Конструирование протяжек - Щеголев А.В.

Автор: Щеголев А.В.

Теги: инженерия машиностроение государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы конструирование протяжек

Год: 1960

Похожие

Конструирование инструмента

Конструирование и расчеты

Основы конструирования химической аппаратуры. Справочник

Основы конструирования Кн. 2

Текст

КОНСТРУИРОВАНИЕ
А. В. ЩЕГОЛЕВ
КОНСТРУИРОВАНИЕ
ПРОТЯЖЕК
Издание второе,
исправленное и дополненное
“Библиотека Машиностроителя”
bkm.ucoz.ru
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
МОСКВА I960 ЛЕНИНГРАД
В книге излагаются вопросы расчета и конструирования раз-
личных видов протяжек, отвечающих требованиям передового
машиностроения. Необходимое, внимание уделено прогрессивным
конструкциям протяжек, срезающих толстую стружку. По
сравнению с первым изданием эти материалы значительно
дополнены. Приводятся основные сведения об эксплуатации
протяжек, необходимые при конструировании этого вида
инструмента.
Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических
работников инструментальных и машиностроительных заводов,
конструкторов и технологов, работающих в области режущего
инструмента, а также может быть использована рабочими»,
имеющими дело с изготовлением и эксплуатацией протяжек.
“Библиотека Машиностроителя”
bkm.ucoz.ru
Рецензент инж. М. С. Берлинер
Редактор канд. техн, наук доц. С. А. Журавлев
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ МАШГИЗА
Редакция литературы по технологии машиностроения
Заведующий редакцией инж. Е. П. Наумов
ПРЕДИСЛОВИЕ
За время, истекшее со дня выхода в свет первого издания этой
книги (1952 г.), широкое развитие получили прогрессивные кон-
струкции протяжек, срезающих толстые стружки. Это обеспечило
уменьшение длины инструмента, привело к экономии высококачест-
венной инструментальной стали, позволило увеличить стойкость
протяжек и повысить производительность труда при работе на про-
тяжных станках. Поэтому в новом, втором издании книги вопросам
конструирования протяжек прогрессивного резания уделено более
значительное место по сравнению с первым изданием.
Во втором издании пересмотрены некоторые исходные положения
в вопросах расчета и конструирования протяжек, сделаны извест-
ные дополнения, связанные с современным состоянием протяжного
дела, и учтены отдельные замечания и пожелания работников про-
мышленности.
В новом издании нашли значительное отражение сведения по кон-
струированию протяжек обыкновенного или. профильного резания,
так как этот вид инструмента безусловно еще долго будет использо-
ваться в металлообрабатывающих цехах. Кроме того, тип обыкновен-
ных протяжек является «классическим» в группе протяжного инстру-
мента, имеет наиболее простое устройство и позволяет поэтому глубже
освоить методы конструирования особо сложных типов протяжек,
таких, как прогрессивные и генераторные.
Безусловно, что автор был не в состоянии из-за ограниченного
объема книги изложить с исчерпывающей полнотой ряд вопросов,
в частности, по конструированию сложных протяжек. В связи с этим
в книге приведены ссылки на соответствующую литературу, из кото-
рой читатель сможет почерпнуть дополнительные сведения.
ГЛАВА I
ИНСТРУМЕНТ, ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
ПРОТЯГИВАНИЯ
1. Основные определения
Протяжками называется высокопроизводительный многолезвий-
ный режущий инструмент, служащий для обработки сквозных отвер-
стий и наружных поверхностей различной формы на деталях машин,
станков, приборов и прочих изделий.
Протяжки имеют форму длинных стержней или полос, выполнен-
ных из закаленной инструментальной стали и снабженных большим
количеством поперечных зубцов. Отдельные виды протяжек пред-
ставлены на фиг. 1.
Протяжки, обрабатывающие отверстия, называются внутренними,
а обрабатывающие наружные поверхности — наружными или внеш-
ними протяжками.
Для осуществления обработки внутренней протяжкой необхо-
димо в детали сделать предварительное отверстие, которое обычно
имеет цилиндрическую форму и изготовляется чаще всего сверлом.
Диаметр отверстия под протяжку принимается таким, чтобы остался
определенный слой металла — припуск на срезание зубцами про-
тяжки.
В процессе работы, как правило, протяжка движется прямоли-
нейно относительно неподвижной обрабатываемой детали. Иногда
применяется также неподвижный инструмент, а относительное дви-
жение совершает обрабатываемая деталь. При своем движении зубцы
протяжки последовательно срезают тонкие слои металла, постепенно,
удаляя припуск на обработку и изменяя форму обрабатываемой
поверхности.
В зависимости от способа приложения силы к протяжкам, послед-
ние можно разделить на две основные группы: собственно протяжки
и прошивки. У протяжки сила станка прикладывается к хвостовой
ее части, а у прошивки — к заднему торцу. Силой станка протяжка
протаскивается сквозь обрабатываемое отверстие (фиг. 2, а), а про-
шивка продавливается сквозь нёго (фиг. 2, б).
&
ИМНЩ»
’и^ааааазйзазввамв&звазаззззвятдаштвдтшдада;

hhhh»»i*tt
Фиг, 1. Внутренние и наружные протяжки,
Фиг. 2. Обработка отверстий протяжкой
и прошивкой:
/ — обрабатываемая деталь; 2 — протяжка;
3 — прошивка.
Фиг. 3. Обработка наружной поверхности протяжкой
и прошивкой:
1 — обрабатываемая деталь; 2 — протяжка; 3 — прошивка;
4 — приспособление.
6
Аналогичным путем производится работа и наружных протяжек
и прошивок (фиг. 3).
Пропес£обработки протяжками называется протягиванием, а об-
работка прошивками — прошиванием.
Оборудование, применяемое для работы протяжками, называется
протяжными станками, а для работы прошивками — прошивными
станками или прошивными прессами. Поскольку существенного
различия в устройстве и принципе работы протяжек и прошивок нет,
при дальнейшем изложении материала этой книги будет применяться
преимущественно название «протяжка», как более общее.
В зависимости от формы обрабатываемого отверстия применяют
различные внутренние протяжки: круглые, или цилиндрические,
многошпоночные, или шлицевые, квадратные, шестигранные, прямо-
угольные, шпоночные, фасонные, и т. д. Точно так же различаются
и наружные протяжки: плоские, пазовые, угловые, фасонные и пр.
2. Достоинства процесса протягивания и области его применения
Рассматривая процесс протягивания и прошивания хотя бы в том
схематическом виде, как это изложено выше, можно установить ряд
характерных его особенностей, а именно: простоту рабочего движения
инструмента, отсутствие подачи, как особого движения, кратчай-
шую траекторию резания, равную длине обрабатываемой поверх-
ности,* короткое время соприкосновения каждого зуба с обрабаты-
ваемым металлом и пр. Скорость рабочего движения протяжки (ско-
рость резания) составляет обычно 2-4—12 м1мин\ она меньше ско-
рости резания при других видах обработки металлов**, но вместе
с тем значительно превосходит скорость относительного перемещения
прочих инструментов, определяемую минутной подачей и оказываю-
щую главное влияние на производительность процесса обработки.
Все эти обстоятельства предопределяют основные технические
и экономические достоинства работы протяжек и прошивок: высокую
производительность, высокую точность (протяжками легко дости-
гается 2-й класс точности), достаточно хорошее качество обработанных
поверхностей (5—7-й, а в отдельных случаях и 8—9-й классы чистоты
по ГОСТ 2789—59), значительную стойкость самих протяжек, сни-
жение расходов на эксплуатацию инструмента, устранение, как пра-
вило, брака и возможность использования рабочих низкой квалифи-
кации (в основном 4-го разряда).
При протягивании цилиндрических отверстий в стальных дета-
лях, относящихся к классу дисков и имеющих средние размеры и вес,
одним рабочим обрабатывается 80 -н 120 деталей в час, а при протя-
* Так, например, по сравнению с фрезерованием, когда каждый зубец фрезы
многократно входит в соприкосновение с обрабатываемым металлом, длина траек-
тории зубца протяжки под стружкой приблизительно в 25—30 раз короче. Близкие
к этому соотношения получаются и при сравнении работы протяжки с другими
видами обработки металлов резанием.
** Для твердосплавных протяжек, обрабатывающих чугунные детали, ско-
рость резания составляет до 40 4- 50 М/мин и больше.
7
гивании шлицевых отверстий — 50 ч- 100 деталей в час. Мелкие
детали типа втулок обрабатываются прошивками при производитель-
ности 120 -т- 200 шт. в час.
На протяжных станках с двумя рабочими позициями производи-
тельность обработки повышается на 50—60%, а при использовании
полуавтоматического и автоматического цикла — увеличивается
в 2—3 раза и более по сравнению с работой на обыкновенных про-
тяжных станках.
При наружном протягивании на обыкновенных вертикально-
протяжных станках обрабатывается 100-4—150 мелких и средних
деталей в час, а на двухпозиционных 150 ч- 200 деталей. Хотя при
протягивании относительно тяжелых деталей время обработки может
возрасти до 1—2 мин., все же оно значительно меньше, чем при дру-
гих способах обработки. Так, например, при обработке протяжками
плоскостей на автомобильных и тракторных блоках производитель-
ность составляет 30 ч- 40 шт. в час, а на головках цилиндров к этим
блокам — до 80-4- 95 шт. в час.
С другой стороны, при наружном протягивании на протяжных
станках с непрерывным циклом действия и автоматической подачей
заготовок может быть обработано 600 ч- 1000 и более деталей в час.
Так, например, при протягивании плоскостей и полукруглой
канавки на полувтулке толкателя клапана производительность цеп-
ного протяжного станка непрерывного действия составляет 2000—
2400 деталей в час. Такую же производительность имеют автомати-
ческие цепные станки, прорезающие протяжками шлицы в головках
винтов (например, станок модели 7590).
Во всяком случае, при замене протягиванием развертывания
отверстий и фрезерования сложных наружных поверхностей произ-
водительность труда возрастает, по крайней мере,в два раза, а в от-
дельных случаях в 3—3,5 раза и больше, даже при использовании
обыкновенных протяжных станков.
Особенно высока эффективность протягивания при обработке
деталей с отверстиями сложной формы. Такие отверстия обрабаты-
ваются обычно на копировально-фрезерных станках или долблением
с последующей ручной доделкой напильниками. При обработке
их протягиванием один протяжной станок, как правило, высвобож-
дает пять-шесть высококвалифицированных рабочих. 4 *
Благодаря своим высоким техническим и экономическим достоин-
ствам процесс обработки деталей протяжками применяется во всех
областях машиностроения, особенно с массовым и крупносерийным
характером производства. Наибольшее распространение протяжки
и прошивки получили в автомобильной, тракторной и авиационной
промышленности, где приходится обрабатывать большое количество
деталей со сложными формами поверхностей.
На фиг. 4 представлены наиболее типичные формы отверстий,
а на фиг. 5 — обрабатываемые протяжками и прошивками наружные
поверхности в различных деталях двигателей, коробок скоростей,
редукторов, передач, шасси и прочих частей и узлов автомобилей,
тракторов и самолетов. Из крупных деталей,обрабатываемых протяж-
8
ками, следует отметить блоки и головки моторов. На этих деталях
протягиваются плоскости разъема, опорные плоскости, гнезда под
коренные подшипники и другие поверхности, которые еще относи-
тельно недавно обрабатывались фрезами.
Фиг. 4. Отверстия, обрабатываемые протяжками.
Широко применяются в автотракторной промышленности про-
тяжки для нарезания эвольвентных зубцов на зубчатых секторах
и колесах, причем протягивание внутренних зубцов является вполне
освоенным процессом и используется для обработки отверстий,
начиная с самых малых диаметров и кончая весьма крупными зубча-
тыми венцами, Протягивание наружных зубцов производится пока
еще у относительно небольших колес с модулем до 3—4 мм й диаметром
9
начальной окружности до 100—120 мм. Производительность
одного протяжного станка составляет 30—200 и более шестерен
в час. При обработке круговыми протяжками конических зубчатых
колес средних размеров затрачивается 3—4 сек. на каждый зубец.
В станкостроении протяжки применяются для изготовления
цилиндрических, квадратных и многошлицевых отверстий, а также
шпоночных канавок в зубчатых колесах, шкивах, маховичках, руко-
ятках, рычагах и других деталях. Наружными протяжками обраба-
Фиг. 5. Детали, обрабатываемые наружными протяжками.
тываются рейки, Т-образные пазы и канавки формы ласточкина
хвоста как в целом металле, так и после предварительной обработки
фрезами и строгальными резцами. Насколько повышается произво-
дительность при обработке протяжками Т-образных пазов, показы-
вает пример новатора Швиненко, который, применив калибровоч-
ную прошивку вместо напильника, выполнил пятьсот норм при сле-
сарной обработке пазов токарных патронов [60]*. Широко поль-
зуются при изготовлении станков выглаживающими прошивками
для калибрования отверстий в бронзовых втулках после их запрес-
совки. Вполне возможна чистовая обработка протяжками направляю-
щих на различных деталях станков.
Инструментальная промышленность и инструментальные цехи
машиностроительных заводов применяют протяжки для обработки
цилиндрических отверстий и шпоночных канавок в насадных инстру-
ментах (фрезы, зенкеры, развертки), а также для изготовления
рифлей в корпусах и на вставных зубцах сборных режущих
* Цифры в квадратных скобках здесь и в дальнейшем соответствуют поряд-
ковым номерам списка литературы, приведенного в конце книги.
10
инструментов 1661. Протяжками обрабатываются также квад-
ратные и шестигранные отверстия в воротках и зажимных
цангах, зевы и отверстия обыкновенных и специальных ключей,
зубчики на плоскогубцах, разводных ключах и прочих типах сле-
сарно-монтажного инструмента. Особенно выгодны протяжки при
изготовлении квадратов и лапок на хвостовиках режущих инстру-
ментов и при обработке открытых гнезд под пластинки на резцах.
Протяжками изготовляется насечка на напильниках [14], а также
нарезается прямая нарезка на тангенциальных и радиальных плаш-
ках.
Очень многие детали общего машиностроения обрабатываются
протяжками, а именно: детали пишущих и швейных машин, велоси-
педов, мотоциклов, детали оборудования для пищевой и текстильной
промышленности и пр. Протягиванием обрабатываются хвосты тур-
бинных лопаток, пазы в дисках газовых турбин, прямоугольные
отверстия в сепараторах роликоподшипников, а также детали пнев-
матических инструментов, фото-*, кино- и радиоаппаратуры и т. п,
Приведенный обзор далеко не исчерпывает всех возможностей
применения протяжек при металлообработке,
Размеры отверстий и наружных поверхностей, обрабатываемых
протяжками, колеблются в широких пределах. Чаще всего внутрен-
ние протяжки применяются для отверстий с диаметрами от 10 до
75 мм при длине, обычно не превышающей 2,5—3 диаметра. Однако
Промышленность использует протяжки как для относительно малых
по диаметру отверстий — до 3 мм, так и для очень больших 250 -н
300 мм II ]. Внутренние протяжки хорошо себя зарекомендовали '
и при чистовой обработке весьма длинных цилиндрических отвер-
стий [47].
Что касается наружных протяжек, то ими чаще всего обрабаты-
ваются поверхности, площадь которых находится в пределах 100 ч-
-г- 200 см2. Но вместе с тем наружное протягивание является рента-
бельным технологическим процессом при обработке в массовом про-
изводстве таких больших поверхностей, какие имеются на блоках
и головках цилиндров автомобильных и тракторных двигателей.
Протяжками обрабатываются все виды металлов, начиная с самых
мягких (магний, алюминий) и кончая закаленной сталью с HRC =
= 40н- 42. Вполне возможно использование протягивания и при
обработке деталей из пластмасс.
Являясь в основном специальным инструментом, изготовляемым
для обработки определенных деталей, протяжки имеют относительно
высокую стоимость. Поэтому экономическая эффективность от их
применения в полной мере выявляется лишь при массовом и серийном
характере производства изделий. Однако на предприятиях с единич-
ным и мелкосерийным выпуском изделий протяжки дают весьма
значительный экономический эффект при условии, что диаметры
отверстий и формы обрабатываемых поверхностей нормализованы.
Так, например, по опыту одного из крупных машиностроительных
заводов, применение процесса протягивания является вполне рен-
табельным при величине партий изделий от 50 (фасонные и
11
квадратные отверстия) до 200 (круглые отверстия) штук в год
и загрузке протяжного станка не менее чем на 25% от его годового
фонда времени [1].
Еще больше расширяются возможности рентабельного исполь-
зования протяжек при стандартизации их размеров хотя бы в мас-
штабе отдельных отраслей промышленности.
3. Основные части протяжек и прошивок
На протяжке для отверстий различают следующие основные
части (фиг. 6, а): 1 — хвостовая часть; 2 — шейка; 3 — переход-
ной конус; 4 — передняя направляющая часть; 5 — режущая часть;
6 — калибрующая часть; 7 задняя направляющая часть; 8 —
опорная цапфа; 9 — задний хвостовик (фиг. 6, б).
Хвостовая часть, называемая также хвостовиком, служит для
закрепления протяжки в патроне протяжного станка. Шейка и пере-
ходной конус составляют связующее звено между хвостовой и направ-
ляющей частями. На шейку обычно наносится маркировка протяжки.
Передняя направляющая часть предназначается для установки обра-
батываемой детали на протяжке перед протягиванием. Она обеспе-
чивает плавный, без перекосов, переход детали на режущую часть
протяжки.
Режущая часть снабжается большим количеством поперечных
зубцов и производит всю работу по срезанию металла. Профили
режущих кромок и поперечные размеры зубцов режущей части посте-
пенно изменяются. Первый зубец соответствует очертанию и разме-
рам предварительного отверстия, а последний — форме и размерам
готового отверстия. Все промежуточные режущие зубцы последо-
вательно увеличиваются в своих размерах, благодаря чему и осу-
ществляется срезание ими стружки.
Калибрующая часть также имеет зубцы, но в меньшем количестве.
В отличие от режущих зубцов, поперечные размеры и форма всех
калибрующих зубцов одинаковы и соответствуют форме и размерам
готового отверстия. Поэтому калибрующая часть служит главным
образом для заглаживания поверхности, образованной режущими
зубцами, и гарантирует получение размеров готового отверстия.
Другим основным назначением' калибрующей части является попол-
нение режущих зубцов, постепенно выходящих из работы вследствие
потери ими своих/азмеров при переточке протяжки. Так, например,
после несколькиХпереточек первый калибрующий зубец будет выпол-
нять работу последнего режущего зубца. В дальнейшем в работу
входит второй калибрующий зубец, и так далее, пока не будет исполь-
зована большая часть калибрующих зубцов.
Задняя направляющая часть препятствует перекосу детали на про-
тяжке и повреждению вследствие этого обработанной поверхности
в момент выхода последних зубцов калибрующей части из отверстия.
Опорная цапфа служит для поддержания посредством скользя-
щего люнета тяжелых и длинных протяжек, которые без этого сильно
провисают и поэтому образуют неправильные отверстия. Заднийхво-
12

ёТоЁйк служит для отёодй протяжки ё исходное положение с помощью
гидропривода станка и применяется при работе на горизонтально-
протяжных станках новых моделей (7А510 и др.), а также при работе
на вертикально-протяжных станках для внутреннего протягивания.
Прошивка состоит из тех же частей, что и протяжка, только у нее
отсутствуют хвостовая часть и шейка (фиг. 6, в).
Протяжки для наружных поверхностей обычно присоединяются
винтами к длинным ползунам наружно-протяжных станков, поэтому
у таких протяжек хвостовик, шейка и направляющие части не нужны.
Режущая и калибрующая части являются главными частями
любой протяжки. Остальные же части следует рассматривать как
вспомогательные.
4. Протяжные станки
Для работы протяжками применяются горизонтальные и верти-
кальные протяжные станки. Наиболее распространены горизон-
тально-протяжные станки, которые в основном приспособлены для
обработки отверстий, хотя на них также можно выполнять и наруж-
ное протягивание.
