,0	11,7	12,0	8,0	11,5							85,2
14,0	13,7	14,0	8,0	13,5	20	12	110	100			96,1
16,0	15,7	16,0	10,0	15,5					20	0,3	145,0
18,0	17,7	18,0	12,0	17,5							193,0

♦1 Предельное отклонение по е8. *2 Предельное отклонение 0,5-=-1,0 мм.

3* Предельное отклонение по сП. *4 Предельное отклонение по (/9.
Тип 2, исполнение 1 (ГОСТ 4044—70)

Тип 2} исполнение /



к±_

	а2* *2	^4*3								а, °	Пло- щадь сече- ния по разме- ру с12, мм2
12	8,0	12					0,2			10	50,3
14 &  18	9,5 и,о 13,0	14  16  18	20	20	12	100	0,3	0,6	0,5	20	70,9  95,0  132,7
											176,7
20	15,0	20									
22  25	17,0  19,0	22  25	25	25	16	120		1,0			227,0  233,5
28	22,0	28							1,0		380,1
	25,0  28,0					140					490,9  615,7
32  36		32  36	32				0,4	1,6			
40  45 ,50	32,0  34,0  38,0	40  45  50		32	20	160	0,5	2,5	1,5	30	804,2  907,9  1134,1
											
56  63  70_	42,0  48,0 53;0 .	56  63  _ ''70	40	40	25	190	0,6	4,0			1385,4  1809,6  2206,4
80  90  100	60,0  70,0  75,0	80  90  100	50	50	32	220	0,8	6,0	2,0	30	2827,4  3848,4  4417,9

Предельное отклонение по е8.

*2 Предельное отклонение по сП.

*3 Предельное отклонение 0,5—1,0 мм.
Резьбовой хвостовик

Обозначение резьбы	1		/1	*	Направляющая протяжки		^хв	Сила реза- ния допусти- мая проч- ностью хвостовика по сечению резьбы при Мр= =р90 МПа для стали 45ХН
					^т1п			
М27Х2	30	30	50	35	45	55	36	137 340
М30Х2	30	35	50	39	50	60	40	173 637
МЗЗХ2	30	35	50	39	55	60	40	213 368
М39Х2	40	45	60	49	65	75	50	306 072
М45Х2	45	50	65	62	75	80	63	414 963
М48Х2	50	50	70	62	80	90	63	476 276
М56Х2	60	60	80	69	95	95	70	658 742
П5. Геометрические параметры режущей части протяжек

Шлицевые

Форма А Форма б Форма В

Условия протягивания	Группа заточкн зубьев	Зубья				
		черновые и переходные		чистовые и калибрую- щие		
		форма		форма	V» •	Ун е
Сталь группы I обрабатывае- мости и материалы группы X обрабатываемости	I	А	20*  15*  10  10  10	А	20*  18*  10  10  10	0—5  -5-0
Сталь групп II и III обрабаты ваемости	II					
Стали группы IV и V обраба- тываемости	III			Б  В		
Чугун ковкий групп VI и VII обрабатываемости	IV					
Чугун серый групп VI и VII обрабатываемости, бронза, ла- тунь групп VIII и IX обраба- тываемости	V					

Зубья	Черновые и пере- ходные	Чистовые	Калибрующие
Задний угол а, °	3	2	1

* Для протяжек диаметром до 20 мм допускается передний угол 7=10°.
П6. Скорость резания протяжками из стали Р6АМ5

Протяжки	Тип производства	Группа качества про- тягиваемой поверх- ности	Скорость резания (м/мин) для обрабатывания материала							
			Сталь					Чугун, бронза		Алю- миний
			Группа обрабатываемости							
			I			IV	V	VI, VIII, IX	VII	X
Круглые, шпоночные, наруж- ные и пазовые простого про- филя	Массовое, крупносерийное, средне- серийное	1  2  3  4	8  9  13  15	8  9  12  13	6  8  9  12	5  6  8	3  4  4	9  12  15  15	6  6  9  13	4  6  9  12
	Мелкосерийное и единичное	1-4	8	6		3		9	6	4
Шлицевые, сложнофасонные внутренние и наружные и па- зовые сложного профиля	Массовое, крупносерийное сред- несерийное	1  2  3	5  7  9	5  6  8	4  5  7	3  4  5	2  2  3	5  7  9	4  5  6	3  4  5
	Мелкосерийное и единичное	1-3	5	4		2		5	4	3

Примечания: 1. Поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от марки инструментальной стали;

Марка инструменталь-

ной стали	Р18, Р12Ф5М 1Р6АМ5, Р12ФЗ Р9КЮ Р6М5К5, Р6Ф2К8М5 ХВГ

Коэффициент	1,6	1	1,8	2,0	0,7

2.	Смазывающе-охлаждающие жидкости принимают по табл. П18.

3.	При протягивании сталей повышенной вязкости, отмеченных звездочкой в табл. П1, в случаях появления рванин ско-
рость резания следует снижать на 20—25%.

4.	При работе протяжками диаметром более 100 мм скорости резания могут быть снижены на 30%.

5.	Рекомендуемые в табл. П6 скорости резания могут быть повышены при условии обеспечения требований к качеству
протянутой поверхности. 
П7. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Стали группы 1 обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость реза- ния, м/мин	Наработка чис- товой части, м	Наработка черновой					при подаче черновых зубьев $2С, мм/зуб на сторону									
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,4
1,5	167	462	427	402	383	354	333	317	304	286	265	246	212	188	169	155
2	143	381	352	332	316	292	275	262	251	236	218 :	203	175	155	140	128
3	115	290	268	253	241	223	210	200	191	180	166	155	133	118	106	97
4	99	239	221	208	198	184	173	165	158	148	137	128	110	97	88	80
5	87	206	191	180	171	162	149	142	136	128	118	110	95	84	76	69
6	79	182	169	159	151	140	132	125	120	ИЗ	105	97	84	74	67	61
7	73	164	152	143	136	126	119	ИЗ	108	102	94	88	76	67	60	55
8	66	150	139	131	125	115	109	103	99	93	86	80	69	61	55	50
9	64	139	129	121	115	107	100	96	92	86	80	74	64	57	51	47
10	60	129	120	ИЗ	107	99	94	89	85	80	74	69	60	53	48	43
11	57	121	112	106	101	93	88	84	80	75	70	65	56	49	45	41
12	54	115	106	100	95	88	83	79	75	71	66	61	53	47	42	39
13	52	109	101	95	90	83	78	75	7,1	67	62	58	50	44	40	37
14	50	103	96	90	86	79	75	71	68	64	59	55	47	42	38	35
15	48	99	91	86	82	76	72	68	65	61	57	53	45	40	36	33