Вертикальные станки занимают меньшую площадь пола, удоб-
ны для обслуживания, поэтому они обеспечивают более высокую
производительность и значительно облегчают труд рабочих, избав-
ляя их от необходимости манипулировать с протяжками. Поэтому
вертикальные станки находят преимущественное применение при
массовом изготовлении легких и средних по весу деталей, особенно
при наружном протягивании.
Перемещение протяжек осуществляется на протяжных станках
при помощи ходового винта, рейки или гидропривода. Современные
протяжные станки устраиваются, как правило, с гидравлическим
приводом. Номинальное тяговое усилие колеблется обычно в преде-
лах 5-н 40 т, а длина хода ползуна 1000 -н 2000 жж*.
На фиг. 7 представлен продольный разрез, а на фиг. 8 — внешний
вид гидравлического горизонтально-протяжного станка Минского
станкостроительного завода имени С. М. Кирова (модель 7520).
Станина 17 станка представляет собой сварную конструкцию короб-
чатой формы.
Протягиваемые детали в процессе обработки упираются своим тор-
цом либо в опорную вертикальную плоскость стола 11, расположен-
ную на переднем торце станины, либо в торец опорной втулки или
планшайбы 12. Опорные втулки или планшайбы применяются обычно
потому, что в столе имеется относительно большое отверстие для
прохода протяжек. На станине смонтирован цилиндр 3 гидравли-
ческого привода станка. Внутри цилиндра находится поршень 1,
связанный штоком 2 с ползуном 5, движущимся по горизонтальным
направляющим 8. Ползун довольно часто называется кареткой станка.
* По ГОСТ 5393—50 горизонтальные протяжные станки предусматриваются
с тяговым усилием от 0,63 до 150 т и длиной хода каретки от 400 до 3200 мм, а вер-
тикальные — соответственно от 0,63 до 80 т и от 400 до 2500 мм.
14

К гайке 7 ползуна-каретки присоединяется протяжка при помощи
переходного тягового патрона. Гайка каретки может перемещаться
в вертикальном направлении посредством винта с маховичком 6.*
Внутри станины расположен масляный резервуар, а также элект-
родвигатель 16 и насос 15, подающий жидкость в гидроцилиндр 3,
от которого поршень и каретка получают поступательное горизон-
тальное перемещение. Пуск станка производится кнопками или
в некоторых типах станков ножной педалью. Остановка станка про-
изводится автоматически. Для этой цели на станке имеется штанга
переключения 10 с переставными упорами 4 и 9, которые поворачи-
Фиг. 9. Вертикально-протяжной станок модели 7705.
ваются упорами на ползуне и действуют на конечный выключатель,
останавливая станок в конце его рабочего или холостого хода.
Смазочно-охлаждающая жидкость подается центробежным насо-
сом 18, приводимым в действие от электродвигателя. Струя смазочно-
охлаждающей жидкости направляется на протяжку через гибкий
шланг и стекает через поддон 19 во внутренний резервуар. Стружка
может быть удалена из внутренней части станины через два люка,
находящиеся как с передней, так и с задней стороны станка. Скорость
холостого хода протяжных станков обычно значительно больше ско-
рости рабочего хода.
Для работы с длинными протяжками к столу станка прикреплено
корыто 14, по направляющим которого может передвигаться сколь-
зящий люнет 13, поддерживающий конец протяжки во время ее рабо-
чего хода.
Краткая техническая характеристика станка модели 7520 и дру-
гих наиболее распространенных горизонтально-протяжных станков
приведена в табл. 1.
* В отечественных станках последних выпусков этого перемещения нет. Взамен
него на столе может устанавливаться вертикально перемещающееся приспособ-
ление, необходимое при использовании плоских шпоночных протяжек.
16
Распространенные типы гидравлических вертикально-протяжных
станков изготовляются для наибольших тяговых усилий 5 ч- 20 т
с максимальным ходом ползуна 600 н- 1600 мм. Внешний вид станка
модели 7705 для наружного протягивания приведен на фиг. 9. Раз-
рез этого станка показан на фиг. 10. По вертикальным направляющим
Фиг. 10. Разрез вертикально-протяжного станка
модели 7705.
станины 1 перемещается ползун 2, к которому винтами прикрепляется
протяжка. Перемещение ползуна осуществляется посредством штока 3
и поршня 5, движущегося в цилиндре 6. Обрабатываемое изделие
закрепляется в приспособлении на горизонтальном столе 4, который
автоматически отодвигается от протяжки .после рабочего хода (вниз)
и вновь надвигается на нее, когда закончится холостой ход (вверх).
Движение стола осуществляется посредством кулачкового или гид-
равлического механизма.. Положение стола относительно плоскости
2 Щеголев 105
17
Краткая техническая характеристика гидравлических горизонтально-протяжных станков
Таблица 1
Модель '7505 7510 МП-4 7А510 7520 МП-10 7А520 7530-М 7540
Тип станка Одинар- ный Одинар- ный Сдвоен- ный «Ду- плекс» Одинар- ный Одинарный Сдвоен- ный «Ду- плекс» Одинар- ный Одинарный порталь- ного типа Одинар- ный
Основной цикл работы Простой Простой Полу- автомат Полу- автомат Простой Полу- автомат Полу- автомат Полу- автомат Полу- автомат
Номинальное тяговое уси- лие в кг 5000 10 000 10 000 •10 000 20 000 20 000 20 000 30 000 40 000
Ход рабочей каретки в мм (от минимума до максимума) 1000 1400 1200 100—1250 100—1600 200—1250 100—1600 1 800 100—2000
Скорость рабочего хода в м/мин 1,5—13 0,5—3,4 0,5—8 1,5-13 0,5-6 0,5—8 1,5—11 0,5—5 1—6,8
Скорость холостого хода в м/мин 5-25 9,5—19 0,6—9 5—25 2,5—25 0,6—8,5 5—25 4—20 5—20
Скорость подвода и отвода протяжки — — 15/15 16/16 Перемеще- ние ручное 10/10 16/16 13/15 12/12
Мощность электродвигателя в кет 7 6 18,7 14 18,7 20 20 25,5 40 .
Краткая техническая характеристика гидравлических вертикально-протяжных станков
Таблица 2
Показатели Станки одинарные для наружного протягивания Станки для внутреннего протягивания Сдвоенные станки для наружного протягивания («Дуплекс»)
ю о к 7Б705 7Б710 МП-50 7Б720 МП-7 7А705В 7710В CQ О Б МП-51 МП-21 МП-16 7А710Д МП-5 tfozzvz МП-8
Номинальное тяговое усилие в кг 5000 5000 10 000 10 000 20 000 20 000 5000 10 000 20 000 15 000 2500 7500 10 000 10 000 20 000 20 000
Длина хода рабочей каретки в мм 600 800 1000 1750 1250 1750 800 1000 1250 1000 600 600 1000 1750 1250 1750
Скорость рабочего хода в м/мин 0,5-6 2-12 1,5- 13 1,5—13 1,5-11 3—7 1,5-13 1,5—13 1,5—11 1,5-8 4—14 2-9 1,5-13 1,5—13 1,5-11 3-7
Наибольшая скорость холостого хода в м/мин 13 20 20 20 20 20 20 20 20 20 — — — — — —
Ход стола в мм Циклы работы стан- ков: наладочный, непре- рывный, полный, про- стой 50 100 125 125 Все цик 160 лы 160 Все циклы 80 Все циклы 100 Непре- рыв- ный про- стой 125 125 Все Ц1 160 «клы 160
Мощность электродви- гателя В Кв 71 6 10 14 14 20 20 10 14 20 14 4,5 10 14 14 20 20
Длина хода вспомо- гательной каретки в мм — — — — — — 350 400 500 400 — — — — — —
Скорость вспомога- тельной каретки при подводе протяжки в м/мин — — — — — — 18 13 13 13 — — — — — —
Скорость вспомога- тельной каретки при отводе протяжки в м(мин t — — — — — — 15 10 10 10 — — — — — —
ползуна может регулироваться в пределах +10 мм. Длина хода
ползуна регулируется посредством выключателей, воздействующих
на клапаны гидравлической системы станка и останавливающих
ползун в его конечных положениях. Управление движением ползуна
вниз и вверх осуществляется или вручную или автоматически.
Станок может быть приспособлен для протягивания отверстий.
Для этой цели устанавливается новый стол с отверстием для прохода
протяжки, а к нижней части ползуна прикрепляется кронштейн,
в который вставляется тяговый патрон с автоматическим зажимом
и освобождением протяжки.
В табл. 2 приведена техническая характеристика отечественных
вертикально-протяжных станков.
Помимо описанных выше горизонтального и вертикального про-
тяжных станков с одной кареткой, существуют аналогичные станки
с двумя каретками, т. е. с двумя рабочими позициями. Станки подоб-
ной конструкции обеспечивают более высокую производительность,
так как во время рабочего хода одной каретки производится подго-
товка детали к протягиванию другой кареткой.
Для работы прошивками применяются специальные прошивные
станки или прошивные прессы, приводимые в действие также от гид-
равлического привода, цилиндр которого располагается или на-
верху станины или внутри ее. Для прошивания возможно использо-
вание прессов обычных типов (эксцентриковых, пневматических
и др.), если только мощность привода и длина хода штока достаточны
для проталкивания прошивки [28].
Наряду с протяжными и прошивными станками обычных типов,
которые используются для обработки различных деталей, сущест-
вуют протяжные станки узко специального назначения, приспособ-
ленные для обработки протяжками только определенных видов
деталей, например, автомобильных блоков, коленчатых валов, зуб-
чатых колес, труб и пр. Эти станки отличаются от обычных про-
тяжных станков своей конструкцией, а также длиной хода ка-
ретки, величиной тягового усилия (до 150 т), наличием особых
устройств для закрепления обрабатываемой детали и пр.
В тех случаях, когда в цехе нет протяжных станков, для прове-
дения протяжных работ могут быть приспособлены различные метал-
лорежущие станки — токарные, фрезерные, сверлильные и стро-
гальные. Наиболее просто приспосабливаются для протягивания,
как внутреннего, так и наружного, продольно-строгальные станки.
Токарные и револьверные станки могут быть использованы для
прошивания цилиндрических отверстий без какой-либо переделки.
В этом случае прошивка вставляется в подготовленное отверстие
и продавливается задней бабкой или револьверной головкой при вра-
щении шпинделя станка [53].
5. Приемы протягивания отверстий
Протягивание отверстий производится в следующем порядке.
Обрабатываемая деталь с предварительно просверленным отверстием
насаживается на направляющую часть протяжки, которая затем
20
своим хвостовиком присоединяется к тяговому патрону (фиг. 2, а).
После этого включается рабочий ход и протяжка протаскивается
кареткой станка сквозь отверстие в детали. Сама деталь при этом
упирается в переднюю поверхность стола, или, правильнее, в опор-
ную плоскость переходной втулки и удерживается на ней силой тре-
ния. Когда протяжка полностью пройдет сквозь отверстие в детали
и удалит весь припуск металла, каретка автоматически останавли-
Фиг. 11. Полуавтоматический цикл протягивания
отверстий на вертикально-протяжном станке.
вается, и обработанная деталь снимается со стола рабочим или падает
в корыто станка. Затем обычно станок переключается на обратный
холостой-ход, и каретка вместе с протяжкой возвращается в исход-
ное положение. Протяжку отсоединяют от тягового патрона и щет-
кой очищают от стружки, после чего весь цикл работы повторяется
над новой деталью.
Процесс внутреннего прошивания производится еще более просто.
После того как обрабатываемая деталь положена на стол прошивного
пресса (фиг. 2, б), в нее вставляется прошивка. Затём включается
рабочий ход, и прошивка продавливается ползуном или торцом
штока сквозь отверстие. Выпавшую из детали прошивку вынимают
из-под стола станка, очищают от стружки и вставляют в новую деталь.
Приеобработке отверстий на вертикальном станке со вспомога-
тельным верхним цилиндром, например, на станке модели 7710В,
одна или две протяжки 3 (фиг. И, а) удерживаются в своем верхнем
положении вспомогательными патронами 4 до тех пор, пока рабочий
не поставит на стол станка обрабатываемые детали 2. После включе7
ния рабочего хода протяжки вводятся при помощи верхнего вспо-
21
могательного цилиндра 5 в предварительно обработанные отверстия
деталей (фиг. 11,6), автоматически присоединяются к тяговым патро-
нам 1 и протягиваются сквозь детали (фиг. И, в). Следующим цик-
лом работы является обратный ход протяжек, автоматическое при-
соединение их к вспомогательным патронам, отсоединение от тяго-
вых патронов и подъем их в исходное положение для обработки новых
деталей.
Таким образом, обязанностью рабочего здесь является только
смена обрабатываемых деталей и очистка протяжек от стружки,
причем последняя работа при хорошем состоянии инструмента может
производиться и без помощи рабочего непосредственно струей сма-
зочно-охлаждающей жидкости, или автоматическим встряхиванием
протяжки во время ее подъема. *
Фиг. 12t Протягивание шпоночных канавок:
/ — протяжка; 2 — обрабатываемое изделие; 3 •— направляющая оправка,
По аналогичному полуавтоматическому циклу работают и неко-
торые типы горизонтально-протяжных станков.
На протяжном станке может обрабатываться не только одна де-
таль, но одновременно и несколько деталей.
На обычных горизонтально-протяжных станка? чаще всего про-
тягивают по одной детали.
Для одновременной обработки двух деталей применяются спе-
циальные горизонтальные станки с двумя ползунами, как об этом
уже было сказано раньше (стр. 20).
Прямые канавки в цилиндрических отверстиях, например шпо-
ночные, обрабатываются протяжками с большой производительностью
и точностью. Поскольку положение канавки, как правило, связано
с отверстием (симметричность и глубина канавки относительно оси
отверстия), шпоночная протяжка должна в своей работе направ-
ляться поверхностью отверстия. Это осуществляется или примене-
нием скользящей цилиндрической направляющей, соединенной с про-
тяжкой (фиг. 12, а), или направлением протяжки в пазу специальной
неподвижной оправки, заполняющей отверстие, как это показано
на фиг. 12, б. В первом случае протяжка имеет гладкое цилиндри-
ческое тело, а во втором — плоское, размеры которого соответст-
вуют размерам паза в оправке. Одним своим конном оправка встав-
ляется в отверстие стола станка непосредственно или при помощи
22
переходных втулок и прикрепляется к столу или втулке винтами.
На выступающий конец оправки налаживается обрабатываемая
деталь свободно, или с ориентировкой при помощи специального
фиксатора относительно паза втулки. Последнее необходимо в том
случае, если протягиваемая канавка должна быть сделана в опре-
деленном положении относительно какого-либо другого элемента
детали, например, симметрично оси впадины между зубцами при изго-
товлении зубчатого колеса. В «окно», образованное пазом оправки
и поверхностью отверстия, вставляется протяжка и присоединяется
к ползуну станка.
При своем движении протяжка вырезает требуемую канавку
в отверстии детали.
Протяжками можно обрабатывать канавки не только в цилиндри-
ческих, но и в конических отверстиях. Посадочная часть оправки
для конических отверстий располагается под углом к оси станка
и к остальной части оправки так, чтобы образующая конической
поверхности была параллельна ходу протяжки (фиг. 12, в).
Глубина канавок в отверстиях может быть не только постоянной,
но ц переменной. Часто канавки в деталях не выводятся наружу,
а имеют глухие концы, как например, у подшипниковых вкладышей.
Протягивание таких канавок осуществляется при помощи специаль-
ных оправок, снабженных копиром, который при продольном движе-
нии протяжки заставляет приподниматься и опускаться вставные
зубцы последней.
Протягивание многоканавочных, например шлицевых, отверстий
производится или одновременно при помощи протяжки, снабженной
соответствующим количеством зубчатых выступов (шлицевые про-
тяжки), или раздельно посредством плоской шпоночной протяжки
и делительного приспособления, обеспечивающего поворот детали
на соответствующий угол после каждого прохода протяжки. Одно-
временное протягивание всех канавок в шлицевых отверстиях яв-
ляется более производительным, чем раздельное протягивание,
и поэтому чаще всего и используется на практике.
Помимо протягивания прямых канавок широко используется
также обработка протяжками различного рода внутренних винтовых
канавок и выступов, например, винтовых шлицев в автомобильных
шестернях, внутренних эвольвентных зубцов в деталях зубчатых
передач и муфт и т. п. Протяжки, обрабатывающие винтовые канавки,
называются винтовыми, а технологический процесс — винтовым про-
тягиванием. Внешний вид винтовой протяжки в работе приведен
на фиг. 13.
В процессе работы винтовая протяжка, помимо главного осевого
движения, должна еще иметь вращательное движение, которое можно
сообщить также и обрабатываемой детали. Это вращательное движе-
ние можно получить или непосредственно (за счет осевого перемеще-
ния протяжки) или принудительно (посредством особого механизма).
Первый способ винтового протягивания называется протягиванием
без принудительного вращения, а второй — протяЫпацием с при-
нудительным вращением.
2а
При протягивании по первому способу обычно вращается обра-
батываемая деталь при невращающейся протяжке. В этом случае
на столе протяжного станка устанавливается опорное приспособле-
ние, снабженное шарикоподшипниками, как это показано на фиг. 14,
на которой цифрой 1 обозна-
чен упорный шарикоподшип-
ник, а цифрой 2 — радиаль-
ный игольчатый.
При работе по второму
способу вращательное дви-
жение может быть передано
или детали, или протяжке.
Однако механизмы для вра-
щения протяжки являются
конструктивно более про-
стыми, нежели для враще-
ния детали, и поэтому наибо-
лее часто применяются на
практике. Устройство одно-
го из таких механизк ов при-
Фиг. 13. Протягивание винтовых канавок. ВеДе«° В схематическом виде
на фиг. 15, а. Вращение
протяжки 7, обрабатываю-
щей деталь 6, осуществляется посредством двух шестерен, из
которых одна (шестерня 4) насажена *на винтовой валик-копир 3,
а другая (шестерня /) укреплена или непосредственно нарезана
Фиг. 14. Опорное приспособление для протягивания винтовых
канавок.
на тяговом патроне 5. Винтовой валик-копир закреплен на станине
протяжного станка сверху или сбоку станины. Шестерня 4 находится
в кожухе, который присоединен к каретке станка 2, Винтовые вы-
24
ступы в отверстии этого колеса входят в винтовые канавки валика 5.
При работе станка шестерня 4, перемещаясь вместе с ползуном
по валику, будет поворачиваться соответственно шагу винтовой
канавки валика и тем самым будет вращать патрон 5 и закрепленную
в нем протяжку. Хвостовик тягового патрона 5 входит в отверстие
каретки и благодаря упорному шарикоподшипнику может вращаться
вместе с протяжкой.
Другой механизм для вращения винтовой протяжки представлен
на фиг. 15, б. Здесь вращательное движение осуществляется при
Фиг. 15. Механизмы для вращения протяжки.
помощи одного или двух штифтов 4, размещенных в специальной
втулке 5, которая укрепляется на задней стороне опорного приспо-
собления 6. Своими концами штифты входят в канавки между рядами
зубцов протяжки и пружинами 7 удерживаются от выпадения
из втулки 5. При обратном ходе или при снятии протяжки необхо-
димо предварительно вытянуть штифты 4 из гнезд. Для удержа-
ния их в этом положении служат поперечные выступы S, кото-
рые при повороте вытянутых штифтов 4 опираются на тело
втулки 5.
Протяжка 3 закрепляется в патроне 2 неподвижно, причем хвосто-
вик этого патрона входит в отверстие переходного патрона 1 и опи-
рается там на упорный шарикоподшипник. При осевом движе-
нии протяжка вместе с патроном будет/ поворачиваться штиф-
тами 4.
Существуют и другие механизмы для принудительного вращения
протяжки при изготовлении винтовых канавок. Например, при работе
короткими протяжками и наличии большого хода на станке винто-
вой копир ставят в одну линию с протяжкой, используют наклонную
линейку и пр.