П8. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5 между отказами.
Стали группы 11 обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость (реза- ния, м/мин	Наработка чис- товой части, м	Наработка			черновой части			(м) при подаче на сторону			черновых зубьев 32С,				мм/зуб	
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
1,5	138	310	287	270	257	238	224	214	205	195	180	168	145	128	116	106
2	118	256	237	223	212	196	185	176	169	161	149	139	119	105	95	87
3	95	195	180	170	162	150	141	134	129	122	113	106	91	80	73	66
4	81	161	149	140	133	124	116	111	106	101	93	87	75	66	60	55
5	72	138	128	121	115	106	100	95	91	87	80	75	65	57	52	47
6	65	123	115	107	102	94	89	84	81	77	71	66	57	51	46	42
7	60	111	104	96	92	85	80	76	73	70	64	60	52	46	41	38
8	56	101	94	88	84	78	73	70	67	64	59'	55	47	42	38	34
9	52	93	87	81	77	72	68	64	62	59	54	51	44	39	35	32
10	4»	87	81	76	72	67	63	60	58	55	50	47	41	36	32	30
И	47	82	76	71	68	63	59	56	54	51	47	44	38	34	30	28
12	45	77	71	67	64	59	56	53	51	48	45	42	36	32	28	26
13	43	73	67	64	61	56	53	50	48	46	43	40	34	30	27	25
14	41	69	64	61	58	53	50	48	46	44	41	38	32	28	26	24
15	39	66	61	58	55	51	48	46	41	42	39	36	31	27	25	23
П9. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5 между отказами.
Стали группы III обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость реза- ния, м/мин	Наработка чис- товой части, м	Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев 52С, мм/зуб на сторону										
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,18	0,16	0,20
1,5	ИЗ	226	209	197	187	173	163	155	149	138	127	119
2	97	186	172	162	154	143	135	128	123	114	105	98
3	78	142	131	124	118	109	103	98	94	87	80	75
4	67	117	108	102	97	90	85	81	77	71	66	62
5	59	101	93	88	84	77	73	69	67	62	57	53
6	54	89	83	78	74	68	65	61	59	54	50	47
7	49	80	74	70	67	62	58	55	53	49	45	42
8	46	74	68	64	61	56	53	51	49	45	41	39
9	43	68	63	59	56	52	49	47	45	42	38	36
10	41	63	59	55	52	49	46	44	42	39	36	33
11	39	59	55	52	49	46	43	41	39	36	34	31
12	37	56	52	49	46	43	41	39	37	34	32	29

П10. Средняя наработка протяжек сталей Р9, Р18 и Р6АМ5 между отказами.
Стали группы IV обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость реза- ния, м/мин	1 Наработка чис- товой части, м  1		Наработка черновой ч зубьев $2С, мм/зуб				асти (м) при подаче черновых на сторону			
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10		0,15
0,7	152	268	242	223	209	189	174	163	151
1	120	202	183	169	158	143	132	123	114
1,5	91	147	133	123	115	104	96	90	83
2	75	117	106	98	92	83	76	72	66
2,5	66	99	89	82	77	69	64	60	56
3	57	85	77	71	67	60	56	52	48
3,5	52	76	68	63	59	53	49	46	42
4	47	68	61	57	53	48	44	42	38
4,5	44	62	56	52	49	44	40	38	35
5	41	57	52	48	45	40	37	35	32
5,5	38	53	48	44	41	37	34	32	30
6	36	50	44	41	38	35	32	30	28
П11. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5.
Стали группы V обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость реза- ния, м/мин	Наработка чис- товой части, м	Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев 5гС, мм/зуб на сторону									
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,10	0,12	0,15
0,7	74	100	91	84	78	74	71	68	65	61	62
1	59	76	68	63	59 ,	56	53	51	49	46	39
1,5	45	55	50	46	43	41	39	37	36	34	29
2	37	44	40	37	34	32	31	30	29	27	23
2,5	32	37	33	31	29	27	26	25	24	23	19
3	28	32	29	27	25	24	23	22	21	20	17
3,5	25	28	26	24	22	21	20	19	18	17	15
4	23	26	23	21	20	19	18	17	17	15	13
4,5	22	23	21	19	18	17	16	16	16	14	12
5	20	21	19	18	17	16	15	14	14	13	И
5,5	19	20	18	17	16	15	14	13	13	12	10
6	18	18	17	15	14	14	13	12	12	11	9
7	16	16	15	14	13	12	12	11	И	10	8
8	15	15	13	12	12	11	10	10	10	9	8

П12. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5.
Чугуны группы VI обрабатываемости

Л ео «V Р-д нД	ё» я	Наработка черновой части						(м) при подаче черновых зубьев 52С,							мм/зуб	
								на	сторону							
	Л н « о  о ?															
Скоро» НИЯ, м	Нараб ТОВОЙ	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
2	101	339	317	301	289	270	257	247	238	228	216	205	185	170	158	148
3	132	265	248	235	226	211	201	192	186	178	168	160	144	132	123	116
4	115	222	208	198	189	177	168	161	156	149	141	135	121	111	104	97
5	103	194	181	172	165	155	147	141	136	130	123	117	106	97	90	85
6	94	174	162	154	148	138	131	126	122	117	ПО	105	95	87	81	76
7	87	158	148	140	135	126	120	115	111	106	100	96	86	79	73	69
8	82	146 .	136	129	124	116	ПО	106	102	98	93	88	79	73	68	64
9	77	136 !	127	120	115	108	103	98	95	91	86	82	74	68	63	59
10	73	127	119	113	108	101	97	92	89	85	81	77	69	64	59	56
11	70	120	112	106	102	95	91	87	84	80	76	73	65	60	56	52
12	67	114	106	101	97	91	86	83	80	76	72	69	62	57	53	50
13	64	108-	101	96	92	86	82	79	76	73	69	66	59	54	50	47
14	62	ЮЗ	97	92	88	83	78	75	73	70	60	63	56	52	48	45
15	60	99	93	86	85	79	75	72	70	67	63	60	54	50	46	43
П13. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5 между отказами.
Чугуны группы VII обрабатываемости

Скорость реза- ния, м/мин	Наработка чис- товой части, м	Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев 32С, мм/зуб на сторону														
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
2	99	195	183	174	166	156	148	142	137	134	126	120	108	99	82	87
3	81	158	143	136	130	122	116	111	107	104	99	94	84	77	72	68
4	71	128	120	114	109	102	97	92	90	87	83	79	71	65	60	57
5	63	112	105	99	95	89	85	81	78	76	72	69	62	57	53	50
6	58	100	93	89	85	80	76	73	70	68	65	61	55	51	47	44
7	54	91	85	81	78	73	69	66	64	62	59	56	50	46	43	40
8	50	84	78	75	71	67	64	61	59	57	54	52	46	43	40	37
9	47	78	73	69	66	62	59	57	55	53	50	48	43	40	37	35
10	45	73	68	65	62	58	55	53	51	50	47	45	40	37	35	32
11	43	69	64	61	59	55	52	50	48	47	44	42	38	35	33	31
12	41	65	61	58	56	52	49	47	46	45	42	40	36	33	31	29
13	39	62	58	55	53	50	47	45	44	43	40	38	34	31	29	27
14	38	59	56	53	51	48	45	43	42	41	38	36	33	30	28	26
15	37	57	54	51	49	46	43	41	40	39	37	35	32	29	27	25

П14. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5 между отказами.
Бронзы группы VIII обрабатываемости. Работа с охлаждением

Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев 52С, мм/зуб
на сторону

Скорость ] ния, м/мик	Наработке товой часп	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
2	510	1033	967	919	881	825	783	751	725	1  687	1  650	618	557	511	475	446
3	418	807	755	717	688	644	612	586	566	536	507	483	435	399	371	349
4	363	677	634	602	577	540	513	492	475	450	426	405	365	335	311	292
5	326	591	553	525	504	472	448	430	415	393	372	354	318	292	272	255
6	298	529	495	470	451	422	401	384	371	351	332	316	285	262	243	228
7	276	481	450	428	410	384	365	350	338	320	303	288	259	238	221	208
8	259	444	415	394	378	354	336	322	311	295	279	266	239	219	204	192
9	244	413	386	367	352	329	313	300	290	274	260	247	222	204	190	178
10	232	387	362	344	330	309	294	281	272	257	244	232_	209	192	178	167
11	221	365	342	325	311	292	277	265	256	243	230	219	197	181	168	158
12	212	346	324	308	295	276	263	252	243	230	218	207	187	171	159	150
13	204	330	309	293	281	263	250	240	231	219	207	197	178	163	152	142
14	197	315	295	280	269	252	239	229	221	210	198	189	170	156	145	136
15	190	302	283	269	258	241	229	220	212	201	190	181	163	150	139	131
П15. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18, Р6АМ5 между отказами.
Бронзы группы IX обрабатываемости. Работа с охлаждением

Скорость реза«  НИЯ, М;МИН	Наработка чис- товой части, м 		Наработка черновой части (м) при подаче черновых зубьев 5ХС, мм/зуб на сторону														
		0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,16	0,18	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
2	261	497	465	442	424	397	377	361	349	332	314	299	269	247	230	216
3	214	288	363	345	331	310	294	282	273	259	245	233	210	193	179	168
4	186	326	305	290	278	260	247	236	229	217	206	196	176	162	150	141
5	167	284	266	253	242	227	217	207	200	190	180	171	154	141	131	123
6	152	254	238	226	217	203	193	185	179	170	161	153	138	126	118	НО
7	141	232	217	206	197	185	176	168	162	155	146	139	125	115	107	100
8	132	213	200	190	182	170	162	155	150	142	135	128	115	106	99	93
9	125	199	186	177	169	158	151	144	139	133	125	119	108	99	92	86
10	118	186	174	166	159	149	141	135	131	124	118	112	101	93	86	81
И	113	176	164	156	150	140	133	128	123	117	111	106	95	87	81	76
12	108	167	156	148	142	133	126	121	117	111	105	100	90	83	77	72
13	104	159	149	141	135	127	120	115	111	106	100	95	86	79	73	69
14	100	152	142	135	129	121	115	110	106	101	96	91	82	75	70	66
15	97	145	136	129	124	116	110	106	102	97	92	87	79	72	67	63

П16. Средняя наработка протяжек из сталей Р9, Р18 и Р6АМ5.
Алюминий группы X обрабатываемости. Работа с охлаждением

реза- 1	8я	Наработка		черновой части (м) при подаче черновых зубьев на сторону							5х0, мм/зуб	
Скорость 1 НИЯ, м/м ИР	X и о О’											
	НараС ТОВОЙ	0,03	0,04	0,05	0,06	0,08	0,10	0,12	0,14	0,15	0,16	0,20
1	294	626	594	570	551	523	503	486	473	461	452	443
1,5	257	508	482	463	448	425	408	394	384	375	366	359
2	234	438	415	399	386	366	352	340	331	323	315	310
2,5	217	389	370	356	344	326	314	303	295	283	282	278
3	204	355	336	324	313	297	285	276	268	262	256	252
3,5	194	328	311	300	289	274	264	255	248	242	237	232
4	185	306	291	279	270	257	246	238	231	226	221	217
4,5	178	288	274	263	254	242	232	224	218	213	208	204
5	172	274	259	249	241	228	219	212	206	201	197	193
5,5	167	260	247	237	229	217	209	202	196	192	188	184
6	162	249	236	226	219	208	200	193	188	183	179	176
7	154	228	218	209	202	192	184	178	173	169	166	163
8	147	214	203	195	189	179	172	167	162	158	155	152
9	141	202	191	184	178	169	162	157	152	149	146	143
10	137	191	181	174	168	160	154	148	144	141	138	136
П17. Рекомендуемые подачи черновых зубьев 520, мм/зуб на сторону