25
6. Координатное протягивание отверстий
Отверстие, которое необходимо обработать протяжкой или про-
шивкой, может располагаться на детали свободно, т. е. без жесткой
размерной связи с другими поверхностями этой детали, или несво-
бодно, будучи связано определенными размерами с заранее обрабо-
танными поверхностями, являющимися исходными базами для про-
тягиваемого отверстия. В первом случае обработанное отверстие
само по себе является базой, от которой производится обработка
остальных поверхностей детали. Деталь здесь устанавливается
на столе протяжного станка свободно, без закрепления в приспособ-
Фиг. 16. Координированные отверстия и канавки.
лении. Такое протягивание называется «свободным» и является
наиболее распространенным видом обработки деталей протяжками.
Во втором случае деталь должна закрепляться в специальном
приспособлении, в котором она устанавливается на своих базах.
Протяжка при этом движется во время работы по направляющим
приспособления, получая строго определенное положение относи-
тельно базовых поверхностей обрабатываемой детали.
Такое протягивание называется несвободным, или координатным.
Примером координатного протягивания является обработка отвер-
стий в деталях, показанных на фиг. 16, а также протягивание раз-
личного рода канавок в круглых отверстиях. На фиг. 16 буквами X
и Y обозначены координаты протягиваемой формы.
Координатное протягивание отверстий может быть осуществлено
как на горизонтальных, так и на вертикальных протяжных станках.
Общая схема наладки координатного протягивания прямоугольного
отверстия на горизонтально-протяжном станке приведена на
фиг. 17, а, где цифрой 4 обозначена протяжка, 2 — обрабатывае-
мая деталь, 3 — протяжное приспособление* и 1 — неподвижные
направляющие элементы для протяжки. Последние состоят здесь
из двух планок: одной впереди, а другой позади обрабатываемой
детали. В отдельных случаях, когда протягиваемое отверстие
* Крепежные элементы приспособления на фиг. 17 не указаны»
26
не является сплошным, представляется возможным разместить еще
одну направляющую между первыми двумя.
Схема наладки того же горизонтального станка для протягивания
координированных круглых, шлицевых и тому подобных отверстий,
когда затруднительна обработка раздельно по элементам профиля
отверстия, приведена на фиг. 17, б. В этом случае обрабатываемое
изделие 2 жестко закрепляется в приспособлении 1. Протяжка 3
поддерживается движущимися направляющими, из которых одна
4 перемещается по направляющим корыта протяжного станка,
а в качестве другой может быть использован ползун станка, в котором
при помощи тягового патрона закрепляется хвостовик протяжки.
Однако ввиду того, что патрон не всегда возможно поставить в необ-
ходимое положение относительно главных направляющих станка,
прибегают к дополнительному ползуну, в котором фиксируется про-
тяжка своей удлиненной направляющей частью. Дополнительный
ползун связывается с главным шарнирной связью. Аналогичным
способом осуществляется и наладка вертикальных протяжных и про-
шивных станков.
Как следует из приведенных схем, оба вида протягивания иден-
тичны и характеризуются принудительным направлением протяжки
относительно обрабатываемой детали.
Однако в первом случае, когда протяжка поддерживается непо-
движными направляющими (фиг. 17, а), жесткость ее значительно
выше, чем bq втором, характеризующемся использованием движу-
27
щихся направляющих. Поэтому первая разновидность протяги-
вания может обеспечить более высокую точность координат и разме-
ров самого отверстия. На основании практических наблюдений можно
считать, что координатные размеры могут быть здесь выдержаны
в пределах 3-го класса точности, а размеры отверстия — в пределах
2—3-го классов.
Что касается производительности при протягивании на непо-
движных и движущихся направляющих, то во втором случае она
Фиг. 18. Схема координатного протягивания без принудительного
направления протяжки.
будет выше, так как здесь достаточно, как минимум, одной протяжки,
в то время как в первом случае требуется не менее двух протяжек.
Существует еще один способ обработки координированных отвер-
стий, характеризующийся тем, что протяжка не имеет принудитель-
ного направления. Ее положение относительно координатных баз
всецело определяется размещением предварительных отверстий,
вследствие чего точность координат после протягивания в лучшем
случае будет такой же, как при предварительной обработке отвер-
стий, а скорее всего, вследствие увода протяжки, даже несколько
ниже.
Схема наладки горизонтально-протяжного станка для подобного
способа протягивания приведена на фиг. 18, а, на которой даны сле-
дующие обозначения: 3 — протяжка, 2 — обрабатываемая деталь
и 1 — приспособление. -Роль приспособления здесь сводится к тому,
чтобы поддерживать изделие в таком положении, при котором было бы
28
обеспечено требуемое размещение протягиваемого отверстия отно-
сительно базовых поверхностей детали, как, например, это необ-
ходимо при протягивании квадратных и прямоугольных отверстий,
стороны которых должны быть параллельны ранее обработанным
плоскостям детали.
Этот же метод может быть применен и при протягивании круглых
и шлицевых отверстий, как это показано в схематическом виде
на фиг. 18, б. Здесь приняты те же обозначения, что и на предыду-
щей схеме. Во избежание чрезмерного смещения отверстия протяжка
снабжается промежуточными направляющими частями 4.
Хотя рассматриваемый способ протягивания (без принудитель-
ного направления протяжки) и не отвечает требованиям обработки
координированных отверстий, все же при достаточно точном выпол-
нении предварительных отверстий (например, при сверлении в кон-
дукторе) он может обеспечить точность координатных размеров в пре-
делах 4-го класса. Этот способ имеет довольно широкое распростра-
нение в промышленности, поскольку здесь конструкция протяжек
существенно не отличается от их обычного устройства при свободном
протягивании *.
к
7. Приемы протягивания наружных поверхностей
Как указывалось выше, для наружного протягивания приме-
няются или те же самые станки, что и для внутреннего протяги-
вания, или специальные наружно-протяжные станки. На фиг. 19, а
представлена схема наружного протягивания на горизонтальном
протяжном станке, а на фиг. 19, б — на специальном наружно-про-
тяжном вертикальном станке. Как в том, так и в другом случае,
обрабатываемая деталь 2 закрепляется в приспособлении 3, уста-
навливаемом на столе станка. Однако при работе на горизонтально-
протяжном станке приспособление снабжается, кроме того, еще
направляющими элементами 4, которые обеспечивают правильное
положение и перемещение протяжки 1 относительно обрабатываемой
поверхности. При работе же на наружно-протяжном станке про-
тяжка прикрепляется на все время работы к каретке станка и дви-
жется вместе с нею, имея устойчивое направление и необходимое поло-
жение относительно детали. Поэтому направляющие элементы у при-
способлений здесь не нужны.
Приемы и порядок работы наружными протяжками на горизон-
тальных протяжных станках (фиг. 19, а) в общем такие же, как и при
обработке отверстий. Однако обрабатываемая деталь 2 здесь не наса-
живается на протяжку 7, а предварительно закрепляется в приспо-
соблении 3. Протяжка вставляется в окно, образованное обрабаты-
ваемой поверхностью детали и направляющими элементами приспо-
собления, и присоединяется к тяговому патрону станка. После рабо-
чего хода протяжка не отключается от станка, а по снятии детали
* Более подробные данные о координатном протягивании, а также о конструк-
ции и расчете применяемых при этом протяжек приводятся в работах [25, 68].
29
возвращается ё йс^однос йоложейие, ё котором йроизводится уста-
новка новой детали.
Процесс протягивания на вертикальных протяжных станках
выполняется еще проще и производительнее. После рабочего хода
Фиг. 19. Наружное протягивание.
стол станка вместе с обработанной деталью 2 отходит от протяжки 1
и пропускает последнюю для обратного хода, за время которого пред-
ставляется возможность сменить деталь, особенно в тех случаях,
когда применяются приспособления с быстродействующими или авто-
5
Фиг. 20. Зажимное приспособление для наружно-протяжных станков.
матическими зажимными устройствами. Принцип действия одного
из таких приспособлений показан на фиг. 20. Зажимной механизм
состоит из качающегося коромысла 5 и клина 4. К последнему при-
креплена тяга 2, один конец которой закреплен в кронштейне /,
привинченном к передней плоскости станины станка. При ходе стола
30
вперед (на протяжку) клин остается неподвижным (правильнее,
затормаживается пружиной) относительно движущегося вместе со
столом приспособления, благодаря чему поворачивается коромысло
и детали прижимаются к опорной базе 6 приспособления. При обрат-
ном ходе стола и приспособления, упор 5, упираясь в кронштейн,
выдвигает клин и освобождает коромысло, которое повертывается
пружиной 7 в обратном направлении и в свою очередь освобождает
обработанную деталь. Применяются также и другие способы авто-
матического зажима деталей, например, при помощи пневматических,
гидравлических и электрических устройств.
Процесс наружного протягивания еще в большей мере ускоряется,
если работать не с одной, а с несколькими протяжками на каретке
Фиг. 21. Непрерывное протягивание.
или пользоваться станками с двумя каретками (как при обработке
отверстий). Большая экономия времени может быть также достигнута
в случае применения магазинной подачи деталей к станку и автома-
тического их удаления после протягивания.
Характер работы наружных протяжек позволяет легко осу-
ществить принцип непрерывной обработки деталей без остановки
протяжного станка и обратного хода протяжки — конвейерное протя-
гивание.
При прямолинейном главном движении это происходит путем
передвижения обрабатываемых деталей относительно неподвижной
протяжки при помощи замкнутой цепи, которая перемещает ряд
приспособлений, скользящих по направляющим станины протяж-
ного станка, как это схематически изображено на фиг. 21, а. В этом
случае детали вкладываются рабочим в приспособление с входной сто-
роны протяжки, а в некоторых типах станков, как например, в станке
модели 7А590 для протягивания шлицев в головках винтов и в гай-
ках, подаются автоматически из бункера. Перед протягиванием
детали автоматически закрепляются, затем проходят под протяжкой
и также автоматически освобождаются с выходного конца протяжки.
При круговом главном движении протягиваемые детали закре-
пляются на вращающемся круглом столе и после обработки их про-
тяжками, прикрепленными к неподвижному кронштейну, освобо-
ждаются автоматически или самим рабочим (фиг. 21, б). Такое протя-
гивание называется карусельным, а станки для него карусельно-про-
тяжными. Производительность станков, работающих по непрерыв-
ному или конвейерному методу, в 6—10 раз выше, чем производи-
31
ТёЛЬность оборудования 6 возЁрйтно-пбступатеЛьВым движением
протяжки.
Наружное протягивание может производиться не только с прямо-
линейным главным движением протяжки или обрабатываемых дета-
лей, но также и с круговым их перемещением. Благодаря этому
ускоряется процесс протягивания вследствие отсутствия обратного
хода протяжки и, что самое главное, для протягивания могут быть
легко приспособлены такие распространенные станки, как токар-
ные, фрезерные и др.
Характерные схемы кругового протягивания представлены
на фиг. 22. С левой стороны (фиг. 22, а) показана обработка плоскости
дисковой протяжкой, торцовые зубцы которой расположены на вин-
товой поверхности. С правой стороны (фиг. 22, б) изображена схема
Фиг. 22. Круговое протягивание.
одновременной обработки трех поверхностей паза протяжкой, у кото-
рой зубцы, обрабатывающие дно паза, размещены на спиральной
поверхности, а торцовые зубцы — на винтовых поверхностях. Для
обработки детали требуется только один оборот или часть оборота
протяжки. Удаление со станка обработанной детали и установка
новой производятся в тот момент, когда протяжка располагается
своей выемкой против детали. При этом остановка протяжки не всегда
необходима.
Помимо незамкнутых поверхностей'протяжками обрабатываются
и наружные поверхности тел вращения с прямолинейными или кри-
волинейными образующими. Для этой цели применяются протяжные
станки типа токарных, у которых в суппорте взамен резца устана-
вливается протяжка. Схема такой обработки представлена
на фиг. 23, а. Здесь деталь устанавливается в центрах или закре-
пляется в патроне и приводится во вращательное движение приводом
станка. В процессе работы протяжка движется прямолинейно в вер-
тикальной или горизонтальной плоскости касательно к обрабаты-
ваемой повер хности.
В другом варианте этого же вида протягивания применяются
дисковые вращающиеся протяжки (фиг. 23, б), зубцы которых рас-
положены на спиральной поверхности инструмента. Обработка про-
изводится за один оборот протяжки. Наконец, та же работа может
быть выполнена кольцевой протяжкой с внутренними зубцами, режу-
щие кромки которых также лежат на спиральной поверхности.
32
Протягивание поверхностей тел вращения уже получило распро-
странение в промышленности. В частности, посредством прямоли-
протяжек обраба-
коленчатых валов
нейно движущихся
тываются шейки
О)
Фиг. 23. Наружное протягивание поверхностей вращения.
для автомобильных и тракторных двигателей, а также гладкие
и фасонные поверхности на различного рода деталях *.
Фиг. 24. Схемы протягивания зубчатых колес: а— полая (труб-
чатая) протяжка; б— набор протяжек; в— реечная протяжка.
Для обработки протяжками зубчатых колес с наружными зуб-
цами предложены следующие методы (фиг. 24):
* Кинематика резания при обработке тел вращения протяжками как с посту-
пательным, так и вращательным движением изложена Г. И. Грановским в его
книге «Кинематика резания», Машгиз, 1948. Вопросы теории протягивания тел вра-
щения плоскими протяжками рассматриваются также в статье Л$ Л. Фурмана
и А. М. Лейна [65].
3 Щеголев 105 33
1) продавливание заГотойкй сквозь полую (трубчатую) протяжку;
2) применение набора протяжек с плоским телом;
3) обкатка реечной протяжкой.
Обработка по первому методу производится на гидравлическом
прессе. Протяжка имеет форму трубы или полого цилиндра (фиг. 24, а),
в котором размещены режущие секции, выполненные или в виде
колец с внутренними зубцами или в форме отдельных полос, распо-
ложенных вдоль образующих
цилиндра. Для более или менее
крупных модулей каждый зу-
бец протяжки выполняется
отдельно и вставляется в соот-
ветствующее гнездо корпуса.
Для обработки шестерни при-
меняется одна или несколько
таких трубчатых протяжек
в зависимости от модуля.
При протягивании по вто-
рому методу применяется на-
бор протяжек в количестве,
равном числу впадин на зуб-
чатом колесе. Протяжки дви-
жутся прямолинейно по напра-
вляющим пазам приспособле-
ния, как это । схематически
представлено на фиг. 24, б
(передние протяжки не пока-
заны). Работа производится на
вертикальном или горизонталь-
Фиг. 25. Схема протягивания кониче- ном протяжном станке, причем
ского колеса круговой (дисковой) конструкция протяжек здесь
протяжкой. проще, чем в предыдущем
случае.
Г При обработке по третьему способу реечная протяжка имеет
поступательное рабочее движение в вертикальной или горизонталь-
ной плоскости (фиг. 24, в), а обрабатываемая заготовка вращается
вокруг своей оси принудительно, посредством зубчатого механизма,
а в отдельных случаях самостоятельно, будучи установленной на ша-
риковом подпятнике. При протягивании прямых зубцов ось заготовки
наклоняется под тем углом, под которым расположены реечные
выступы зубцов протяжки. Чтобы обработать все зубцы колеса,
необходимо иметь широкую и длинную протяжку. Поэтому обычно
применяют протяжки с двумя-тремя реечными выступами, проводя
работу в несколько проходов. Конические зубчатые колеса обра-
батываются круговыми дисковыми протяжками со вставными сег-
ментами по схеме, подобной той, которая изображена нафиг. 25 *.
* Более подробно см. А. А. С ы р о е г и н, Нарезание прямозубых кониче"
ских шестерен методом кругового протягивания, «Автомобильная промышленность»,
1951, № 4 и другие источники [3, 17].
34
Подобно зубчатым колесам, обрабатываются рифленые валики,
используемые, например, в текстильных машинах. Для этой цели
обычно выполняется протяжка трубчатого типа с кольцевыми зуб-
цами, сквозь которые протаскивается или продавливается заготовка
рифленого валика [38].
8. Протягивание комплектом протяжек
В целях повышения производительности и экономии инстру-
ментальной стали для изготовления протяжек необходимо стремиться
выполнять процесс протягивания одной протяжкой, что может быть
достигнуто во многих случаях использованием протяжек с большими
подъемами на зубец (прогрессив-
ные схемы резания, стр. 44). Одна-
ко в отдельных случаях, напри-
мер, при протягивании глубоких
отверстий или значительных при-
пусках на обработку, длина про-
тяжки получается настолько боль-
шой, что ее нельзя использовать
вследствие недостаточной длины
хода каретки в наиболее распро-
страненных моделях протяжных
Фиг. 26. Протягивание с подкладкой.
станков.
Очень длинные протяжки трудно изготовить. Обращение с ними
при эксплуатации также затруднено. Поэтому вместо одной очень
длинной протяжки приходится иногда применять несколько более
коротких протяжек, которыми последовательно производят обработку
детали. Такие протяжки называются комплектными. Чаще всего
в комплект входит от двух до четырех протяжек, но в отдельных
случаях число их может доходить до двадцати и более, и, несмотря
на это, протягивание сложных отверстий все же оказывается более
эффективным по сравнению с другими способами их обработки.
В целом ряде случаев, например, при обработке простых поверх-
ностей (плоскости, прямоугольные канавки), представляется воз-
можным применить вместо нескольких протяжек только одну, поль-
зуясь гладкими подкладками, как это показано на фиг. 26, а на при-
мере протягивания глубокой канавки во втулке. Толщина отдельных
подкладок 2 соответствует здесь толщине слоя металла, снимаемого
за один проход протяжки 1, а количество их равно числу проходов,
в результате которых должен быть удален весь припуск металла.
Взамен тонких подкладок, накладываемых одна на другую, могут
быть использованы сплошные подкладки, высота которых постепенно
возрастает после каждого хода протяжки (фиг. 26, б). Такие под-
кладки применяются, например, при раздельном протягивании пло-
ских сторон больших прямоугольных или квадратных отверстий [44 ].
Подкладки могут быть применены и при наружном протягивании
деталей на горизонтальных протяжных станках. При работе же на вер-
тикальных наружно-протяжных станках, когда протяжки жестко
3*
35
прикрепляются к ползуну станка, можно после каждого прохода
надвигать на протяжку приспособление вместе с закрепленной в нем
деталью.
Работа с подкладками производится медленнее, чем без них,
но вполне себя оправдывает при обработке небольших партий дета-
лей. Кроме того, при наличии подкладок можно уменьшить толщину
и вес протяжек.
В целях сокращения при работе комплектом протяжек вспомо-
гательного времени и облегчения труда рабочего протяжные станки
снабжают специальными транспортными устройствами (например,
тележками) для перемещения протяжек с одного конца станка на дру-
гой.
Еще более экономично протекает работа на станках, снабженных
барабанными устройствами для последовательной подачи протяжек
к детали.
9. Подготовка обрабатываемой детали под протягивание
Как было уже отмечено выше, для работы протяжками и про-
шивками необходимо иметь в обрабатываемой детали сквозное отвер-
стие, которое и доводится протяжкой до нужных размеров. Это отвер-
стие, или, как его обычно называют, «отверстие под протяжку»,
чаще всего имеет цилиндрическую форму и изготовляется спираль-
ным сверлом не только тогда, когда требуются отверстия цилиндри-
ческие и с дуговыми участками профиля (например, шлицевые),
но и в том случае, когда нужны отверстия с профилями, составленными
прямыми линиями (квадратные, прямоугольные и т. п.).
"Отверстия «черные», т. е. в отливках или поковках, обрабаты-
ваются до протягивания резцом или зенкером, хотя вполне возможна
обработка черных отверстий непосредственно протяжкой (стр. 141).
В тех случаях, когда необходимо сократить до определенного
минимума длину протяжки (недостаточная длина хода станка, огра-
ниченные возможности инструментального цеха, неокупаемость ком-
плекта протяжек и пр.), приходится уменьшать припуск под протя-
гивание и тем самым улучшать качество предварительной обработки
отверстия, применяя здесь развертку или другой аналогичный вид
инструмента *.