	Группа обрабатываемости													
Скорость	I		II		III		VI		VII, VIII		IX		X	
резания V, м/мин	Группа качества протягиваемой поверхности													
		2		2		2		2	1	2		2		2
До 3  Св. 3 до 6  » 6 » 10  > 10 » 15	0,18  0,14  0,12  0,10	0,23  0,19  0,15  0,12	0,14  0,12  0,10  0,08	0,18  0,15  0,12  0,10	0,12  0,10  0,08  0,06	0,15  0,12  0,10  0,08	0,16  0,13  0,10  0,08	0,20  0,17  0,14  0,12	0,14 0,11 0,09  0,07	0,18  0,15  0,12  0,10	0,12 0,10  0,08 0,06	0,16  0,13  0,10  0,08	0,15  0,12  0,10  0,08	0,20 0,17 0,14 0,12

Примечания. 1. При протягивании заготовок из сталей группы IV и V
обрабатываемости подачи назначают по табл. П10 и П11.2. При протягивании
деталей с поверхностями 3-й и 4-й групп качества подачи назначают по табл. П7
и П16.

П18. Поправочные коэффициенты на наработку протяжек
для различных условий работы

В зависимости от вида и группы качества протягиваемых поверхностей

Перетачивание протяжек по поверхности	Протягиваемые поверхности	КТв при группе качества протягиваемой поверхности			
			2	3	4
Передней	Отверстия цилиндрические, много- гранные; пазы и нагружные поверх-	0,7	1,0	1,5	2,0
	ности сложного профиля Отверстия шлицевые и фасонные	0,5	0,8	1,2	—
Задней	Пазы простого профиля	0,5	0,6	1,0	1,4
	Наружные * простого профиля	0,5	1,0	1,6	2,3

* На операциях с требуемой шероховатостью поверхности с параметром
/?2>80 мкм (или для черновых секций сборных протяжек первого технологиче-
ского перехода) Кгв = 3,0.

В зависимости от схемы резания

Схема резания	Переменного резания и трапецеидальная	Одинарная (протяжка с узкими канавками)	Шахматно-лицевая
7(гр	.,о	|	।	0,5	0,7
В зависимости от вида заготовки и подготовки поверхности под протягивание

Заготовка	КТз при поверхности		
	обработанной	необработанной	
		травленой	нетравленой
Прокат, штамповка, поковка Отливка	1,0	1,0	0,8
стальная	0,9	0,7	
чугунная из цветных металлов	1,0  1,0	0,7	

В зависи мости от материала протяжки

Материал протяжки	Р12Ф5М	Р6АМ5, Р12ФЗ	Р9КЮ	Р6М5К5, Р6Ф2К8М5	хвг
Атм	1,1	1,0	1,3	1,5	0,5

В зависимости от доводки зубьев протяжки

Зубья	Доведенные	Недоведенные
Ктд	1,0	0,75

В зависимости от вида смазочно-охлаждающей жидкости

Обрабатываемый материал		КТо для смазочно-охлаждающей жидкости							
		А	Б	в	г	д	Е	ж	3
Стали	Конструкцион- ные, углероди- стые	1,0	1,3	0,8	0,8	0,8	1,0	—’	1,0
	Конструкцион- ные, легиро- ванные	1,о	1,3	0,8	0,8	—	1,0	0,9	1,0
	Серые, ковкие	—.	—'		—	—	1,0	0,9	1,0
Чугуны	Антифрикцион ные	—	—	—•	—	—	—	—'	1,0
Бронзы, латуни	|		1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	—	—.	1,2
Алюминиевые сплавы 1		1,0 1	1,0 1	1,0	1,0 I	1,0	—•	-1	—

Примечания:	При обработке алюминиевых сплавов без охлаждения

Кто=^О,8.

2 Условные обозначения: А—3—10%-ная эмульсия из эмульсола «Укринол-1»;
Б —5%-ная эмульсия из эмульсола СДМУ-2; В —5%-ная эмульсия из эмульсола
Э-2 (ЭТ-2, ЭГТ); Г — 10%-ная эмульсия из эмульсола Э2, Д — 5—7%-ная эмуль-
сия из эмульсола Т; Е —масло ОСМ-3; Ж—масло индустриальное И-12А.
ГИ-20А; 3 — сульфофрезол.

3. Серые и ковкие чугуны, бронзы, латуни и алюминиевые сплавы допускается
обрабатывать без охлаждения.

В зависимости от формы шлицевого паза

Шлицевой паз	Прямобочный	Эвольвентный	Треугольный
Ктф	1,0	1,2	0,8

П19. Профили зубьев по приложению 2 к ГОСТ 20365—74

Профиль с удлиненной
+	стружечной канабкои (у)

Размеры, мм					р г а к т»  мм2	№ про- филя	Размеры, мм					р гакт»  мм2	№ про- филя
1	л		ъ	К			1	н		ь	Я		
	1,6	0,8	1,5	2,5	1,77	1		2,5	1,3	4,0	4,0	4,9	4
4,0	1,8	0,9	1,2	2,8	2,54	2	8	3,0	1,5	3,3	5,0	7,1	5
								3,6	1,8	2,5	5,5	9,6	6
	1,6	0,8	2,0	2,5	1,77	1		2,5	1,3	4,0	4,0	4,9	4У
4,5	1,8	0,9	1,7	2,8	2,54	2	9	3,0	1,5	4,3	5,0	7,1	5
	2,0	1,0	1,5	3,0	3,14	3		3,6	1,8	3,5	5,5	9,6	6
	1,6	0,8	2,2	2,5	1,77	1У		3,0	1,5	4,3	5,0	7,1	5У
5,0	1,8	0,9		2,8	2,54	2	10	3,6	1,8	4,5	5,5	9,6	6
	2,0	1,0	2,0	3,0	3,14	3		4,0	2,0	3.5	6,0	12,6	7
	1,6	0,8	2,5	2,5	1,77	1У		3,6	1,8	4,5	5,5	9,6	6У
5,5	1,8	0,9	2,7	2,8	2,54	2	и	4,0	2.0		6,0	12,6	7
	2,0	1,0	2,5	3,0	3,14	3		4,5	2,3	4,0	7,0	15,9	8
	1,8	0,9	2,7	2,8	2,54	2У		4,0	2,0	5,5	6,0	12,6	7
6,0	2,0	1,0	3,0	3,0	3,14	3	12	4,5	2.3	5,0	7,0	15,9	8
	2,5	1,3	2,0	4,0	4,00	4		5,0	2,5	4,0	8,0	19,6	9
	2,0	1,0	3,5	3,0	3,14	ЗУ		4,0	2,0	5,5	6,0	12,6	7У
7,0	2,5	1,3	3,0	4,0	4,90	4	13	4,5	2,3	6,0	7,0	15,9	8
	3,0	1,5	2,3	5,0	7,10	5		5,0	2,5	5,0	8,0	19,6	&
Размеры, мм					р авт»  ММ2	до про- филя	Размеры, мм					р акт»  ММ2	до про- филя
	к		ь	К				к		ъ	Я		
14	4,5  5,0  6,0	2,3  2,5  3,0	6,0  4,5	7  8  10	15,9  19,6  28,3	8У 9 10	22	1  8  9	3,5  4,0  4,5	9,0  8,0	11  12  14	38,5  50,3  63,6	ПУ 12У  13
15	4,5  5,0  6,0	2,3  2,5  3,0	6,0  7,0  5,5	7  8  10	15,9  19,6  28,3	8У 9  10	24	8  9  10	4,0  4,5  5,0	9,0  10,0  8,5	12  14  16	50,3  63,6  78,5	12У  13  14
16	5,0  6,0  7,0	2,5  3,0  3,5	7,0  6,5  5,0	8 10  11	19,6  28,3	9У  10  11	25	8  9  10	4,0  4,5  5,0	10,0  9,5	12  14  16	50,3  63,6  78,5	12У  13У  14
17	5,0  6,0  7,0	2,5  3,0  3,5	7,0  7,5  6,0	8  10 И	19,6  28,3  38,5	9У  10  11	26	8  9  10	4,0  4,5  5,0	10,5  10,0  10,5	12  14  16	50,3  63,6  78,5	12У  13У  14
18	6,0  7,0  8,0	3,0  3,5  4,0	8,5  7,0  6,0	10  11  12	28,3  38,5  50,3	10  11  12	28	9  10  12	4,5  5,0  6,0	10,0  10,5  9,5	14  16  20	63,6  78,5  113,1	13У  14У  15 	5
19	6,0  7,0  8,0	3,0  3,5  4,0	8,5  8,0  7,0	10  11  12	28,3  38,5  50,3	ЮУ 11 12	30	9  10  12	4,5  5,0  6,0	12,0  11,5	14  16  20	63,6  78,5  113,1	13У 14У 15
20	7,0  8,0  9,0	3,5  4,0  4,5	9,0  8,0  6,0	11  12  14	38,5  50,3  63,3	11  12  13	32	9  10  12	4,5  5,0  6,0	12,0	14  16  20	63,6  78,5  113,1	13У  14У  15У
21	7,0  8,0  9,0	3,5  4,0  4,5	9,0  7,0	11  12  14	38,5  50,3  63,6	ПУ 12 13		—	—	—	—	—	—

Примечания 1. Удлиненные профили У выполняют тем же резцом при
его продольном перемещении

2.	Удлиненные профили У могут выполняться и с шагами, отличающимися от
указанных в таблице

3.	Шаги чистовых и калибрующих зубьев (/ь ?2, /3) неравномерные и уста-
навливаются в соответствии с чертежом и табл. П25.
П20. Осевая сила резания ?0(/7), приходящаяся на 1 мм длины режущей кромки
при протягивании конструкционных углеродистых и легированных сталей
в нормализованном, отожженном и горячекатаном состоянии.

Охлаждение — сульфофрезол

Подача на зуб 52, мм	Передний угол у, 9					Подача на зуб 52, мм	Передний угол у, 9				
	5	10	15	20	25		5	10	15	20	25
0,01	78	48	37	30	26	0,19	492	419	385	362	342
0,015	91	60	47	39	34	0,20	513	433	404	380	364
0,02	100	70	56	48	43	0,21	533	462	423	398	381
0,025	113	80	66	57	51	0,22	558	483	443	416	398
0,03	124	91	76	67	60	0,23	578	504	462	434	416
0,035	136	101	85	75	69	0,24	602	525	481	453	433
0,04	148	112	95	84	77	0,25	626	541	501	471	451
0,045	160	122	105	93	86	0,26	645	562	520	494	468
0,05	171	132	114	103	95	0,27	669	583	539	512	491
0,06	195	153	134	121	112	0,28	693	604	559	531	508
0,07	218	174	153	139	130	0,20	711	624	579	549	526
0,08	241	195	172	157	146	0,30	735	645	597	567	544
0,09	264	216	191	176	165	0,31	752	666	617	586	561
0,10	289	236	212	194	181	0,32	776	687	628	604	579
0,11	311	258	230	212	200	0,33	800	708	655	623	596
0,12	334	277	249	232	217	0,34	823	722	675	641	614
0,13	358	298	269	250	237	0,35	840	743	694	659	631
0,14	380	320	288	268	253	0,36	863	763	713	678	649
0,15	403	338	312	286	271	0,37	887	784	733	696	667
0,16	425	360	327	304	291	0,38	910	805	752	714	684
0,17	446	381	346	325	308	0,39	933	825	771	733	702
0,18	468	402	365	343	325	0,40	957	846	791	751	719

П21. Поправочные коэффициенты на осевую силу резания
для различных условий работы

В зависимости от состояния и твердости обрабатываемого материала

Обрабатываемые материалы		Твердость НВ	Коэффициент ^Рм
Стали групп I—V обра- батываемости	После закалки и отпуска	<285 285—336 336—375	1,3  1,3  1,4
	В отожженном, нормали- зованном и горячеката- ном состоянии	130—321	1,0
Инструментальные, легированные и быстрорежу- щие стали		204—229	1,4
Чугуны серые, ковкие, антифрикционные групп VI и VII обрабатываемости		<229  229	0,5  0,7
Бронзы, латуни групп VIII и IX обрабатывае- мости		-'110	0,4
Алюминиевые сплавы группы X обрабатываемости		с 110	0,4
Продолжение табл. П21