При обработке протяжками отверстий сложной формы и больших
размеров, в особенности в поковках и отливках, приходится иногда
отступать от цилиндрической формы предварительного отверстия,
заменяя ее такой, при которой получается более равномерное распре-
деление припуска под протяжку, благодаря чему протяжка получается
более короткой. Такие нецилиндрические отверстия обрабатываются
предварительно долблением, фрезерованием или штампуются в холод-
ном или горячем состоянии.
* Точно так же при обработке очень крупных шлицевых отверстий первона-
чально приходится долбить и протягивать шпоночной протяжкой каждую шлицевую
канавку по отдельности, а затем калибровать сложной протяжкой весь профиль
отверстия.
36
После обработки отверстия под протяжку следует обработать
опорную плоскость детали, которая соприкасается с опорной пло-
скостью стола или переходной втулкой станка. Эта плоскость должна
располагаться строго перпендикулярно к оси предварительного отвер-
стия, так как иначе протяжка при работе будет изгибаться деталью
и вследствие этого мо-
жет сломаться. Поэтому
обработку опорной пло-
скости лучше всего про-
изводить одновременно
с обработкой отверстия
на одном и том же стан-
ке и при одной уста-
новке.
В тех случаях, когда
опорная плоскость обра-
батывается отдельно от
отверстия и необходи-
мая перпендикуляр-
ность между ними по
каким-либо причинам
не выдерживается,' сле-
дует установить деталь
при протягивании на
шаровое самоустанавли-
вающееся приспособле-
ние. Этим же приспосо-
блением необходимо
пользоваться при про-
тягивании деталей с не-
обработанными — чер-
ными опорными поверх-
ностями.
Общий вид шаровой
опоры для протяжных
станков представлен на
фиг. 27, на которой
цифрой 1 обозначен
корпус приспособления,
цифрой 2 — шаровой сегмент, в отверстие которого вставлено опор-
ное кольцо 3. Сегмент 2 удерживается в корпусе при помощи стакана 4
и пружин 5.
Наружное протягивание чаще всего производится непосредственно
по черной поверхности заготовки (отливки, поковки, штамповки).
При этом выполняются как черновая (обдирочная), так и чистовая
операции. Поэтому обработка наружными протяжками применима
в качестве исходной операции, обеспечивающей получение первона-
чальных обработанных базовых поверхностей для дальнейшей обра-
ботки детали. В тех же случаях, когда наружное протягивание
37
производится по ранее обработанной поверхности, вид предваритель-
ной обработки может быть любым, лишь бытолько под протяжку был
оставлен слой металла, обеспечивающий получение нужных размеров
элемента детали и надлежащего качества обработанной поверхности.
К предварительной обработке наружных поверхностей прихо-
дится ^прибегать при протягивании крупных деталей с большими
припусками, а также в тех случаях, когда глубина или высота обра-
батываемого профиля чрезмерно велика. Так, например, при протя-
гивании хвостов крупных турбинных лопаток, в особенности с П- и
Т-образными профилями, приходится первоначально фрезеровать паз,
а затем уже вести обработку протяжками, обеспечивающими окон-
чательную калибровку всего профиля и достижение необходимой
чистоты поверхностей.
10. Припуски на протягивание
При протягивании отверстий, так же как и при протягивании
наружных поверхностей, приходится иметь дело с собственно при-
пуском и тем избыточным слоем металла, который остается на уча-
стках профиля, обычно не подвергаемых предварительной обработке.*
Фиг. 28. Припуски на протягивание отверстий.
Примером собственно припуска на обработку может являться слой
металла, который остается после предварительной обработки свер-
лом или другим соответствующим инструментом цилиндрического
отверстия, протягиваемого в дальнейшем круглой протяжкой.
Толщина этого слоя является более или менее равномерной по всему
профилю отверстия, как это показано на фиг. 28, а.
Примером избыточного слоя, или, как его иногда называют,
«избытком» является та часть металла, которая остается после сверле-
ния в канавках шлицевых отверстий (фиг. 28, б), в шпоночных пазах,
углах квадратных отверстий (фиг. 28, в) и т. п. Хотя предваритель-
ная обработка этих мест и возможна, но при распространенных
* Аналогичное положение имеет место и при других способах обработки метал
лов резанием.
38
на практике размерах самих отверстий или канавок она обычно не
производится, и весь этот слой срезается протяжками.
Поскольку как собственно припуск, так и избыточный слой ме-
талла удаляется при протягивании, то в дальнейшем будет приме-
няться только один термин — припуск на протягивание.
При обработке отверстий вообще и при протягивании их, в част-
ности, наряду с припуском на обрабатываемую поверхность или при-
пуском «на сторону», который будет в дальнейшем обозначаться
буквой А (фиг. 28), пользуются также термином «припуск на диаметр»,
обозначаемый буквой Ло. Очевидно, что Ло = 2А.
В табл. 3 приводятся величины припусков для обработки протяж-
ками цилиндрических отверстий (опыт отечественных заводов) *.
После выбора припуска по этой таблице подсчитывается наимень-
ший диаметр предварительного отверстия Do по формуле:
D0 = D-A0, (1)
где D — диаметр окончательного отверстия в детали (принимается
по своему минимуму для отверстий 2 и 3-го классов точ-
ности и по максимальному значению для отверстий 4-го
и более грубых классов).
Номинальный диаметр сверла или зенкера подсчитывается по фор-
муле:
^и. н ~ Dq -J? (1 )
где dtlH — номинальный диаметр сверла или зенкера;
Do — наименьший диаметр предварительного отверстия;
ак—допуск, учитывающий уменьшение диаметра сверла или
зенкера при переточках вследствие наличия обратного
конуса по наружному диаметру.
Если предварительное отверстие обрабатывается сверлом, то
диаметр его округляется до ближайшего меньшего значения по ГОСТ.
Допуски на неточность изготовления предварительного отверстия
следует принимать: 0
1) при обычной обработке (сверление ил^ зенкерование литых
отверстий) — по основному отверстию 4-го класса точности (Д4)
для отверстий, длина которых не превосходит одного диаметра, ** и
по основному отверстию 5-го класса точности (Лб) для отверстий
с большей длиной;
2) при чистовой обработке (окончательная операция — развер-
тывание или растачивание) соответственно по А3 и по Л4.
Припуски на протягивание дуговых участков на выступах шли-
цевых, рифленых, эвольвентных и других аналогичных отверстий
* Табл. 3, рекомендуемая автором и приведенная в прежнем издании, пере-
работана при редактировании книги с учетом данных, приведенных в работе [48].
Это вызвано необходимостью использовать для подготовки отверстия под протя-
гивание сверл и зенкеров, прошедших многие переточки.
** В этом случае величину ак следует принимать в пределах 0,1—0,15 мм.
НИИТАВТОПРОМ [48] для увеличения срока службы предварительного инстру-
мента в обоих случаях рекомендует производить подготовку отверстия по 5-му
классу точности»
39
Таблица 3
Припуски Ло на диаметр для цилиндрических отверстий в мм
Диаметры протягиваемых отверстий Величина припуска Ао Величина Допуск на изго- товление предварительного инструмента
Отношение L/D для подготовки отверстия
до 1 ДО 2 до 3 свыше 3 свер- лом зен- кером сверла зенкера
От 10 ДО 18 0,65 0,75 0,75 — 0,15 — —0,043 —
0,3* 0,4* 0,5* 0,6* — — — —
Свыше 18 до 30 0,8 0,9 1,0 1,1 0,2 0,1 —0,052 1-0,04 -0,085
0,4* 0,5* 0,5* 0,6* — — — — — —
Свыше 30 до 50 1,1 1,2 1,3 — 0,2 0,1 —0,062 НО,05 -0,10
0,5* 0,6* 0,7* 0,7* — — — —
—- 1,0** 1,2** — — —
Свыше 50 до 80 1,2 1,2 1,4 1,4 — 0,15 — НО,06 -0,12
0,7* 0,8* 0,8* — —- — — — —
0,9** 1,0 ** 1,0** 1,2** — — — —-
Свыше 80 до 120 1 1,2 1,4 1,4 1,6 — 0,15 -0,07 г0,14
0,7* 0,8* 1,0* — — — — —
1,0** 1,1 ** 1,2** 1,3** — — — — —
• Припуски даны для одноинструментной подготовки^отверстия. * Припуски предусматривают двухинструментную подготовку отверстия (сверле- ние — развертывание). * * Припуски для отверстий, расточенных на токарно-револьверных станках.
принимаются такими же, как и для цилиндрических отверстий.
Если же эти участки обрабатываются отдельно от самих шлицевых
канавок (например, разверткой, отдельной цилиндрической протяж-
кой и т. п.), то допуски на внутренний диаметр должны быть не ниже
3-го класса точности, так как при более грубых допусках увод шлице-
вой протяжки при последующем протягивании может в ряде слу-
чаев вызвать заметное смещение новых участков профиля относительно
предыдущих. При очень высоких требованиях к концентричности
профиля таких отверстий приходится внутреннюю окружность
обрабатывать точнее чем по 3-му классу, несмотря на то, что допуск
на чертеже может быть более грубым.
40
Для квадратных шестигранных, прямоугольных и прочих отвер-
стий с профилем, составленным из прямых линий, наименьший диа-
метр отверстия под протягивание принимается равным диаметру
вписанной окружности.
Для отверстий квадратных, прямоугольных и других с предва-
рительной обработкой фрезой или долбежным резцом припуск рас-
полагается по сторонам равномерно. Величина припуска в этом слу-
чае может быть выбрана по табл. 4.
Таблица 4
Припуски на протягивание квадратных
и прямоугольных отверстий в мм
Больший размер отверстия Припуск на ширину и высоту отверстия Допустимые отклонения предвари- тельной обработки
От 10 до 18 0,8 +0,24
Свыше 18 » 30 1,0 +0,28
» 30 » 50 1,2 +0,34
» 50 » 80 1,5 +0,40
» 80 » 120 1,8 +0,46
Таблица 5
Припуски на чистовое протягивание
прямоугольных канавок в мм
Ширина канавки Припуск на ширину Допустимые отклонения предвари- тельной обработки
От 3 ДО 6 0,4 +0,16
Свыше 6 » 10 0,6 +0,20
» 10 » 18 0,8 +0,24
» 18» 30 1,0 +0,28
» 30 » 50 1,2 +0,34
Припуски на чистовое протягивание прямоугольных канавок,
предварительно обработанных фрезой, долбежным резцом или про-
тяжкой, указаны в табл. 5.
Заготовки деталей, 'обрабатываемых наружными протяжками
в черном виде (отливки, поковки и т. п.), имеют припуски, которые
распределены по протягиваемым поверхностям более или менее
равномерно, за исключением особо сложных профилей и канавок.
Величина припуска принимается минимально допустимой и колеб-
лется при протягивании за один проход станка в пределах от 2
до 6 мм на сторону, в соответствии с весомей формой обрабатываемых
деталей. Средняя величина припуска сост^аляет 3—4 мм.
При выборе припусков на протягивание чугунных деталей можно
руководствоваться данными ГОСТ 1855—55.
В тех случаях, когда наружное протягивание производится по
предварительно обработанным поверхностям, припуск на протяжку
составляет 0,25—1 мм на сторону.
Во всяком случае, чрезмерно завышать припуски на протягивание
не следует. Большие припуски вызывают увеличение длины про-
тяжки, приводят к излишнему расходу инструментальной стали
на изготовление протяжек, снижают производительность процесса
обработки и заставляют переводить в стружку излишне большое
количество обрабатываемого металла.
ГЛАВА II
ПРОЦЕСС РЕЗАНИЯ ПРИ ПРОТЯГИВАНИИ
11. Терминология и обозначения режущих элементов
Режущие элементы протяжки II и обрабатываемое изделие I
показаны на фиг. 29, на которой слева приведен продольный разрез
зубцов, а справа — поперечный. Эти элементы носят следующие
Фиг. 29. Геометрия зубцов протяжки.
названия: 1 — вспомогательная или боковая кромка; 2 — переход-
ные кромки; 3 — главная режущая кромка; 4 — стружкоделитель-
ная канавка; 5 — передняя поверхность (передняя грань); 6 — задняя
поверхность (задняя грань); 7 — спинка зубца; 8 — стружечная
канавка. Углы зубца протяжки принято обозначать буквами: у —
передний угол; а — задний угол; '— вспомогательный угол (угол
поднутрения вспомогательных кромок). Размеры зубцов протяжки
определяются величинами :t — осевой шаг, измеряемый парал-
лельно оси протяжки; hQ — глубина стружечной канавки; g — ширина
задней поверхности; г — радиус закругления дна стружечной
канавки.
Передние и задние углы измеряются в сечении, нормальном
к главной режущей кромке, Передний угол отсчитывается от линии,
42
перпендикулярной оси протяжки, а задний — от линии, лежащей
в плоскости, параллельной оси протяжки.
Для слоя металла, срезаемого каждым зубцом протяжки, прини-
маются следующие обозначения: sz — подача на зуб *; Ь — ширина
и L — длина.
Размеры срезанной стружки отличаются от размеров срезаемого
слоя, так как в процессе резания срезаемый слой металла подвергается
деформации: толщина и ширина его увеличиваются, а длина умень-
Фиг. 30. Направление зубцов.
шается. Вместе с тем для простоты последующего изложения обо-
значения размеров, характеризующих срезаемый слой, отнесены
к стружке.
В зависимости от расположения относительно оси протяжки зубцы
могут быть: прямые, наклонные (косые) и винтовые (фиг. 30).
У прямых зубцов (фиг. 30, а) режущие кромки лежат в плоско-
стях, перпендикулярных оси протяжки/а у наклонных и винтовых
перекрещиваются с ней под углом меньше 90°. Прямые зубцы, имею-
щие замкнутую форму с кругс^вой стружечной канавкой, например,
на цилиндрических, шлицевых, квадратных и тому подобных про-
тяжках, называются кольцевыми зубцами.
Угол т между режущими кромками наклонных зубцов и осью
протяжки называется углом наклона зубцов (фиг. 30). Для протя-
жек с винтовыми зубцами этот угол образуется между осью и касатель-
ной к режущим кромкам. На чертежах протяжек довольно часто нак-
лон зубцов определяется углом, дополняющим угол т до 90°
* Эта величина носит также название «толщина среза» и обозначается а.
43
и показывающим отклонение наклонного и винтового зубцов от
прямого расположения.
Аналогично другим видам режущих инструментов различают
правые (фиг. 30, в и г) и левые (фиг. 30, б и д) зубцы на протяжках.
При наклонных и винтовых зубцах нормальный шаг tH между
зубцами равен
/ = / sin т.
п
Разность поперечных размеров dz и dz_x двух соседних зубцов
называется подъемом протяжки на зубец. Для протяжек с симмет-
ричным относительно оси расположением режущих кромок (круг-
лые, шлицевые, квадратные и т. п.) подъем на зубец Ad равняется
удвоенной величине подачи, т. е.
Ad = dz — dz_i = 2sz.
It Ъ A <C>
Для протяжек с односторонними зубцами (шпоночные, плоские
и т. п.) подъем на зубец А^ соответственно будет
АЛ = h: — hi-. = sz.
Ъ It A
Разность в поперечных размерах последнего и первого зубцов
протяжки называется общим или суммарным подъемом протяжки.
Для первой группы протяжек общий подъем SAd будет равен
2Ad = dn —dn (2)
а для второй группы
2АА = АЛ —(2')
где dn и hn — поперечные размеры последних зубцов (фиг. 6);
di и hx — то же первых зубцов.
Хотя протяжки и не имеют подачи как особого движения, все же,
по аналогии с другими многозубыми инструментами, здесь также
пользуются термином «подача на зуб» sz, понимая под этим толщину
среза или подъем на зуб на одну сторону протяжки; * при этом
а = s~.
12. Схемы снятия стружки
Схема снятия стружки характеризует последовательность среза-
ния припуска с заготовки и определяет порядок построения обра-
ботанной поверхности режущим инструментом. Эта схема позволяет
в комплексном виде показать не только изменение обрабатываемой
поверхности в процессе обработки, но и выявить принцип конструк-
ции режущей части инструмента и обеспечить наиболее высокие тех-
нологические свойства последнего. Поэтому выбор или разработка
схемы снятия стружки предшествует, как правило, созданию* кон-
струкции инструмента, в особенности сложного.
* Термин «подача на зуб» относится к срезаемому слою металла, а термин
«подъем на зуб» — к протяжке.
44 °
Обработка деталей протяжками производится при .следующих
трех основных схемах снятия стружки или схемах протягивания:
1) обыкновенной, 2) прогрессивной и 3) генераторной. Первая схема,
называемая «обыкновенной» или «профильной», характеризуется
срезанием каждым режущим зубцом протяжки относительно тонких
и широких слоев металла, параллельных обработанной поверхности.
Режущие кромки такой протяжки также параллельны этой поверх-
ности и не участвуют в ее построении, кроме последнего режущего
зубца, который, удаляя приходящийся на его долю слой металла,
образует обработанную поверхность и придает ей окончательную
Фиг. 31. Схема
срезания- стружки при протягивании плоскости.
форму и необходимые размеры. На фиг. 31, а показана эта схема
применительно к протягиванию наружной плоскости. Работа про-
тяжки в этом случае подобна работе широкого строгального резца,
имеющего подачу перпендикулярно обрабатываемой плоскости.
Такое же направление имеет и подъем зубцов протяжки.
Вторая схема, называемая «прогрессивной» или «групповой»,
характеризуется тем, что отдельные широкие слои металла сре-
заются здесь не каждым зубцом протяжки, а группой из нескольких
зубцов. При этом первые зубцы из группы вырезают в металле
канавки, а последующие — срезают оставшиеся промежутки, как
это видно из фиг. 31, б на примере протягивания той же плоскости.
На долю каждого режущего зубца приходится здесь узкая и значи-
тельно более толстая стружка, чем при первой схеме. Обработанная
поверхность 1—1 строится последней группой режущих зубцов
или зубцами, работающими по первой схеме. Уменьшение ширины
среза, приходящееся на каждый зубец, и групповое снятие каждого
слоя металла повышенной толщины являются характерным для про-
тяжек прогрессивного резания и определило их высокие эксплуата-
ционные достоинства и широкое использование в современной прак-
тике.
Третья схема протягивания, называемая «ступенчатой» или «гене-
раторной», характеризуется срезание^ припуска относительно узкими
слоями, расположенными перпендикулярно или наклонно к обра-
ботанной поверхности 1—/, как это видно из фиг. 31, в, показываю-
щей также протягивание плоскости. При этой схеме каждый режущий
45
Фиг. 32.
Образование квадратного
отверстия.
зубец протяжки, срезая припуск, участвует одновременно с этим
в построении обработанной поверхности, которая получается в ре-
зультате смыкания ряда узких элементарных поверхностей 2—2,
обрабатываемых отдельными зубцами протяжки *. В этом случае
работа протяжки может быть уподоблена работе проходного строгаль-
ного резца, у которого угол в плане ср главной режущей кромки
меньше или равен 90°, а подача направлена параллельно обработан-
ной поверхности. Аналогичное направление придается и подъему
зубцов протяжки. Первый зубец такой протяжки начинает срезать
металл припуска не сверху, а с одной из боковых сторон детали,
например, с правой стороны (фиг. 31, в). Следующие зубцы, будучи
сдвинуты влево, постепенно,
слой за слоем, удаляют весь
припуск на обработку. Остаю-
щиеся на обработанной поверх-
ности гребешки или неровности
срезаются калибрующими зуб-
цами.
Рассмотренные схемы про-
тягивания и способы образова-
ния обработанной поверхности
применяются не только при
протягивании плоскостей, но
также фасонных наружных по-
(см. гл. XIII) и различного рода отверстий, в частности,
вехностеи
при протягивании квадратных отверстий; последовательный поря-
док срезания стружки и образования самого отверстия приведен
на фиг. 32, а (по первому способу), и на фиг. 32, б (по третьему
способу). В отличие от фиг. 31, здесь представлена плоскостная
картина постепенного изменения формы режущих кромок зубцов
и отверстия, а также показаны поперечные сечения слоев металла —
стружек, удаляемых отдельными зубцами, начиная с первого 1
и кончая последним 2.