В зависимости от вида смазывающе-охлаждающей жидкости

Материал протягиваемой заготовки	сож	*Р0
Сталь	в, к	0,8
	А, Е, Ж, 3	1,0
	В, Г, Д	1,1
Чугун	Без охлаждения,	1,0
	Е, Ж, 3	0,8

В зависимости от группы качества протягиваемой поверхности

Группы качества	1/2	3	4
Крк	1,0	1,1	1,2

В зависимости от способа разделения стружки

Способ разделения стружки	Коэффициент КРр
Выкружками	1,0
Узкими канавками	1,2
Без разделения	1,3

П22. Подъемы чистовых зубьев, припуск, число чистовых и калибрующих зубьев

Круглые и плоские протяжки

2-й зуб 7-й секции	_	.

Подъем ей двузубую секцию
Оба зуба секции одного диаметра

Группа качества	Число секций из двух зубьев при подаче 52Ч			Общее число чистовых зубьев гк ч	Припуск на чистовую часть на диаметр Лкч, мм	Число ка- либрующих зубьев гкк
	0,02	0,01	0,005			
1	2	2	2	12	0,14	7
2	1	2	2	10	0,10	6
3	1	2	—	6	0,08	5
4	1	1	—	4	0,06	4
Шлицевые протяжки

Зубья	Группа качества	Число зубьев или число групп из двух зубьев при подъеме $2Ч, мм/зуб		Общее число зубьев или число групп из двух зубьев гш ч	Припуск на диаметр  4 пт ч’ мм	Число ка- либрующих зуоьев	к
		0,02	0,01			
Шлицевые	1	2	3	5	0,14	5
	2	1	2	3	0,08	4
	3	2	—	2.	0,08	3
Круглые	1,2	2	2	4	0,12	4
	3	2	1	3	0,10	3

Примечание. У режуще-выглаживающих протяжек число калибрующих
зубьев может быть уменьшено до четырех (примерно в 1,5 раза в зависимости
от группы качества).

П23. Подъемы на переходных группах, припуск на диаметр
на переходную часть и число переходных зубьев

Круглые протяжки

Подъем на черновых зубьях на сторону 52о, мм	Число зубьев в группе иа черно- вой части	Подъем 52П на сторону (мм) на переходную группу				Припуск на диа- метр  Дк п, мм	Число пе- реходных зубьев 2к а
		первую	вторую	третью	четвертую		
До 0,03	2—3								
	4—5					—	
0,04—0,06	2—3	0,02		—		0,0^	2
	4-5	—		—		— /	—
0,07—0,10	2—3	0,04	0,03		—	0,14	4
	4—5	0,02	—			0,04	'	2
0,11—0,15	2—3	0,05	0,03			0,16	-Ч
	4—5	0,03	—			0,0©	2
0,16—0,20	2—3	0,08	0,06	0,03	—	"о,16	4
	4—5	0,05	0,03	0,0		0,16	4
П25. Число и размеры (мм) выкружек на черновых зубьях круглых протяжек

Стружкоразделительные выкружки

7 йзуб
’ с екии и

2-изу
секции

Секция из ввух зубь ев

? 360'
Л У

Ы-число выкружек

1-й зуб
секции

1-йзуб секци и

4- и зуб секции
С и зуб
секции

секции

би зубсекции \
в и зуб секции

3 и зуб
секции

и зуб
секции

Секция из трех зубьев
2-и зуо секции
 б-ц зуб

1-й зуб
секции

Секция из четырех зубьев Секция из пяти зубьев

а > СОмм (С^Звг)

Диаметр зубьев				*с-3		гс-4					
		ак		ак		ак		ак
6—7 7—8 8—9  9—10 10—11 11—12 12—13 14—15  15—16 16—17 17—18 18—19 19—20 20—22 22—24 24-25  25—26 26—28 28—30 30—32 32—34 34—36 36—38 38—40  222	4	2,5  3,0  3,5  4,0  4,5  5,0  5,5  6,0	—	—•	—	—	—	—
	6	4,0  4,5  5,0  5,0  5,0  5,5  6,0  6,5	4	8,0  8,5  9,0  9,5  10,0  11,0  12,0  13,0				
	8	5,0  5,5  6,0  6,0  6,5  7,0  7,5  7,5	6	9,0  9,5 10,0 11,0 11,5 12,0  13,0 13,0	4	15,0  16,0  17,0  18,0  19,0  20,0  21,0  22,0		
Диаметры з> бьев протяж- ки, мм	гс = 2		Диаметры зубьев протяж  Ки, мм	гс = 2		Диаметры зубьев протяж ки мм	2С = 2	
								671
38—40		5,5	60—63	12	6,0	95—100		9,0
40—42		4,5	63—65		6,5	100—105		7,0
42—45		5,0	65—70		7,0	105—110		8,0
45—48		5,5	70—75		7,5	110—120		8,5
45—50 50—52 52—55 55—60	10  12	5,5  6,0  6,5	75—80  80—85  85—90  90—95	14	7,0  7,5  8,0  8,5	120—125  125—130  130—140	16	9,0  9,0  10,0

Примечания: 1. Выкружки на соседних чистовых зубьях располагаются
в шахматном порядке.

2. Выкружка на первом переходном зубе располагается напротив режущего
сектора последнего прозрачного зуба черновой секции.

П27. Максимальный радиус выкружки (мм, не более) и радиус
шлифовального круга 7?к (мм, не более) в зависимости от диаметра
протяжки и ширины выкружки.

Примечания: 1. В отдельных случаях допускается увеличение радиуса
при условии, чтобы глубина выкружки С была не менее 352 соответствующих
зубьев. 2. Выкружки шириной более 20 мм выполняют кругом диаметром
50— 150 мм 3 На чертеж протяжки наносят значение радиуса шлифовального
круга 7?к 4 Радиус выкружки (мм) определяют по формуле /?в = 7?к/созр
П28. Длина переходного конуса

Диаметр протяжки, мм	До 30	Св 30 до 70	Св. 70
Длина направляющего ко- нуса, мм	15	20	25—30

П29. Размеры задней направляющей

Диаметр О, мм	До 13	Св 13  до 23	Св. 23  До 30	Св 30 до 35	Св 35  до 45	Св 45  до 55	Св 55 до 60	Св 60  До 70	<55	Св 90 до 100	Св 100
Длина /з н, ММ	20	20	25	30	35	40	45	50	60	70	80
Фаска с, ММ	0,5	1	1,6	1,6	1,6	2	2	2	2,5	2,5	3

ПЗО. Длина задних хвостовиков

Диаметр заднего хвостовика хв» мм	Длина заднего хвостовика ^3 ХВ’ ММ
12—22	100
25—50	125
63—70	140

Примечание Для тяжелых протяжек допускается применять задние хво-
стовики в соответствии с поддерживающими устройствами, имеющимися на
станках

П31. Наибольшая допустимая без разделения стружки длина режущих
лезвий на круглых и фасочных зубьях шлицевых протяжек

Диаметр протяжки Р, мм	До 25	20-50	Св 50
Длина режущих лезвий Вф, мм	7	9	12

П32. Размеры фасок на прорезных шлицевых зубьях

Ширина шлицев, мм	До 3	До 4	До 7	До 9	До 10	До 14	До 16	До 18	До 20
Ширина фасок, мм	0,5	0,8	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
ПЗЗ. Размеры передней направляющей шлицевых протяжек
второго технологическою перехода

н'	6-(10	10—18	18-30	30—50	50—80	80—120	Св, 120
Отклонение, мм	—0,10	—0,125	-0,145	40,17	—0,21	—0,24	-0,25
//д	Л	/2	/з	П7» ш	/>п.н		
<1,5	(0,75—1)1	15—40	Ьп нЧ-З	^//Ш1п|7	5/щ ш1п^/8		
>1,5	0,5/	0,5/					

Примечания: 1. Диаметр передней направляющей Рп.н' шлицевых про-
тяжек второго технологического перехода делают равным диаметру калибрую-
щих зубьев протяжки первого технологического перехода со следующим допус-
ком. 2. Условные обозначения: г/тш7 — внутренний диаметр шлицевого отверстия,
обработанного протяжкой первого технологического перехода; Вш'щ1п — мини-
мальная ширина шлицевых пазов после обработки протяжкой первого техноло-
гического перехода; Л— длина круглой части переднего направления; /2 — дли-
на шлицевой части переднего направления; /3— длина заходной части; Ьп ч— ши-
рина шлица переднего направления.

П34. Углы профиля впадин фасочных зубьев в зависимости
от числа шлицев г

2	2'	Рф,	Рк-  2	<р'=Рф-Рк	180®, я ш 		1-0  к	к	2“к
4	2	47	45°	2°	90°	180°
6	2	40	30°	10°	60°	120°
8	3	47	45°	2°	67°30'	135°
10	3	45	36°	9°	54°	108°
11	3	45	32°43'38"	12°16,22"	49°5,27,/	98° 10'54"
12	4	47	45°	2°	60°	120°
14	4	45	38°34х 17"	6°25,43"	51°25'43"	102°51'26"
16	5	47	45°	2°	56° 15х	112°30/
18	5	45	40°	5°	50°	100°
20	6	47	45°	2°	54°	108°


►— ►— — р о <=> О О р р
со '*»—* о о оо VI ~-а сл сл
ОСЛ^ОСПсОКЗ-^’-'СЛСС
ЬО-Ч^ООСПО^Ю»—1	00

еоююь-

Ю^ОСООО’-ООСЛ^ООЮ

ЬЭЬОЬОЬОЮЬО-Чн-^-^^
ОО сл со То О о СО V] СЛ СЛ фь.
ОО ОС >—* *—‘-ЧЮООООСОСЛФ*
СЭСЛ^^^ОСОЮ — 00 •—

СОООООООЬОЮЮЬОЮЮЮ
ООЮь-ОООО-МСЯСЛ^ОО

4^ 4^ 4^ 4^ ОО рэ СО СО со СО 00
4^. "ю V* о О> СП 4Ь. оо То V- V
Он-^оотаосз^оо^о
О^н-^-СлоООО^Чт

4^4^4^ф.4^СОСОООСООООО
*^соьо<—оаооо-^осл^

О 00 оо -о О> СП СЛ СП фь-
•Р* Ц1'*“Ч1чЭ СЛ о сл То 4^*^ V]
000(7)000000ь-0-х1^1
СЛО**-4ЬЭООСЛЬЭООО>ФО
оо *	* *

слслслслсл4^4^ф»4^4ьк
4^СОЮ»—ОСООО^О>СЛ

ьо ьо ю ьо — Н- —

СП 4^	0 4 СТ) ро ГО ю о

То То оо V] со сл "V ф,. о То
ООООСЯОООСОЮОСЛ
•— -ЧООСЛЮСлСОСООО
№ по пор.

Диаметр прово-
лочек, мм

№ по пор.

Диаметр прово-
лочек, мм

№ по пор.

Диаметр прово-
лочек, мм

№ по пор.

Диаметр прово-
лочек, мм

№ по лор.

Диаметр прово
лочек, мм

	г»
	ы
(^•ЧСЛ'^СЯ^СЛ^СЛ^СЛ^Сл^О!	•?
 ь.	фь	Ф»	4^.	45»  7Т	ГО	ГО	ГО	>-»	О  о	о	о	о	о  .ОСЛ^СЛ— СЛ^СЛ1—‘СЛГОСЛГОСЛФ*  ЬЭ ’«	°сй	О 0	°со  *	45»	4^	1—	00 ОО	и ч§=?  $7 в г
Ю	ЬЭ	СП	.к,  О	КЛ	О	о	*“  о	Д?	со	ГО  ^го^гооогок5госюгосого^гс>4! Й °ГЭ °с^	° 0 °Д °^>  " ф»	СЛ о	го	
45» 4^	4=» СЛ СЛ 45»	4^.  4^ 4^ СЛ (0	4^	СЛ	•—* Оо о-,  ООСЛю^СоСЭ? СЛ ОЭ 45» 4Х о " "оо^	''^ ОО СО^.	8 ?;  й  1 от г» |о +  •со я
„»8ЛЕ ®_“.3 8?_3  <°^3^ 2®5 °^сл гор  " ^ОФ»°<	4^ оЧ!	го СЛ  ч	**	ю е  ж

Продолжение табл. П34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.	Астафьев В. А. Расчет динамической прочности режущего инструмента. М
Машиностроение, 1979. 168 с.