Переходя к рассмотрению схем протягивания квадратного отвер-
стия, можно отметить, что при первом способе или при работе по пер-
вой схеме (фиг. 32, а) все зубцы протяжки имеют квадратную форму
и, постепенно увеличиваясь в своих размерах, срезают припуск,
который остался после обработки предварительного отверстия цилин-
дрической формы. Квадратное отверстие образуется последним режу-
щим зубцом протяжки. Таким образом, режущие кромки этой про-
тяжки располагаются на боковой поверхности усеченной квадратной
пирамиды.
У протяжки второй конструкции (фиг. 32, б) первый зубец имеет
очертание окружности и соответствует форме предварительного
цилиндрического отверстия. Промежуточные зубцы очерчиваются
с углов дугами концентрических окружностей, а с боков прямыми
* Постепенное суммирование или генерирование поверхности из отдельных
участков и определило собою название схемы и протяжек —* генераторные.
46
линиями, расстояние между которыми является постоянным для
всех зубцов и равным поперечному размеру квадрата. Радиус режу-
щих кромок на углах профиля зубцов увеличивается на каждом
зубце на величину подачи. Очевидно, что количество полосок на схеме
протягивания должно равняться числу режущих зубцов на протяжке.
Дуговые участки промежуточных зубцов по мере приближения к по-
следнему зубцу укорачиваются, в то время как прямолинейные боко-
вые удлиняются до тех пор, пока последний режущий зубец не при-
мет очертания окончательного отверстия.
Таким образом, режущие кромки этой протяжки располагаются
на боковой поверхности геометрического тела, составленного из усе-
ченного конуса и прямой квадратной призмы. Поверхность протяги-
ваемого квадратного отверстия строится здесь боковыми — пря-
мыми вспомогательными кромками всех режущих зубцов. Дуговые
же — главные режущие кромки не участвуют в образовании отвер-
стия, кроме последнего зубца. Поэтому работа такой протяжки
подобна работе протяжки для обработки плоскостей по третьей схеме
(фиг. 31, в).
Несмотря на простоту первого принципа, конструкция протяжек
в этом случае не всегда получается технологически простой. Так,
например, обыкновенные протяжки для обработки плоскостей и ци-
линдрических отверстий получаются конструктивно и технологи-
чески проще тех же протяжек, работающих по прогрессивному
и генераторному принципам. С другой стороны, квадратные и шести-
гранные внутренние протяжки, а также протяжки для обработки
наружных фасонных поверхностей, выполненные по генераторному
принципу, значительно легче в изготовлении, чем протяжки обыкно-
венной конструкции.
Однако, помимо технологичности той или иной конструкции про-
тяжек, приходится принимать во внимание и эксплуатационные их
качества. Так, например, зубцы плоской протяжки обыкновенной
конструкции при обработке деталей, покрытых твердой коркой
(литье, поковки), легко выкрашиваются, приходя в соприкосновение
с коркой по всей длине режущих кромок. Зубцы той же протяжки,
но генераторной конструкции, перерезая корку поперек, обладают
хорошей сопротивляемостью выкрашиванию режущих кромок.
Цилиндрические протяжки прогрессивного резания в состоянии
срезать более толстую стружку и поэтому получаются короче и про-
изводительнее обыкновенных.
Все эти обстоятельства необходимо учитывать при выборе той
или иной конструкции протяжек.
Помимо трех основных схем, отмеченных выше, протяжки очень
часто работают по комбинированным схемам, когда припуск срезается,
например, сначала по генераторному способу, а затем по обыкновен-
ному. Во многих случаях протягивания сложных поверхностей неко-
торые участки их строятся по первом^ способу, а другие по третьему.
Примером этого является протягивание шпоночных канавок и шли-
цевых отверстий, у которых боковые стороны образуются генератор-
ным методом, а дно — обыкновенным.
47
13. Характерные особенности процесса резания
К числу особых условий, которыми характеризуется процесс
протягивания, следует отнести: срезание в ряде случаев относительно
тонкой и широкой стружки, несвободный отвод последней от лезвий
зубцов, неудовлетворительные условия смазки и охлаждения режу-
щих элементов инструмента, сложная форма режущих лезвий,
неблагоприятная геометрия режущего клина на отдельных частях
зубцов протяжки, наличие стружкоделительных средств на режущих
кромках и пр.
Толщина слоя металла, срезаемая каждым зубцом, колеблется
у протяжек, работающих по обыкновенной схеме протягивания,
в пределах от 0,02 до 0,12 мм.
При малой толщине срезаемого слоя значительно возрастает
в процессе резания роль округления режущих кромок инструмента.
Согласно исследованиям Л. А. Михеевой [43], величина радиуса
округления режущих лезвий вновь заточенных протяжек равняется
8—25 мк. *
В процессе износа протяжки радиус округления возрастает до
15—50 мк и больше, причем протяжки из быстрорежущей стали окру-
гляются в меньшей, а протяжки, выполненные из легированной
стали **, — в большей степени.
Округление режущих кромок на зубцах протяжки при малой тол-
щине среза усложняет процесс резания, повышает степень пласти-
ческой деформации срезаемого слоя и способствует возрастанию тем-
пературы резания. Все это находит свое отражение в увеличении
усадки стружки, росте напряжений в поверхностном слое обрабаты-
ваемой заготовки и возрастании интенсивности износа протяжки.
Эти обстоятельства являются, в свою очередь, одной из причин уве-
личения шероховатостей на поверхности среза, роста сил резания,
особенно поперечной составляющей относительное значение кото-
рой при срезании тонких стружек гораздо больше, чем при более
толстом срезе (см. стр. 130). В том случае, когда радиус округления
режущей кромки является близким к толщине срезаемого слоя или
превышает ее, образование стружки, по крайней мере отдельными
зубцами протяжки, может совершенно прекратиться. Пропущенный
такими зубцами металл может быть срезан в дальнейшем одним .
из последующих зубцов, на долю которого при этом будет приходиться
увеличенная толщина среза. Это приводит к перегрузке зубцов про-
тяжки, переполнению стружечных канавок и ухудшению качества
обработанной поверхности. Практика показывает, что при опре-
деленных условиях наименьшая толщина среза составляет примерно
5 мк.
Неблагоприятная роль округления лезвия режущего клина зна-
чительно снижается при срезании протяжками относительно толстых
слоев металла (более 0,1 мм) протягиванием по прогрессивной и,
в некоторых случаях, генераторной схемам резания. При этом допу-
* Близкие к этому величины приводятся также в работе А. И. Гречу хина [21 ].
* * Например, марок ХВГ и 9ХВГ.
43
скается большее округление лезвия, а следовательно, и большее его
затупление. Кроме того, в этом случае в более резкой мере про-
является положительная роль переднего угла на зубцах протяжки,
благодаря чему процесс резания протекает в более благоприятных
условиях, удельная сила резания снижается, износ режущих лез-
вий уменьшается и стойкость протяжек повышается [10, 19].
Что касается скорости реза-
ния при протягивании, то вели-
чина ее, как отмечалось выше,
характеризуется относительно
малыми значениями — 2 —
12 м/мин. Правда, в последнее
время, особенно при использо-
вании твердосплавных протя-
жек для обработки наружных
поверхностей на чугунных дета-
лях, скорость резания дости-
гает величин, близких
к 100 м/мин. *
Тем не менее современная
практика применяет, как пра-
вило, при обработке стали низ-
1$ие скорости протягивания. Это
обусловливает наличие застой-
ной зоны — нароста при среза-
нии стальной стружки лезвиями
протяжки. При этом более низ-
ким скоростям резания, более
тонким стружкам и большим
Фиг. 33. Стружка и нарост при протя-
гивании стали.
передним углам соответствует
меньшая величина нароста. ** Нарост совместно со стружкой в про-
цессе ее образования, при протягивании углеродистой стали 40 ***,
показан микрофотографией на фиг. 33. Эта стружка была получена
плоской наружной протяжкой при скорости 7 м/мин и подаче на зуб
0,04 мм; протяжка имела передний угол у = 25° и задний а = 2°,
смазочно-охлаждающая жидкость — 15-процентная эмульсия.
Нарост возникает при протягивании всех сортов стали
и чугуна****. Особенно склонны к образованию нароста малоугле-
родистые, нержавеющие и жаропрочные стали.
* Исследование, проведенное Л. К. Мануйловым [39], показало положи-
тельные результаты в отношении использования повышенной скорости резания
и при наружном протягивании стали.
** Следует ожидать, что при возрастании скорости протягивания свыше
20 -F 25 м/мин величина нароста будет уменьшаться.
*** Предел прочности ов = 57 — 60 кг/мм2, твердость НВ = 160 180.
**** По опытам автора применение при протягивании чугуна смазочно-охлаж-
дающей жидкости (10-процентной эмульсии) снижает отложение обрабатываемого
металла на зубцах протяжки и способствует повышению чистоты обработанных
поверхностей. . ,)
4 Щеголев 105 49
Как известно, нарост замедляет износ режущих кромок инстру-
мента, но вызывает ухудшение качества обработанной поверхности.
Поэтому срезание черновыми зубцами протяжки относительно тол-
стых стружек, а чистовыми — более тонких может способствовать
в ряде случаев повышению стойкости протяжек и созданию чистых
поверхностей на обрабатываемой детали. Это положение, в частности,
полностью себя оправдывает в протяжках прогрессивного резания.
14. Прилипание металла к зубцам протяжки
Одной из характерных особенностей обработки протяжками пла-
стичных металлов и особенно стали является налипание обрабаты-
ваемого металла на задние поверхности зубцов (налет). В ряде слу-
чаев происходит достаточно прочное прикрепление стружки к перед-
ним поверхностям зубцов.
Первое явление приводит к снижению чистоты протянутых^юверх^
ностей, увеличению сил резания и заметному искажению попереч-
ных размеров обработанной части детали по сравнению с соответст-
вующими размерами калибрующих зубцов самой протяжки, т. е.
вызывает наряду с другими факторами разбивание отверстий, пазов
и других элементов деталей, обработанных протяжками. Второе
явление влечет за собой уменьшение производительности труда при
протягивании вследствие затраты дополнительного времени на
очистку от стружки канавок на протяжках.
Налипание металла (налет) вызывается силами схватывания
металлов, подвергаемых пластической деформации при наличии сил
трения. Схватывание усиливается при существовании относительного
скольжения взаимно соприкасающихся поверхностей при возникно-
вении здесь значительных температур, т. е. при тех условиях, в кото-
рых работают протяжки.
Практика и результаты экспериментов показывают, что налипание
обрабатываемого металла происходит преимущественно на ленточ-
ках задних поверхностей зубцов протяжки, т. е. на тех элементах
режущего клина, которые не имеют задних углов и контактируются
с материалом обрабатываемой детали по площадкам определенной
ширины. Наибольшее налипание наблюдается на площадках износа
вершин зубцов, на ленточках калибрующих зубцов, а также на зад-
них поверхностях, примыкающих к вспомогательным режущим кром-
кам зубцов протяжки.
Однако не все обрабатываемые металлы в одинаковой мере нали-
пают на зубцы протяжек. Чем пластичнее обрабатываемый материал,
тем сильнее налипание. В этом отношении наибольшее налипание дают
малоуглеродистые стали (например, сталь 20, 15Х и др.), нержавею-
щие и аустенитные * стали, в частности, жаропрочная сталь, а также
алюминий.
* Аустенитная сталь помимо высоких пластических свойств имеет пониженную
теплопроводность, что содействует развитию более высоких температур на поверх-
ности контакта этих сталей с задней гранью режущих инструментов.
50
Налипание металла находится также & известной связи со струк-
турой инструментальной стали, из которой сделаны протяжки.
Наличие здесь остаточного аустенита и продуктов распада мартен-
сита (троостит), которые могут появиться вследствие высоких темпе-
ратур, возникающих при шлифовании и заточке протяжек, способ-
ствует развитию явления налипания.
Толщина слоя металла, налипающего на задние грани зубцов
протяжек, относительно невелика и колеблется, по данным автора,
от 3 до 10 мк (чаще всего 5—8 мк). Такая толщина может оказать
существенное влияние на поперечные размеры, например, диаметр
протянутого отверстия в особенности более высоких классов точ-
ности. Налипший слой очень прочно соединяется с протяжкой и для
удаления его приходится прибегать к помощи очень твердых пред-
метов (напильник, оселок).
В целях устранения налипания металла необходимо: не оставлять
прямых ленточек на задних поверхностях зубцов протяжек, увели-
чивать задние углы до возможного максимума, повышать чистоту
обработки задних поверхностей на зубцах и пр.
Уменьшению налипания металла способствует снижение напря-
жений в слое, примыкающем к зоне резания, что может быть осуще-
ствлено, например, путем увеличения передних углов, уменьшения
радиуса округления режущих кромок, (острые зубцы), улучшения
условий схода и размещения стружки в стружечных канавках.
Налипание металла на задние поверхности заметно снижается при
уменьшении скорости резания, увеличении толщины стружки
и использовании соответствующей смазочно-охлаждающей жидкости*.
Что касается металла, налипающего на передние поверхности
зубцов, то он в большинстве случаев представляет собой частицы
нароста (застойной зоны), который прочно соединяется с этой поверх-
ностью так, что для удаления его приходится прилагать некоторое
усилие. При протягивании углеродистых и легированных сталей
мартенситового класса и при наличии на протяжке зубцов с доста-
точно острыми и гладкими кромками большая часть нароста остается
на стружке, как это, например, видно из фиг. 34, а, на которой пред-
ставлен виток стружки стали 40. Но по мере затупления протяжки
часть нароста, остающаяся на зубцах, возрастает, особенно в тех
местах режущих кромок, где имеются вмятины и участки с повышен-
ным округлением. То же самое получается и при обработке протяж-
ками чугуна без охлаждающей жидкости.
В ряде случаев, особенно при протягивании нержавеющих, жаро-
прочных и вообще аустенитных сталей, к передним поверхностям
присоединяется и сама стружка.
Изучение строения места соединения стружки с зубцами пока-
зало, что стружка прикрепляется к наросту и через него — к перед-
ней грани зуба протяжки, как это видно из схемы на фиг. 34, б:
* Например, при протягивании нержавеющей и аустенитной стали более
хорошие результаты в этом отношении показывают жидкости, обладающие высокой
охлаждающей способностью (эмульсии, содовая вода й т. п.).
4*
51
Здесь цифрой 1 обозначена стружка, 2 — нарост, пунктирной
линией — зубец. Связь стружки с зубцом осуществляется посредст-
вом тонкого слоя металла 3, который относится как к стружке,
так и к части металла, налипшего на заднюю поверхность зубца *.
Фиг. 34. Нарост и присоединение стружки к зубцу.
Методы борьбы с налипанием стружки на передние поверхности
те же самые, что и с налипанием металла на задние поверхности.
* Таким образом, металл, налипающий на заднюю грань, представляет одно
целое со стружкой, по крайней мере, в момент выхода зубца из резания. При отламы-
вании стружки линия разрушения 4 проходит обычно по границе округления
режущей кромки (фиг. 34, б). Поэтому весь участок соединительного слоя, находя-
щийся за пределами этой границы, остается на задней поверхности в виде налип-
шего здесь металла; 5 — граница распространения нароста.
52
Так, например, опыты автора по протягиванию нержавеющей стали
марки 2X13 показали, что налипание стружки прекращается при уве-
личении переднего угла до 20 -н 25° и заднего до 3°, устранении
ленточек на режущих и первых двух калибрующих зубцах, при уве-
личении объема стружечных канавок и улучшении их формы, приме-
нении обильного охлаждения, тщательной отделке задних и перед-
них поверхностей на зубцах и пр.
15. Форма витков стружки
Как было уже отмечено выше, срезание стружки зубцами про-
тяжки происходит в стесненных условиях. Стружка здесь не имеет
свободного выхода и вынуждена полностью размещаться в простран-
стве, образуемом стружечными канавками. Поэтому форма и объем
этих канавок должны быть таковы, чтобы сход и размещение стружки
в них протекали в возможно благоприятных условиях. В противном
случае процесс срезания стружки будет затруднен, что вызовет
прежде всего усложнение напряженного состояния зоны металла,
подвергающегося действию режущего клина инструмента, и увели-
чение объема металла, охваченного пластической деформацией.
Внешне это будет проявляться в увеличении поперечной и продоль-
ной усадки стружки, росте силы резания и энергии, расходуемой
на срезание стружки *, в ухудшении чистоты обработанных поверх-
ностей, повышении температуры в зоне резания и в снижении стой-
кости протяжек. Опыты автора по определению усадки стальной
и алюминиевой стружки при протягивании показали, что по мере
утолщения срезаемого слоя при неизменном объеме канавок коэффи-
циент продольной усадки увеличивается. Это обстоятельство свя-
зано с возрастающим заполнением стружечных канавок на протяж-
ках и поэтому с затруднением в сходе и размещении стружки [76].
Чтобы обеспечить благоприятные условия и сход стружки в ка-
навки, необходимо знать, прежде всего, форму стружки, образую-
щейся при протягивании.
Стружки, срезаемые со стали протяжками с невинтовыми зубцами
(прямыми, наклонными), завиваются в спиральные трубки-витки,
которые можно разделить на две основные формы.
Первая форма витка и ее последовательное образование показаны
в схематическом виде на фиг. 35, а. В этом случае виток свободно
скручивается в спираль, причем радиус ее постепенно увеличивается
до тех пор, пока виток не придет в полное соприкосновение с перед-
ней гранью и дном канавки. Образование витка этой формы проис-
ходит с нарастанием его от внутренних участков к наружным, причем
завивание стружки в спираль происходит самостоятельно, вплоть
до заполнения канавки. Срезанный металл, как правило, весьма
* То же самое можно наблюдать и при других видах обработки металлов
резанием, например, при точении стали резцами со стружколомателями, когда,
по опытам П. П. Загрецкого [27], мощность повышается на 5—30%. Рост сил реза-
ния зарегистрирован осциллограммой автором и показан в одной из предыдущих
его работ [77].
53
плотно располагается в витке с относительно малыми зазорами между
оборотами стружки и небольшой внутренней пустотой. Такой виток
легко удаляется из канавки протяжки.
После того как виток заполнит часть канавки между зубцами,
прилегающую к передней грани, дальнейшее поступление стружки
в канавку происходит за счет сжатия спирали, т. е. уменьшения зазо-
ров между отдельными ее оборотами, вплоть до полного их исчезно-
вения. Последняя стадия стружкообразования сопровождается дефор-
мацией витка, доводящей его до сплющивания и даже разрушения
в случае переполнения канавки стружкой.
Фиг. 35. Схемы образования стружки при протягивании
стали.
Естественно, что последняя стадия образования витка является
неблагоприятной для работы протяжки. Она может довести протяжку
или по крайней мере отдельные зубцы на ней до разрушения вслед-
ствие резкого увеличения силы резания из-за возрастания сил трения
между витком и обработанной поверхностью, а также из-за допол-
нительной деформации металла стружки.
Вторая форма витков при протягивании характеризуется боль-
шим радиусом кривизны стружки с самого начала ее возникновения.
Благодаря этому стружка сразу же движется непосредственно по пе-
редней грани зубца, не завиваясь в спираль, как это в схематическом
виде показано на фиг. 35, б. Дойдя до дна канавки, стружка отги-
бается в обратную сторону и направляется к обрабатываемой поверх-
ности, которая, в свою очередь, заставляет стружку свертываться
внутрь.
Таким образом, вторая форма отличается от первой несвободным
движением стружки в канавке и образованием витка с наружных
участков к внутренним. Такое принудительное свертывание стружки
54
в спиральный виток естественно будет протекать в тем более легких
условиях, чем глубже и шире канавка для размещения стружки.
Относительно толстые стружки, сходящие в узкую канавку, будут
получать чрезмерно большое деформирование, которое может завер-
шиться даже сплющиванием витка и его разрушением. Здесь возможно
«полное прекращение движения стружки в валик, благодаря чему
металл непрерывно образующейся стружки сильно осаживается
и приводит к дефекту подхватывания, которое завершается, как
правило, поломкой зубцов и разрушением самой протяжки.
При нормальном же образовании витка стружка после схода
протяжки выходит из канавок сама, слегка развиваясь и припод-
нимаясь над зубцами. Такая стружка легко удаляется из канавок
легким проглаживанием протяжки щеткой, встряхиванием или смы-
вается струей смазочно-охлаждающей жидкости.
Помимо двух основных форм витка, стружка при протягивании
стали может давать и промежуточную форму, характеризующуюся
значительными зазорами между отдельными оборотами спирали,
а при срезании относительно толстой стружки и вогнутой форме
спинки зубца стружка может иметь вид вытянутой запятой.
На диаметр и форму витков стружки наибольшее влияние оказы-
вают состав обрабатываемой стали и ее состояние (микроструктура),
а также подача на зуб.
Влияние подачи на зуб на диаметр витка при протягивании откры-
той плоскости на образцах из трех марок стали * представлено
в форме графика на фиг. 36 на основании опытов автора. Из фигуры
видно, что диаметр витков с увеличением подачи на зуб возрастает
при постоянной длине протягиваемой поверхности, равной 70 мм.
Так, например, при протягивании стали 40 средняя величина диа-
метра витка при подаче на зуб sz = 0,02 мм составляет приблизи-
тельно 1,9 мм, а при sz — 0,1 мм эта величина равна 4,8 мм (линия 7).
Однако .легированная сталь, в отличие от стали 40, не показала
постепенного нарастания диаметра витков. Начиная с sz = 0,04—
0,06 мм рост диаметра витков замедляется, причем для этих марок
диаметр витков превышает глубину канавки между зубцами, которая
составляла при опытах 4,5 мм. Это свидетельствует о том, что обра-
зование витков стружки происходит в стесненных условиях, начиная
с подачи на зуб, равной 0,04 мм (линия 4 и 5) и 0,06 мм
(линия 2 и 3). Виток стружки после достижения им диаметра,
соответствующего глубине канавки, обжимается и после схода
протяжки с обрабатываемой поверхности развивается, увели-
чивая свои размеры. Вот почему при sz = 0,1 мм диаметр
витков для всех испытуемых марок стали оказался приблизительно
одинаковым и равным 4,8—5,3 мм. Очевидно, что объем канавок
экспериментальной протяжки недостаточен для свободного разме-
щения стружки при подаче на зуб более 0,035—0,04 мм для марок
* Опыты производились шестизубой наружной плоской протяжкой при сле-
дующих условиях: у = 25°, а — 8°, т = 90°, шаг зубцов 10 мм, глубина стру-
жечной канавки 4,5 мм, радиус дна 2,5 мм, ширина протягивания 9 мм, длина 70 мм,
охлаждение 15% эмульсией. Материал протяжки — сталь марки ХВГ.
55
стали, которым соответствуют линии 5 и 4, и более 0,05—0,06 мм
для марок, к которым относятся линии 2 и 3.
Что же касается размеров и формы витков стружки при протя-
гивании стали 40 (линия 1 на фиг. 36), то диаметр витков для всех
величин подач, кроме 0,1 мм, не превышает здесь глубины канавки.
Образуются витки первой формы завиванием стружки изнутри наружу.
Тонкая стружка (0,02 мм) образует, как правило, очень плотные
витки с весьма малой пустотой. По мере увеличения толщины стружки
Фиг. 36. Влияние подачи на зуб на диаметр витка:
1 — сталь 40 (сгв= 57 — 60 кг/мм2); 2 — хромомолибденовая
сталь 35ХМА = 95 кг); 3 — хромоникелемолибденовая сталь
(а^=105 кг/мм2); 4—то же (<*в= 80 кг/мм2); 5—хромомолибденовая
сталь 35ХМА (а. = 75 кг/мм2)‘
Q
плотность витков уменьшается, а пустота внутри витка возрастает.
При подаче на зуб 0,1 мм образуется неплотный виток с большой
пустотой, но характер (форма) образования витка сохраняется. Ана-
логичные условия имеют место и при протягивании углеродистой
стали 20 и 50.
Витки стружки легированной стали, как правило, неплотные.
При подаче на зуб 0,02 мм образуются витки первой формы. Начи-
ная с подачи на зуб 0,04 мм хромомолибденовая сталь в отожженном
состоянии (линия 5 на фиг. 36), а также хромоникелемолибденовая
сталь после закалки с высоким отпуском (линия 4) образуют витки
только второй формы.
Хромомолибденовая и хромоникелемолибденовая стали, закален-
ные с низким отпуском (линии 2 и 3 на фиг. 36), образуют при подаче
на зуб до 0,06 мм витки первой формы, но неплотные, со значительной
пустотой внутри. Более толстая стружка дает витки переходной
формы, которая характеризуется наличием большой пустоты и зна-
чительными зазорами между отдельными оборотами стружки,
56 . '
Витки при протягивании алюминия, нержавеющей и жаропроч-
ной стали имеют в основном вторую форму за исключением самых
тонких стружек (до 0,04 мм).
Приведенные выше результаты опытов по определению формы
и размеров витков стружки, получающейся при протягивании, пока-
зывают, что углеродистая конструкционная сталь образует плот-
ные витки, которые относительно легко размещаются в стружечных
канавках протяжки (фиг. 35, а). Легированная сталь образует
менее плотные витки, занимающие больше места (фиг. 35, б). Это
обстоятельство следует принимать во внимание при расчете и кон-
струировании протяжек.
Переходя к выявлению влияния на форму и размеры витков
стружки других факторов процесса протягивания, можно отметить,
что при возрастании скорости резания от 1,2 до 10 м/мин диаметр
витков стружки при протягивании стали 40 увеличивается прибли-
зительно на 20%, причем форма витков не изменяется. Легированная
сталь (хромомолибденовая), закаленная с низким отпуском, пока-
зала увеличение диаметра витка приблизительно на 40%.
Ширина протягиваемой поверхности в тех пределах, которые были
приняты при исследовании (от 4 до 15 мм), не оказывают существен-
ного влияния на диаметр витков стружки. Правда, очень узкие поверх-
ности (ширина 4 мм) склонны давать витки несколько меньшего
диаметра.
Передний угол у протяжки в интервале от 10 до 30° способствует
относительно небольшому росту диаметра витка стружки при про-
тягивании стали 40, (приблизительно на 20%). При обработке же
легированной стали (хромомолибденовой стали, закаленной с низким
отпуском) диаметр витка возрастает на 38—40%, благодаря чему
увеличивается склонность витков к застреванию в стружечных
канавках.
Задний угол а протяжки в пределах от 2 до 12° не оказывает
существенного влияния на диаметр витка. Угол наклона зубьев т
весьма мало влияет на диаметр витков, но уменьшает плотность их.
Наличие стружкоделительных канавок на зубцах протяжек спо-
собствует увеличению диаметра витков стружки, правда, в относи-
тельно небольшой мере. Так, например, при протягивании поверх-
ности шириной 9 мм на стали 40 диаметр витков при двух стружко-
делительных канавках увеличивается приблизительно на 17% по
сравнению с протяжками со сплошными лезвиями, а при протяги-
вании термообработанной стали еще меньше. Это относится к широ-
ким участкам стружек, на которых имеются ребра от металла, про-
пущенного канавкой на предыдущем зубце. Узкие участки стружек,
срезаемые краями лезвия, без ребер, дают витки меньшего диаметра,
чем широкие.
Смазочно-охлаждающие жидкости (5- и 15-процентная эмульсия,
сульфофрезол и веретенное масло) не оказывают значительного
влияния на диаметр витков стружки.
При протягивании пазов строение витка стружки иное, чем
при протягивании открытых наружных плоскостей. Так, например,
57
при работе пазовыми протяжками без стружкоделительных канавок
диаметр витков увеличивается за счет увеличения пустоты внутри
витка. Диаметр витка стружки, срезаемой со стали 40, возрастает
приблизительно на 15% при глубине канавки 1 мм и на 25% при глу-
бине 3 и 6 мм (ширина паза 9 мм). Протягивание хромомолибденовой
стали в закаленном состоянии с низким отпуском сопровождается
еще большим возрастанием диаметра витка (на 30%).
Наличие стружкоделительных канавок на пазовых протяжках
не отражается существенно на изменении диаметра и строения витков.
При любой форме витка стружка, срезанная со стали, заполняет
главным образом наиболее глубокую часть канавки между зубцами,
ограниченную (приближенно) окружностью, диаметр которой может
быть принят равным глубине канавки. Эту часть канавки, которая
на фиг. 35 заштрихована, можно назвать активной или расчетной
зоной. Она является тем пространством, которое может быть пре-
имущественно использовано для размещения стружки.
У протяжек с непрерывными круговыми режущими кромками
(цилиндрические протяжки) стружка, срезаемая со стали, имеет
форму кольца.
При образовании такого кольцевого витка в нем возникает допол-
нительная пластическая деформация, выражающаяся в периодическом
растяжении и сжатии стружки по ширине в процессе ее свертывания
в виток спирального сечения. Деформация растяжения доводит
такой виток до разрывов, а деформация сжатия влечет появление на нем
складок. Условия образования витка являются явно затрудненными.
Кроме того, подобный виток невозможно снять с протяжки. Дело
значительно упрощается, когда цилиндрическая или вообще протяжка
с криволинейными кромками снабжена устройством для деления
стружки по ширине, например, стружкоделительными канавками.
В этом случае виток делится по ширине на короткие куски, образо-
вание которых, размещение в стружечных канавках и удаление оттуда
значительно упрощаются, что вызывает, в частности, уменьшение
осевой силы протягивания, которая, по опытам автора, падает на 18 —
2O?zo * [77].
У протяжек с режущими кромками, располагающимися под углом
менее 90° к направлению протягивания (наклонные кромки),
стружка отклоняется в сторону от направления главного движения
и при обработке стали завивается в винтообразную трубку — виток
(фиг. 37).
Характер образования витков остается здесь в основном таким
же, как и при резании кромками, нормальными к направлению про-
тягивания, т. е. с завиванием стружки изнутри наружу (фиг. 37, а)
или снаружи внутрь (фиг. 37, б).
Наклонные зубцы, способствуя выводу стружки нз канавок между
зубцами, облегчают проникновение смазочно-охлаждающей жидкости
к режущим кромкам. Однако в тех случаях, когда боковому отводу
стружки мешает какое-либо препятствие, например, стенка протя-
* Близкие к этому цифры приводятся Ф. П. Маликовым [37].
58
гиваемого паза, виток стружки, надвигаясь на него, сильно деформи-
руется (фиг. 38) и царапает эту стенку.*
Описанное явление, правда в меньшей степени, наблюдается и при
наличии стружкоделительных канавок на наклонных зубцах пазо-
вой протяжки.
Поэтому наклонные зубцы на таких протяжках нецелесообразны,
так как они затрудняют образование витка стружки и вызывают зна-
чительное ухудшение чистоты поверхности той стенки паза, в кото-
рую упирается сходящая стружка. Прямые (ненаклонные) зубцы
на пазовых протяжках обеспечи-
вают более благоприятные условия
стр ужкообр азования. Наклонные
зубцы на пазовых протяжках сле-
• дует допускать лишь тогда, когда
необходимо обеспечить прилегание
a)
Фиг. 37. Винтовая стружка.
Фиг. 38. Стружка при протягивании
паза.
протяжки к одной из ранее обработанных сторон канавки или к напра-
вляющим поверхностям протяжного приспособления, а также при
обработке весьма широких поверхностей ради плавности работы
протяжки. Угол наклона зубцов при этом не следует делать малым
(не менее 75—80°). Режущие кромки необходимо снабжать стружко-
делительными канавками, располагая их более часто, чем это при-
нято для протяжек с ненаклонными зубцами.
При протягивании уступов (например, с прямым углом) двухсто-
ронними протяжками наклонные зубцы допустимы и желательны,
при условии, что стружка будет отходить в сторону от той и другой
обрабатываемых поверхностей уступа.
Характер образования витков при протягивании чугуна иной,
чем при протягивании стали. Относительно тонкие стружки чугуна
(толщина до 0,07 мм) обычно рассыпаются на отдельные элементы.
Более толстые стружки имеют форму трубочки из слабо связанных
между собой элементов, которые легко разделяются на куски, когда
активной части канавки между зубцами протяжки нехватает для раз-
мещения витка. В отличие от стальной, чугунная стружка может
равномерно распределяться по всему пространству канавки, но только
в плоскости, нормальной направлению зубцов. При скашивании дна
* При протягивании наружных пазов относительно небольшой глубины
(до 3 мм) и при достаточно глубокой стружечной канавке на протяжке стружка
имеет возможность отходить в сторону, приподнимаясь над краем паза.
59
стружечной канавки имеется возможность отводить чугунную
стружку наружу и тем самым уменьшать объем стружечных кана-
вок и шаг зубцов. Подобный отвод стружки используется, в част-
ности, при протягивании длинных шпоночных пазов [54].
Аналогичный процесс стружкообразования имеет место
протягивании свинцовистой латуни.
16. Работа вспомогательного лезвия
До сих пор преимущественно рассматривалась работа по
нию стружки и образованию ее витков главными режущими
ками протяжек (свободное резание). В этом параграфе будут изло-
жены характерные особенности
и при
среза-
кром-
Фиг. 39. Поверхность образования
стружки при обработке паза.
работы вспомогательных лезвий,
которыми строятся многие поверх-
ности, обрабатываемые протяж-
ками, как например, боковые
стороны пазов прямоугольного
и другого сечений, стороны ква-
дратных отверстий, плоские и
фасонные поверхности при генера-
торных конструкциях протяжек
и прочее.
Вспомогательные лезвия сре-
зают стружку по толщине среза
и обычно не имеют заднего угла,
а в ряде случаев (у прямых зуб-
цов) и переднего угла. Протяжки
также очень часто не снабжаются
и вспомогательным углом в плане
на этих кромках *.
Изучение процесса отделения стальной и алюминиевой стружки
при протягивании прямоугольных уступов (при одной вспомогательт
ной кромке) и пазов (при двух вспомогательных кромках) показало,
что в этом случае толщина стружки вдоль главного лезвия получается
не одинаковой: вблизи вспомогательных кромок эта толщина меньше,
а вдали от них — больше, что связано с увеличением угла скалыва-
ния ** около вспомогательных кромок и уменьшением его на неко-
тором расстоянии от этой кромки. *** В связи с этим поверхность
образования стружки приобретает криволинейную (вогнутую) форму,
как например, это показано на фиг. 39 применительно к протяги-
ванию паза.
Увеличение угла скалывания вблизи вспомогательной кромки
и связанное с этим уменьшение здесь толщины стружки приводит
при протягивании уступа и паза к неравномерной деформации
стружки. Эта деформация, определяемая, например, продольной
усадкой стружки, будет меньше вблизи вспомогательной кромки
* По крайней мере, на боковой ленточке.
** Угол между вектором скорости и поверхностью образования стружки.
*** Было впервые установлено С. Ф. Глебовым [18] при строгании и развито
Т. Н. Лоладзе [33] при точении и фрезеровании.
60
и больше при удалении от последней. В связи с этим стружка у вспо-
могательной кромки стремится отходить с большей скоростью, чем
на остальных участках. Это может привести к отгибанию стружки
от боковой поверхности уступа или паза * и возникновению в ней
дополнительных сил и напряжений. Эти силы, стремясь выравнять
деформацию стружки, вызывают напряжения сжатия на ее ребрах,
в связи с чем последние подвергаются гофрированию и могут быть
доведены до разрушения, т. е. появле-
ния трещин.
С другой стороны, внутренние
участки стружки подвергаются напря-
жению растяжения, что также способ-
ствует появлению трещин. Те и другие
трещины, сливаясь, способствуют по-
явлению надрывов или насечек на реб-
рах стружки, примыкающих к вспомо-
гательным кромкам.
Степень отгибания стружки от бо-
ковой стороны уступа зависит от отно-
шения ширины к толщине срезаемого
слоя и от механических свойств обра-
батываемого материала **. Чем уже
уступ И тоньше стружка, тем легче фиг. 40. Отгибание стружки от
она перегибается на ребро и тем боль- стенки уступа.
ше отходит от боковой стенки уступа
(фиг. 40). Точно так же при обработке менее прочного металла (на-
пример, алюминия) стружка легче отгибается в сторону, чем при
обработке более прочного металла (например, стали).
Отгибанию стружки от боковых сторон уступа способствуют также
пластические сдвиги обрабатываемого металла, производимые в про-
цессе резания вспомогательной кромкой. Эти сдвиги тем значитель-
нее, чем больше рабочий участок этой кромки и меньше рабочая
длина главной кромки. Применительно к обработке пазов и кана-
вок, отгибание стружки в боковую сторону может произойти лишь
при наличии на главных кромках зубцов стружкоделительных
средств, например, канавок, причем расположенных возможно
ближе к вспомогательным кромкам, в связи с чем уменьшается
ширина соответствующего участка стружки.
Отгибание стружки от боковых стенок паза или уступа пре-
дотвращает царапание этих стенок ребрами стружки. С этой точ-
ки зрения деление стружки по ширине является положительным
фактором при работе пазовых и других протяжек со вспомогатель-
ными режущими кромками. ***
* При наличии короткого рабочего участка главной режущей кромки.
** Правильнее — от механических свойств самой стружки.
*** При отсутствии стружкоделительных средств на пазовых протяжках стружка
не имеет возможности отгибаться в сторону, если только состояние обоих краев
главной кромки является примерно одинаковым. В противном случае стружка
будет стремиться отклоняться в одну из сторон и царапать эту сторону.
61
Вследствие того, что вспомогательные кромки каждого зубца
протяжки строят обрабатываемую ими поверхность в форме узких
продольных полос, обработанная поверхность в целом приобретает
после прохода всех зубцов полосчатый вид. Несмотря на отсутствие
вспомогательного угла в плане, границы каждой полосы, тем не менее,
всегда ясно выделяются благодаря пластической деформации поверх-
ностного слоя обрабатываемой детали. Каждая полоса имеет светлую
среднюю и темную крайнюю части (фиг. 41). Темная часть полосы
представляет собой очень тонкую пленку металла, которая возни-
кает в процессе прохождения зубца, и, приподнимаясь по стенкам
Фиг. 41. Структура поверхности, Фиг. 42. Микрофотография поперечного
образованной вспомогательными лез- сечения уступа (сталь 40).
ВИЯМИ.
паза, частично перекрывает поверхность полосы, образованной пре-
дыдущим зубцом. При прохождении первого зубца пленка выте-
сняется наружу паза и образует здесь краевую заусеницу.
Пленки металла, возникающие при проходе следующих зубцов
протяжки, плотно прижимаются к стенке паза или уступа и частично-
вдавливаются в нее, как это можно видеть на фиг. 42. Чем выше пла-
стические свойства обрабатываемого металла и больше затупление
вспомогательной кромки и примыкающей к ней угловой вершины
зубца, тем шире эти пленки.
Во всех случаях обработки пазов и уступов темные участки
(пленки) занимают меньшую площадь со стороны входа протяжки,
благодаря чему обработанная поверхность здесь выглядит более
светлой. Светлые участки полос покрыты, как правило, мелкими
поперечными надрывами и частыми, относительно тонкими продоль-
ными царапинами. *
Таким образом, поверхности, образованные вспомогательными
кромками протяжек, получают более сложное строение, чем поверх-
ности, обработанные главными лезвиями. Вследствие этого при кон-
* Происхождение этих дефектов освещено в п. 107.
62
струировании и эксплуатации протяжек необходимо уделять боль-
шое внимание геометрии режущих элементов на вспомогательных
кромках и обеспечению здесь благоприятных условий резания.