2.	Грановский Г. И. Обработка результатов экспериментальных исследований
резания металлов. М.: Машиностроение, 1982. 112 с.

3.	Жигалко Н. И. Скоростное протягивание. Минск: Вышейшая школа, 1982.
152 с.

4.	Лашнев С. И., Юпиков М. И. Расчет и конструирование металлорежущих
инструментов с применением ЭВМ. М.: Машиностроение, 1975. 390 с.

5.	Мамет С. П. Краткий справочник конструктора-станкостроителя. М.: Ма-
шиностроение, 1965. 688 с.

6.	Общемашиностроительные нормативы режимов резания, износа и расхода
шлицевых протяжек. М.: НИИмаш, 1981. 48 с.

7.	Общемашиностроительные нормативы режимов резания, износа и расхода
круглых протяжек. М.: НИИмаш, 1982. 48 с.

8.	Расчеты экономической эффективности новой техники. Л.: Машинострое-
ние, 1975. 432 с.

9.	Семенченко И. И., Матюшин В. М., Сахаров Г. Н. Проектирование метал-
лорежущих инструментов. М.: Машгиз, 1962. 952 с.

10.	Синицын Б. И. Методы корригирования рабочих профилей металлорежу-
щих инструментов с использованием ЭВМ. Минск: Наука и техника, 1969. 132 с.

11.	Тверской М. М. Автоматическое управление режимами обработки дета-
лей на станках. М.: Машиностроение, 1982. 208 с.

12.	Щеголев В. А. Конструирование протяжек. М.: Машгиз, 1960. 351 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ

ГЛАВА ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ (Д. К. Маргулис, А. Ф. Чер-
ненко)	3

ГЛАВА 2. ПРОТЯГИВАНИЕ (Д. К. Маргулис, А, М. Сарайкин,
В. Н. А шихмин)	12

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ПРОТЯЖЕК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРУГЛЫХ
ОТВЕРСТИЙ (Д. К. Маргулис, А. М. Сарайкин»
В. С. Столяров, О. М. Хренова)	48

Условные обозначения	48

Методика расчета протяжки	50

Пример расчета протяжки	58

Проектирование и расчет выглаживающих элементов	63

Методика расчета выглаживающей части	65

Порядок расчета выглаживающей части	67

Пример расчета выглаживающей части	70

Методика расчета элементов крепления выглаживающих
зубьев	72

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ПРОТЯЖЕК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРЯМО-
БОЧНЫХ ШЛИЦЕВЫХ ОТВЕРСТИЙ (Д. К. Маргу-
лис, О. М. Хренова, А.	М.	Сарайкин)	76

Условные обозначения	76

Общие сведения	77

Методика расчета комбинированных	протяжек	80

Порядок расчета комбинированных протяжек .	.	81

Методика расчета протяжек с корригированным профи-
лем зубьев	,	90

Пример расчета прямобочной протяжки	94

Расчет комплекта шлицевых протяжек	106

ГЛАВА 5. РАСЧЕТ ПРОТЯЖЕК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ШЛИЦЕ-
ВЫХ ОТВЕРСТИЙ С ЭВОЛЬВЕНТНЫМ ПРОФИЛЕМ
(Д. К. Маргулис, О. М. Хренова, В. А. Фатеев, А. М. Са-
райкин)	109

Условные обозначения	109

Общие сведения	109

Методика расчета шлицевых протяжек с эвольвентным
профилем	.	.	111

Пример расчета шлицевой эвольвентной протяжки	121

Расчет корригированного профиля эвольвентной про-
тяжки	.	127

Расчет размеров по роликам при коррекции профиля
по дуге окружности .	.	.	.	.134

Аппроксимация теоретической кривой корригированной
эвольвентной по двум точкам	.	137

Расчет размеров по роликам при коррекции профиля по
дуге эвольвенты .	140

Требования, предъявляемые к стандартным роликам .	144
ГЛАВА	6.	ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИИ ПРОТЯЖКИ И РЕЖИМА РЕЗАНИЯ М. М. Тверской.		
		Д. К. Маргулис)	• •	147
ГЛАВА	7.	ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОТЯЖЕК (В. И. Климов)	.	...  Схемы технологического процесса  Обработка заготовок  Токарная обработка  Фрезерование профиля .  Пример расчета операционных размеров Термическая обработка • . , . .		  Шлифование центровых отверстий, передней поверхности и спинки зуба Круглое шлифование  Шлифование профиля ....  Маркировка, консервация и упаковка		168  168  169  172  177  186  187  187  189  190  199
ПРИЛОЖЕНИЕ		(О. М. Хренова, А. М. Сарайкин)		200
Список литературы			•	228
Производственное издание

Давид Константинович Маргулис,
Михаил Михайлович Тверской,
Владимир Николаевич Ашихмин,
Валерий Иванович Климов,
Андрей Михайлович Сарайкин,
Владимир Сергеевич Столяров,
Валерий Алексеевич Фотеев,
Ольга Михайловна Хренова,
Алексей Федорович Черненко

ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ
ОТВЕРСТИЙ

Редактор И. С Фо ретен

Художественный редактор В. В. Лебедев

Технический редактор Л. А. Макарова

Корректоры А. П. Сизова и Л. Я. Шабашова

ИВ № 5098

Сдано в набор 15 05 86 Подписано в печать 21 08.86 Т-15352

Формат бОХОО’Лб. Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная.

Печать высокая. Усл. печ л 14,5. Усл. кр.-отт 14,5. Уч.-изд. л. 15,31.

Тираж 15 000 экз. Заказ 338 Цена 1 р. 10 к.

Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение»,
107076, Москва, Стромынский пер., 4

Московская типография № 8 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
101898, Москва, Центр, Хохловский пер., 7.