17. Подвод смазочно-охлаждающей жидкости
Как указывалось выше (п. 13), обработка протяжками происхо-
дит в условиях затрудненного подвода смазочно-охлаждающей
жидкости к режущим кромкам. Так, например, при обработке отвер-
стий после входа очередного зубца в заготовку дальнейший доступ
к нему жидкости совершенно прекращается, хотя количество ее,
подаваемое насосом станка, является сравнительно большим
(5 н- 15 л!мин). '
Что касается наружных протяжек, работающих на вертикальных
станках, то, несмотря на непрерывность подвода смазочно-охлаждаю-
щей жидкости, последняя, как правило, разбрызгивается в стороны,
оказывая надлежащее действие только в момент входа зубцов
в металл. При последующем же движении зубца жидкость быстро
вытекает из его стружечной канавки. Естественно, что такие неудо-
влетворительные условия подвода смазки к зубцам протяжки зна-
чительно снижают эффективность воздействия смазки на процесс
резания, вызывают ускоренный износ инструмента и являются одной
из причин низкой чистоты обработанных поверхностей. Поэтому
необходимо подавать смазочно-охлаждающую жидкость по всему
периметру протяжек с круговыми стружечными канавками, приме-
няя, например, полукольцевые сопла, * или снабжать протяжку
внутренним каналом для смазки и отверстиями, выходящими в каж-
дую канавку, подобно тому, как это делается при протягивании глу-
боких отверстий. ** При обработке наружных поверхностей следует
направлять' струю смазочно-охлаждающей жидкости не только
сверху, но и с боковых сторон протяжки.
* Струю смазочно-охлаждающей жидкости рекомендуется направлять не только
со стороны входа протяжки, но и со стороны выхода последней из обрабатываемой
детали.
** См. дальше, п. 54.
ГЛАВА III
РЕЖУЩАЯ И КАЛИБРУЮЩАЯ ЧАСТИ ПРОТЯЖЕК
18. Подача на зуб и подъем зубцов
Режущая часть является основной частью протяжки, определяю-
щей качество и производительность процесса протягивания. При
конструировании протяжек как для отверстий, так и для наружных
поверхностей приходится решать задачи, касающиеся выбора схемы
резания для протяжки, подачи на зуб или подъема зубцов, шага
зубцов, профиля и размеров канавок между зубцами, величины
передних и задних углов, а также углов наклона режущих кромок.
Выбор этих параметров определяет собой размеры и количество режу-
щих зубцов и длину самой режущей части. Вместе с тем для обеспе-
чения нормальных условий образования стружки необходимо назна-
чить для режущих зубцов надлежащее количество и форму канавок
или других устройств для деления стружки по ширине..
Расчет режущей части протяжки сопровождается также опре-
делением силы протягивания, которая не должна превосходить наи-
большую допускаемую величину тягового усилия протяжного станка
и не должна вызывать напряжений в материале протяжки, превы-
шающих допустимые значения.
Выбор подачи на зуб или подъема зубцов протяжки имеет решаю-
щее значение для процесса протягивания. Чем толще стружка, Сни-
маемая отдельными зубцами протяжки, тем короче будет протяжка,
меньше ее стоимость и выше производительность труда при протя-
гивании. Но вместе с тем чрезмерно толстая стружка может вызвать
обрыв протяжки или остановку протяжного станка из-за очень
большой величины усилия, необходимого для продвижения про-
тяжки. При работе с большой подачей на зуб объем канавок между
зубцами может оказаться недостаточным, чтобы вместить весь металл,
превращаемый в стружку, и качество обработанной поверхности
будет чрезмерно низким. Поэтому при расчете и конструировании
протяжек приходится решать задачу выбора подачи на зуб с учетом
многих факторов и в первую очередь ориентироваться на производ-
ственный опыт и результаты исследований в этой области. Необхо-
64
ДйМо также отметить, йто вёлйчйну наибольшей подачй оТрйничйвйюТ
срывы или сколы металла изделия, появляющиеся при выходе зуба
из изделия, а также надиры на обработанной поверхности.
Ориентировочные значения величин подач для наиболее распро-
страненных типов протяжек, работающих по обыкновенной схеме
срезания припуска, приведены в табл. 6. Широкие интервалы подач
определяются многообразием факторов, воздействующих на выбор
величины подачи, а также различием обрабатываемости отдельных
марок металлов, приведенных в таблице.
Таблица 6
Подачи на зуб для основных режущих зубцов протяжек
обыкновенной конструкции
Типы протяжек 1 — — — - Обрабатываемый материал
Сталь Чугун Алюминий Бронза, латунь
Цилиндрические 0,02—0,04 0,03—0,08 0,02—0,05 0,05—0,12
Шлицевые с прямоуголь- ными шлицами 0,05—0,08 0,06—0,10 0,04—0,10 0,06-0,12
Шлицевые с треуголь- ными и эвольвентными шлицами 0,03—0,06 — — —
Канавочные и шпоночные 0,08—0,15 0,08-0,20 0,05—0,08 0,08—0,20
Прямоугольные и пло- ские 0,04—0,12 0,06-0,20 0,05—0,08 0,06—0,15
Фасонные 0,03—0,07 0,05—0,10 0,03—0,06 0,05—0,12
Квадратные и шести- гранные 0,02—0,15 0,05-0,15 0,03—0,15 0,05—0,20
Так, например, углеродистая сталь с содержанием углерода
0,25—0,4%, а также хромистая с содержанием хрома 1—1,2% обра-
батываются протяжками легче, чем высокоуглеродистая и легиро-
ванная никелем, кремнием, молибденом, марганцем, ванадием, воль-
фрамом и другими примесями. Поэтому первую группу сталей же-
лательно протягивать с большими подачами на зуб, а вторую —
с меньшими. Малоуглеродистые стали (например, сталь 10, 20,
10Х, 20Х и др.), склонные к образованию выхватов и сдвигов на обра-
батываемой поверхности, следует протягивать с несколько пони-
женной величиной подачи на зуб.
У протяжек обыкновенной или профильной схемы резания подача
на зуб, а следовательно, и подъем для всех зубцов режущей части
обычно принимаются постоянными, за исключением нескольких
последних зубцов (от 2 до 5), на которых подача на зуб постепенно
уменьшается. Эти зубцы называются переходными или зачищающими
в отличие от первых’ основных режущих зубцов. Переходные зубцы
необходимы для обеспечения плавности падения нагрузки на про-
тяжку, а также, что самое главное, для получения требуемой чистоты
обработанных поверхностей;
5 Щеголев 105 65
Исследованиями (стр. 95), а также производственными наблю-
дениями установлено, что калибрующей части протяжки недоста-
точно, чтобы устранить те дефекты, которые возникают на протяги-
ваемой поверхности при работе режущих зубцов (риски, полосы,
чешуя и пр.). Эти дефекты обычно проникают при обработке стали
на глубину, приблизительно равную толщине среза, в соответствии
с чем этот слой металла и подлежит срезанию зубцами с пониженными
подъемами. Очевидно, что количество переходных зубцов должно
быть тем больше, чем больше подача на зуб и выше требования
к чистоте протянутых поверхностей. Поэтому подача на зуб на по-
следнем переходном зубце (последнем режущем) должна быть мини-
мальной, т. е. равной 0,010 0,02 мм. В отдельных случаях следует
делать два таких зубца. На других переходных зубцах стружка
уменьшается постепенно.
При наличии переходных зубцов нет необходимости уменьшать
подъем основных режущих зубцов, чтобы получить чистую поверх-
ность на детали. Работа с более высоким подъемом, если прочность
протяжек достаточна и объем стружечных канавок позволяет сво-
бодно разместить в них стружку, способствует уменьшению длины
протяжек, экономии инструментальной стали и повышению произ-
водительности.
Распределение подачи между отдельными группами режущих
зубцов особенно ярко проявляется у протяжек прогрессивного реза-
ния, у которых различают черновые, или обдирочные зубцы, среза-
ющие основную часть припуска, переходные, или зачищающие,
и чистовые зубцы, придающие окончательную чистоту и размеры про-
тягиваемой поверхности.
Черновые зубцы работают с наибольшей подачей на зуб (0,1 -н
-г-0,3мм и больше), зачищающие с постепенно снижающейся подачей
и чистовые с наименьшей допускаемой подачей (0,01 -н 0,005 мм).
, Ширина стружци, снимаемой отдельными зубцами, является
у большей части внутренних протяжек величиной переменной. Она
или уменьшается от первых зубцов к последним (например, у ква-
дратных, эвольвентных и тому подобных протяжек) или увеличи-
вается (например, у цилиндрических протяжек, что связано с изме-
нением длины режущих кромок в процессе превращения предвари-
тельного отверстия детали в окончательное. В силу этого при постоян-
ной подаче на зуб площадь поперечного сечения стружки, а также
связанное с этим усилие протягивания являются переменными по
длине протяжки.
Очевидно, что для равномерной загрузки станка и уменьшения
длины протяжки необходимо изменять величину подачи от зубца
к зубцу, т. е. выполнять протяжки с неравномерным подъемом.
Однако это усложняет конструкцию и процесс изготовления про-
тяжки. Поэтому к неравномерному подъему зубцов прибегают лишь
в протяжках с резким изменением ширины стружки, например,
в квадратных и эвольвентных протяжках. *
* Этим обстоятельством также объясняется широкий интервал подач, приве-
денных в тдбл. 6 для указанных типов протяжек.
66
При практических расчетах протяжек обыкновенной конструк-
ции величину подачи на зуб предварительно принимают по данным
табл. 6 с учетом обстоятельств, указанных выше. Принятое значение
подачи затем корректируется при выборе остальных элементов про-
тяжки, а также при проверке протяжки: на прочность, заполнение
стружечных канавок и соответствие силы резания тяговому уси-
лию станка.
При конструировании протяжек прогрессивной схемы резания
максимальную величину подачи на черновых или обдирочных зуб-
цах определяют расчетом на размещение стружки в стружечных
канавках, на соответствие условиям прочности протяжки и на воз-
можность использовать станок по тяговому усилию данной про-
тяжкой.
Из трех максимальных значений подачи принимается наимень-
шая, причем необходимо стремиться получить наименьшую возмож-
ную длину протяжки, что достигается расчетом вариантов и выбором
наилучшего из них.
19. Профили зубцов и форма стружечных канавок
Зубец протяжки, как режущий элемент инструмента, должен
удовлетворять следующим основным требованиям:
1) геометрическая форма зубца и величина углов его должны
обеспечивать наибольшую стойкость протяжки;
2) форма канавки между зубцами не должна препятствовать сво-
бодному образованию и перемещению стружки при завивании
последней в виток;
3) объем канавки должен быть достаточным для размещения
стружки, срезаемой со всей длины протягиваемой поверхности;
4) зубец должен противостоять усилиям, возникающим при про-
тягивании;
5) размеры зубцов должны обеспечивать возможно большее коли-
чество переточек протяжки, которые производятся в основном
по передней грани [5].
При протягивании стали и других пластичных металлов этим
требованиям в наибольшей мере удовлетворяют зубцы, имеющие
криволинейную вогнутую спинку, со стружечной канавкой, пока-
занной на фиг. 43, а. Передняя грань, дно канавки и спинка зубца
соединены между собою плавными переходами, чем обеспечивается
беспрепятственное движение стружки и хорошие условия для ее
размещения в довольно большом объеме канавки.
Зубцы, имеющие криволинейную спинку, наиболее пригодны для
использования в протяжках прогрессивных конструкций, где особо
важное значение приобретает вопрос о размещении большого коли-
чества стружки.
При протягивании хрупких металлов (чугун, бронза, мунцевая
латунь и пр.), а также и при обработке стали протяжками обыкновен-
ной конструкции, особенно в условиях серийного производства,
вполне допустимо применение зубцов с прямолинейной спинкой
5* 67
(фиг. 43, б), которые несколько облегчают процесс изготовления
протяжек.
Основные размеры зубцов и стружечных канавок обеих форм
определяются следующими соотношениями, установленными прак-
тикой и проверенными экспериментами:
h0 = (0,35 ч- 0,4) t\ г = (0,5 -+ 0,55) й0; | (3
g = (0,3-г- 0,35) t; £ = (0,65 = 0,8) t, J
где t — шаг зубцов.
Таблица 7
Размеры стружечных канавок в мм
Шаг t Общие размеры Основная канавка Мелкая канавка
g R Ао г л«л«2 Ао г Fa, ммг
4 1,5 2,5 2 1 3,14 1,5 0,8
4,5 1,5 2,5 2 1 3,14 1,5 0,8 1,77
5 1,5 3,5 2 1 3,14 1,5 0,8 1,77
5,5 2 3,5 2 1 3,14 1,5 0,8 1,77
6 2 4 2,5 1,3 4,92 2 1 3,14
6,5 2 4 2,5 1,3 4,92 2 1 3,14
7 2,5 4,5 3 1,5 7,07 2 1 3,14
7,5 3 4,5 3 1,5 7,07 2 1 3,14
8 3 5 3 _107^ 2 1 3,14
8^5 3* 5 3 1,5 7,07 2 1 3,14
9 Ь JL !Л 9,63 4,22,
9,5 6 3,5 1,8 9/53* 2,5 1,3 4,92
10^ 3 7 4 2 12,6 3 1,5 7,07
1^ Л, 12,6 3 1,5 7,07
Т2 4 8 *5 3^ 19,6 3,5 1,8 9,63
13 4 jr 2Д 19,6 3,5 1,8 -9,63
14 4 10 5,5 23,8 4 2 12,6
Ц5 5_ 10 5,5 2,8 23,8 4 2 12,6
-16^ Г 12 Г 3— 2§,3 4 2 12,6
18 6 J2 7х 3,5 38,5' 5 _2,5 19,6
20 6 14 8. 4 50,3 5,5 2,8 23,8
22 6 16 9 4,5 63,6 6 3 28,3
24 7 16 9 4,5 63,6 6 3 28,3
25 8 16 10 5 78,5 7 3,5 38,5
26 8 18 10 5 78,5 7 3,5 38,5
28 • 10 18 12 6 113,1 8 4 50,3
30 10 18 12 6 113,1 '8 4 50,3
68
Расчетные значения размеров hQ, g и R обычно округляются
до чисел, кратных 0,5 мм, кроме размера г, который при малых
величинах может приниматься кратным 0,1 мм.
Канавки с размерами, определяемыми соотношениями (3), наи-
более часто используются для протяжек и поэтому могут быть на-
званы «основными канавками». Однако в отдельных случаях глубина Ло
может отклоняться от своего нормального значения в сторону
небольшого увеличения или уменьшения. Так, например, в тех слу-
чаях, когда протяжка с основной канавкой не удовлетворяет усло-
виям прочности, а пространство для размещения стружки достаточ-
ное, возможно применение более мелких канавок с глубиной, равной
(0,25—0,3) Л Такие канавки могут быть названы мелкими. Нормали-
зованные размеры основных и мелких канавок приведены в табл. 7,
в которой буквой Fa обозначена активная или расчётная площадь
стружечных канавок.
Нужно иметь в'виду, что при любой форме канавок радиус
закругления их дна г должен быть не меньше половины глубины.
Только в этом случае можно избежать заклинивания стружки
в канавке.
Необходимо отметить, что в некоторых случаях, особенно при
длинных шагах и мелких канавках, между закругленным дном
и спинкой зуба может возникнуть прямолинейный участок, как
например, это показано на фиг. 43, в. Такие канавки называются
удлиненными и могут быть получены резцом для обычной канавки ,
при точении с осевым перемещением суппорта токарного станка, \
т. е. «в развал». 7
69
Для стружечных канавок с прямолинейной спинкой желательно
принимать постоянную величину угла наклона спинки. Этот угол
обычно равняется 45 -н 50° (фиг. 43, б).
У протяжек с наклонными и винтовыми зубцами размеры кана-
вок следует проставлять в сечении, нормальном к направлению
зубцов.
Для фасонных протяжек предъявляются дополнительные требо-
вания к глубине и радиусу дна канавки, особенно тогда, когда уча-
стки режущих кромок являются непараллельными дну и смещены
относительно друг друга по высоте зубца (фиг. 44). При постоянном
соотношении между й0 и г отдельные точки режущей кромки (напри-
Фиг. 44. Величина переднего угла на зубцах фасонных
протяжек.
мер, точки 2) могут здесь расположиться на закругленной части перед-
ней поверхности и будут иметь чрезмерно малое значение переднего
угла у по сравнению с исходной его величиной, относимой обычно
к высшим точкам кромок (точка /). Вследствие этого может возник-
нуть ускоренный износ режущих лезвий.
Поэтому глубина стружечных канавок должна здесь удовлетво-
рять следующему условию:
h0 > У макс + Г (1 + Sin уми,н),
где Умакс — наибольшее смещение участков кромки по высоте
зубца протяжки;
Умин — наименьшее допустимое значение переднего угла (для
стали 5°).
Указанное условие необязательно для протяжек квадратных,
шестигранных и других, у которых участки кромок, непараллельные
дну канавок, не снимают стружки (стр. 214).
20. Шаг и количество одновременно работающих режущих зубцов
Шаг t, т. е. расстояние между двумя смежными зубцами,
является вторым после подачи на зуб основным параметром протяжки.
Чем меньше шаг, тем короче протяжка, ниже ее стоимость, произво-
дительнее работа, плавнее ход и выше качество обработанных про-
70
Фиг. 45. Одновременно ра-
ботающие зубцы.
тяжкой поверхностей. С другой стороны, при уменьшении шага
и неизменной толщине среза возрастает нагрузка на протяжной ста-
нок и возникает опасность разрыва самой протяжки. Малый шаг про-
тяжки может явиться причиной чрезмерного переполнения стружкой
канавок между зубцами и, наконец, толщина самих зубцов не позво-
лит произвести нужное количество переточек, которое обеспечивало
бы нормальную долговечность протяжки.
Таким образом, при выборе величины шага, как и при определе-
нии подачи на зуб, необходимо учитывать большое количество фак-
торов, благодаря чему выбор шага представляет собой сложную
задачу.
Поэтому здесь приходится первоначально учитывать только
один-два фактора, имеющих наиболее решающее значение для про-
тяжки, а затем полученную величину
шага проверять на соответствие другим
требованиям.
Решающими факторами для большей
части протяжек является количество одно-
временно работающих зубцов и степень
заполнения стружечных канавок, с чем
связаны глубина и ширина этих канавок,
а следовательно, и шаг зубцов.
При работе протяжки, так же как и
при работе фрезы, число одновременно
работающих зубцов не является величиной
йостоянной, а всегда разнится на еди-
ницу {гМакс — ?миН = 1), ЧТО ЯСНО ВИДНО
из фиг. 45, где протяжка с одним и тем же
шагом представлена в двух положениях,
соответствующих одновременной работе
двух 7 зубцов (фиг. 45, а) и трех зубцов (фиг. 45, б).
Следствием переменного количества одновременно работающих
зубцов является изменение нагрузки станка и протяжки, а также
нарушение плавности в работе протяжки, которая движется нерав-
номерно, в особенности в тех случаях, когда станок нагружен до
предела. Внешне это проявляется в наличии стука и вибраций
в работе протяжки, ухудшении качества обработанной поверхности
и искажении геометрической формы протянутого отверстия (попереч-
ные волны, эллиптичность, например, при протягивании круглых
отверстий, и пр.). Плавность работы повышается и дефекты работы
протяжек значительно уменьшаются при увеличении количества
одновременно работающих зубцов, т. е. уменьшении шага про-
тяжки.
При конструировании протяжек стремятся обеспечить количе-
ство одновременно работающих зубцов zt в интервале от 3 до 8 в зави-
симости от длины протягивания. Меньшее значение этого интервала
относится к коротким отверстиям (12—20 мм), а большее — к длин-
ным (около 150 мм и больше). Чаще всего принимают zi равным
4—5 зубцам.
71
Правда, при очень малых длинах протягиваемой поверхности,
чтобы не иметь чрезмерно мелких зубцов, приходится мириться
С zt мин,, равным 2 и даже 1 зубцу. Однако этого необходимо по воз-
можности избегать, протягивая, где возможно, несколько тонких
деталей одновременно. С другой стороны, нежелательно работать и
с очень большим zt (более 8—10), так как это ухудшает условия смазки
протяжки и приводит к снижению чистоты протянутых поверхностей.
Таким образом, следует считать, что шаг и количество одновре-
менно работающих зубцов возрастают с увеличением длины протяги-
вания,* но не в прямой пропорциональности с последней, а в coot- X
ветствии со следующей зависимостью:
t^mYL, (4)
где L — длина протягивания.
Коэффициент т колеблется в пределах от 1 до 2 и зависит от вели-
чины подачи на зуб обрабатываемого материала, характера произ-
водства и других факторов.
При мелкосерийном производстве можно принимать меньшие зна-
чения т, при средне- и крупносерийном — средние (т = 1,25 ч-
ч- 1,5) и при массовом — большие (т — 1,75 ч-2), так как чем круп-
нее серийность, тем выше предъявляются требования к стабильно-
сти работы протяжек, улучшению условий размещения и выхода
стружки из канавок и обеспечению большого количества переточек.
Таблица 8
Шаги режущих зубцов при m 1,5
L, мм t, мм zl L, мм t, мм zi
Свыше 10 до 12 5,0 3 Свыше 49 до 54 и 5
в 12 в 14 5,5 3 » 54 » 60 и 6
в 14 в 17 6,0 3 в 60 в 70 ^6
в 17 » 19 6,5 3 в 70 в 77 13 _6
в 19 в 20 6,5 4 в 77 в 83 7
в 20 в 25 7,0_ _ 4 в 83 в 90 14 7
в 25 » 31 8,0 4 в 90 в 100 15 7
в 31 » 33 8,5 4 в 100 в 111 16 7
$ 33 в 35 9,0 4 в 111 в 125 16 8 .
в 35 в 40 9,0 5 в 125 в 143 18 8
» 40 в 45 9,5 5 в 143 в 160 18 9
» 45 в 49 10,0 5
Величины шагов t, высчитанные с учетом зависимости по формуле
(4) с коэффициентом 1,5 для разных длин протягивания, приведены
в табл. 8, в которой указаны также максимальные значения числа
* Рекомендуемые размерные ряды шагов в зависимости от диаметра и длины
протягиваемого отверстия приводятся в нормалях ВНИИ [52].
72
одновременно работающих зубцов zz. Расчетные значения шагов
округлены до чисел, кратных 0,5 мм, как это обычно принимается
на практике.
Для каждой данной длины протягивания количество одновре-
менно работающих зубцов zz с прямыми кромками определяется отно-
шением длины протягивания к шагу, т. е. величиной
К
Целая часть величины KL, т. е.'
величина КЬц является значением
Фиг. 47. Изменение шага при по-
стоянном Zi.
Фиг. 46. Отверстие с расточкой.
Zimuh- Очевидно, что максимальное количество одновременно рабо-
тающих зубцов z*iMaKC определяется условием
макс ~ %i мин + 1 = Lz 1
ИЛИ
макс = h 1 > (5)
причем здесь учитывается только целая часть результата (дробь
отбрасывается).
При протягивании прерывистой поверхности, например отвер-
стий с расточкой (фиг. 46), значение zi]AaKC может быть подсчитано
по следующей формуле
макс “ 4" 1) ,
первый член которой (в скобках) представляет количество зубцов,
соответствующее общей длине поверхности L, а ,второй — длине
расточки L' (фиг. 46).
При расчете протяжек необходимо учитывать, что каждому дан-
ному значению zt и L соответствует не одно, а ряд значений шага t,
лежащих в пределах от f = —— до f =--------------—г, что явствует
zi макс макс 1
из фиг. 47, на которой представлены две протяжки с одинаковым
значением ziuaKC, равным трем зубцам. Верхняя протяжка (фиг. 47, а)
* В следующих разделах книги эта величина будет обозначаться г/.
73
имеет шаг Г, близкий к наибольшему его значению, а нижняя
(фиг. 47, б) — к наименьшему (f).
Очевидно, что в целях сокращения длины протяжки нужно при-
держиваться нижнего предела шага, но не останавливать выбор
на нем самом как на величине, кратной длине протягивания.
Несмотря на кажущуюся возможность при кратном шаге достичь
постоянства количества одновременно работающих зубцов и полной
равномерности нагрузки станка и протяжки, фактически этого
не получается, так как действительная длина протягивания всегда
отличается от номинального ее значения на величину допуска.
Поэтому при положительном допустимом отклонении длины протя-
гивания количество одновременно работающих зубцов увеличивается
на единицу по сравнению с тем, которое было принято в качестве
исходного. Это может в ряде случаев явиться причиной разрыва
протяжки вследствие ее перегрузки. Вот почему шаг протяжек с пря-
мыми зубцами следует выбирать близким к минимальному его зна-
чению t', определяемому принятым для данной протяжки количе-
ством одновременно работающих зубцов.
Для определения наименьшей величины шага при данном ziMaKG
можно написать, согласно фиг. 47, б:
макс “ L +
где величина с представляет минимальное расстояние от начала про-
тягиваемой поверхности до ближайшего неработающего зубца.
Величина с должна быть не менее верхнего отклонения на L. Если
принять с приблизительно равным 0,1 t', то эта величина в большин-
стве случаев будет больше отклонения для L. Во всяком случае
величину с не следует принимать большой, так как это ухудшает
плавность работы протяжки. Подставляя значение с в предыдущее
выражение, получим:
макс = L “Н 0,11 ,
откуда
*' = г: L_6r
макс
Покажем на следующем примере разницу между расчетным и наи-
меньшим допустимым значением шага при неизменной величине
zi макс Для отверстия длиною L — 40 мм. Расчетный шаг по формуле
(4) будет _
t = 1,5]/40й=;9,5 мм,
соответственно чему
~ _ 40 1 1 с о
макс 95 "Г1
т. е. 5 зубцов.
Наименьший шаг по формуле (6)
f = 5=бд я=8>15-ил и г1макс = 5,9,
т. е. тоже 5 зубцов.
74
При значительном количестве зубцов на протяжке разница
в шагах может существенно уменьшить длину протяжки. Получен-
ное значение t' необходимо округлить до ближайшего большего числа,
кратного 0,5, т. е. до 8,5 мм, поскольку это обычно принимается на
практике.*
Формулой (6) следует также пользоваться для определения шага
в тех случаях, когда расчет его производится на основании заранее
принимаемого количества одновременно работающих зубцов.
Величина шага не должна быть одинаковой (точной) для всех
зубцов протяжки, так как это способствует появлению поперечных
борозд или рисок на протягиваемой поверхности не только при
малом, но также и при большом количестве одновременно работаю-
щих зубцов. Причиной данного дефекта является неравномерность
нагрузки на протяжку и связанное с этим периодическое резкое изме-
нение упругой деформации протягиваемой детали и самой протяжки,
следствием чего является возникновение в них вибраций. При изме-
нении нагрузки (удары) режущие кромки зубцов дают отпечатки
на протягиваемой поверхности, которые затем усиливаются следую-
щими зубцами протяжки.
Такие поперечные риски или борозды чаще всего возникают при
протягивании отверстий, особенно цилиндрических, но они также
возможны и на наружных поверхностях. Поперечные риски, возни-
кающие в момент выхода зубцов протяжки из обрабатываемого изде-
лия обычно являются более резкими, а возникающие при входе —
менее резкими. Расстояние между рисками равняется шагу зубцов,
а их количество равно наименьшему количеству одновременно рабо-
тающих зубцов ziMUH протяжки; общее их число составляет 2г1яаи.
Риски значительно уменьшаются по своей величине и рассеи-
ваются по протягиваемой поверхности, когда шаги зубцов неодина-
ковы, т. е. иными словами неравномерны. Величина этой неравно-
мерности (разности в значении шага зубцов протяжки) колеблется
в пределах от 0,3 мм (при шаге менее 8 мм) до 1 мм (при шаге свыше
18 лии), причем достаточно сделать неравномерными шаги не всех
зубцов, а только каждых трех. Например, при нормальном шаге
7 мм шаги каждых трех зубцов протяжки будут: 6,7; 7,0 и 7,3 лмс.
Обычно же на чертежах протяжек шаги указываются одинаковой
величины, так как ошибки, возникающие при изготовлении зубцов,
обеспечивают достаточную неравномерность шага.
Поперечные риски или борозды становятся менее выраженными
при увеличенном числе z{, т. е. при уменьшении шага зубцов,
соответствующем устройстве калибрующих зубцов (стр. 95) и уве-
личенной жесткости протяжки и обрабатываемого изделия.
21. Наклонные зубцы
Как было установлено выше, при прямых зубцах, т. е. располо-
женных перпендикулярно оси протяжки, невозможно достигнуть
* Значение t' должно удовлетворять условиям размещения стружки в стру-
жечных канавках протяжки.
75
равномерности в силе протягивания, вследствие изменяющегося коли-
чества одновременно работающих зубцов.* Однако при обработке
прямоугольных плоских поверхностей протяжками с наклонными
зубцами это можно обеспечить. Для этой цели необходимо, чтобы сум-
марная длина режущих кромок, участвующих в резании, оставалась
постоянной во время работы протяжки.**
Рассмотрим такой случай протягивания плоскости, ограничен-
ной прямоугольником (фиг. 48), когда режущие кромки наклонных
зубцов плоской протяжки делят ширину В протягиваемой поверх-
ности ACED на целое число равных частей (на фиг. 48 на две части).
Количество Кв таких
частей определяется в
общем виде равенством
^ = 7^7- СТ
Обозначив целую часть
этого отношения через КВц,
будем иметь соответственно
исходному условию
Фиг. 48. Определение длины режущих кромок
у протяжек с наклонными зубцами. Лв = Квц- (7Z)
В пределах каждой части, соответствующей, например, прямо-
угольнику ACGF или FGED, длина b режущей кромки отдельного
зубца, участвующего в резании, имеет величину
b = HG= — .
COST
Суммарная длина всех режущих кромок, находящихся
в пределах прямоугольника ACGF, будет:
=—— kl, + mn,
1 COST ьц 1 ’
где Кьц — целая часть отношения , определяющая собой коли-
чество режущих кромок с полной длиной;
MN — часть длины режущей кромки того зубца, который выхо-
дит из резания.
Учитывая, что часть АО шага зубцов соответствует дробной
части д Ld отношения —, имеем
COST
COST
* За исключением случаев, когда длина режущей части протяжки меньше
длины обрабатываемой поверхности.
** В момент входа протяжки в металл сумма длин режущих кромок постепенно
возрастает, а при выходе — уменьшается.
76
При движении протяжки (по стрелке на фиг. 48) длина MN
постепенно будет уменьшаться, причем взамен вышедшей ее части
на такую же величину будет входить режущая кромка CR, тем самым
компенсируя убывание длины кромки MN. Аналогично будет ком-
пенсироваться выход кромки OQ и других кромок протяжки. Таким
образом, при движении протяжки сумма длин режущих кромок,
относящихся к прямоугольникам ACGF и FGED, остается постоян-
ной. Следовательно, и для всей обрабатываемой поверхности ACED
сумма длин режущих кромок постоянна и характеризуется
следующей величиной:
Sь = Ч S,ь = (тяг Ч + -1ST -
= -=г(Ч+Ч)Ч’
которая после преобразования с учетом условий (7) и (7') будет
иметь вид
Р = 7^Г- («>
Таким образом, условие (7') определяет собой равномерность
работы протяжки и возникающей при этом силы резания*.
То же самое достигается и при кратности длины протягивания L
шагу /, т. е. когда
= т = Ч' (7’>
Суммарная длина режущих кромок в этом случае также опреде-
ляется равенством (8).
В том случае, когда значения Дд и KL не являются целыми чис-
лами, а представляют правильные дроби или смешанные числа,
суммарная длина режущих кромок не остается постоянной
и изменяется при движении протяжки, достигая в некоторые моменты
максимума.
Величина этого максимума, необходимая, например, для подсчета
силы протягивания, зависит, в свою очередь, от соотношения дроб-
ных частей Кв и KL.
Если KLd > КВд, то
2^=7^ + ^^ (1-М- (9)
Если же KLg < KBg, то
р^т^ + ^М'-ЧЬ <9')
* Допускаемые отклонения величин L и В от номинальных своих значений
существенно не отражаются на достигаемой при этом равномерности протягивания.
77
Приведем пример использования этих формул. Пусть L = 47 мм,
В = 52 мм, t — 10 мм и т = 65°. Тогда
t ~ 10 ~4>/’
к — В — 52 — 2 425
Hg-r “ 10-2,1445 -2’420’
Следовательно, = 4; KLq = 0,7; Кв = 2; КВд = 0,425.
Так как Кьд > Квд, то воспользуемся формулой (9):
= 10-0,9063 + 0,4226 ®.425 (I 0,7)-./ 273 мм.
Для того чтобы в рассматриваемом примере достигнуть постоян-
ства длин режущих кромок, т. е. равномерности протягивания, при-
мем Кв равным целому числу, а именно: Кв = 2. Тбгда, пользуясь
формулой (7) и решая ее относительно tgr, будем иметь
tg х — - В- ~ 52 — 2 6
” tKB ~ Ю-2 “ по-
следовательно, т = 68° 56', или округленно 69°.
Суммарная длина режущих кромок в этом случае определится
по формуле (9):
Vt, LB 47‘52 neo
У b = т~.— = т-A n noog = 262 мм.
tsinr 10-0,9336
22. Винтовые зубцы
Основным условием плавности работы винтовой протяжки,
обрабатывающей цилиндрические отверстия, является многозаход-
ность ее нарезки — зубцов. Количество зубцов, а следовательно,
и число заходов должно быть не меньше двух. В этом случае
(фиг. 49, а) радиальные составляющие силы резания всегда будут
взаимно уравновешены даже тогда, когда протягивается очень тон-
кая деталь, так как в контакте с протягиваемой поверхностью будет
находиться несколько участков режущих кромок (по числу заходов),
расположенных равномерно по окружности отверстия. Вследствие
непрерывности режущих кромок суммарная длина лезвий, находя-
щихся в резании, остается постоянной или, правильнее сказать,
постепенно, без перерывов увеличивается при движении протяжки
(вследствие возрастания диаметра режущей части).
У винтовых однозаходных протяжек (фиг. 49, б) радиальные
составляющие силы резания могут более или менее уравновеситься
только тогда, когда длина протягиваемого отверстия L больше осе-
вого шага зубцов /. В противном случае протяжка не получит устой-
чивого направления в отверстии и будет смещаться то в одну, то в дру-
78
гую сторону. Однако даже и в том случае, когда L > t, однозаход-
ная протяжка не будет уравновешена в момент входа ее в отверстие
и при выходе из него. Вот почему такие винтовые протяжки с одним
заходом нежелательны.
При определении суммарной длины режущих кромок, одновре-
менно участвующих в резании, необходимо иметь в виду, что лезвия
зубцов представляют здесь коническую винтовую линию (фиг. 50),
проекция которой на плоскость, перпендикулярную оси протяжки,
является спиралью Архимеда.
Фиг. 49. Винтовые зубцы протяжек.
Фиг. 50. Основные пара-
метры винтового зубца.
Угол % наклона образующей конуса определяется из следующей
зависимости
д. rt В
21 ~ 2Z ’
где dn — диаметр на конце режущей части;
— то же в начале;
I — длина режущей — конической части;
D — диаметр готового отверстия.
Величина угла X для протяжек с винтовыми зубцами обычно очень
невелика и не превосходит 6 — 7'.
С достаточной для практики точностью можно принять кониче-
скую винтовую линию за цилиндрическую с диаметром Dcp, являю-
щимся средним арифметическим значением большего и меньшего
диаметров на длине L протягиваемого отверстия.
Поскольку для практики представляет интерес наибольшая воз-
можная длина режущих кромок, рассматриваем конечное положе-
ние обрабатываемой детали на режущей части протяжки, как это пока-
зано на фиг. 50.
Тогда
Dcp = D — Ltg%,
а длина режущей кромки одного полного витка
b = V(aDC[y + s*,
79
где s — шаг (ход) витка каждого зубца протяжки. Учитывая, что
L
на длине протягивания может разместиться — витков, а число
заходов — зубцов протяжки и, получим наибольшую суммарную
длину работающей части режущих кромок
+ Л (10)
Необходимо отметить, что формула не учитывает сбега нарезки
зубцов при переходе режущей части в калибрующую. Однако по-
грешность от этого будет очень невелика.
23. Шаг и объем стружечных канавок
На величину шага и размеры стружечных канавок большое
влияние оказывает возможность размещения стружки, образую-
щейся при протягивании.
Как указывалось выше, вся стружка, срезаемая каждым зубцом
протяжки, должна свободно размещаться в канавке между зубцами,
без резкой деформации естественной формы витка. Но так как виток
стружки занимает пространство больше объема срезанного слоя
металла, то объем стружечной канавки должен быть всегда больше
объема того слоя металла, который превращается в стружку. Следо-
вательно, отношение объема канавки к объему металла, срезаемого
каждым зубцом, должно быть больше единицы. Это отношение назы-
вается коэффициентом заполнения канавки и обозначается буквой К-
При работе протяжки с прямыми зубцами стружка сходит в пло-
скости, нормальной к режущим кромкам. Кроме того, стальная
стружка, как это уже было отмечено раньше (стр. 53), не заполняет
всего пространства канавки, а располагается главным образом в наи-
более глубокой, «активной» части ее, которая примыкает к передней
грани зубца и имеет в сечении форму круга с диаметром, равным глу-
бине канавки (фиг. 35).
Поэтому для упрощения расчетов отношение объемов канавки
и стружки может быть заменено отношением площади активной части
к площади пр дольного сечения среза, т. е.
Fa у
Fc bszL ^мин>
(11)
где Fa — площадь активной части канавки;
Fc — площадь продольного сечейия стружки;
hQ — глубина канавки;
s2 — подача на зуб;
L — длина среза (длина протягивания).
Минимальные значения коэффициента заполнения канавки Кмин
зависят при протягивании стали от формы витка стружки. Очевидно,
что чем плотнее стружка скручивается в виток, тем меньшим может
быть принят коэффициент Л.
80
Как было установлено раньше (стр. 53), плотность размещения
срезанного металла в витке стальной стружки зависит* от толщины
самой стружки и от обрабатываемой стали. Для углеродистой стали,
а также малолегированной стали некоторых марок; с преде-
лом прочности ав 40 н- 70 кг/мм2 коэффициент К может быть
принят меньше, чем для средне- и высоколегированной стали
(ов > 70 кг/мм2). В последнем случае, как правило, возникают
витки стружки с относительно большой внутренней пустотой, осо-
бенно при протягивании этих сталей в отожженном и прокатанном
состояниях. Вместе с тем мягкие стали с низким содержанием угле-
рода, например, марок 10, 15 и 15Х, в отожженном или прокатанном
состоянии требуют большого объема канавки, так как они, обладая
высокой вязкостью, легче подвергаются подхватыванию зубцами
протяжки.
Коэффициент К для чугуна и других хрупких металлов умень-
шается с увеличением подачи на зуб, так как мелкие частицы стружки
не заполняют канавку так плотно, как крупные.
При протягивании вязких цветных металлов и сплавов коэффи-
циент К следует принимать приблизительно таким же, как при обра-
ботке стали средней твердости.
Минимально допустимые значения коэффициента К для протя-
жек обыкновенной конструкции и стружечных канавок с прямоли-
нейной спинкой зубцов не следует принимать меньше приведенных
в табл. 9.
Таблица 9
Коэффициенты заполнения стружечных канавок Кмин Для протяжек
обыкновенной конструкции
Подача на зуб в мм Обрабатываемый материал
Сталь ав Чугун, бронза, свинцо- вистая латунь Медь, латунь, алюми- ний, баббит
до 40 кг/мм2 от 40 до 70 кг/мм2 свыше 70 кг!мм2
Коэффициент Кмин
До 0,03 3 2,5 3 2,5 2,5
Свыше 0,03 до 0,07 4 3 3,5 ^2,5 3
„ V,07 п 0,10 4,5 V 3,5 4 2 к 3,5
Что касается протяжек прогрессивного резания, в которых при-
меняются стружечные канавки с криволинейной спинкой зубцов,
то коэффициент Кмин принимается меньше, о чем будет сказано в даль-
нейшем/ (стр. 150).
Зная Кмин* можно определить минимальную глубину канавки
и шаг зубцов. Так, из условия (11) следует:
hbMuH= IAZVSzLKmuh- (12)
6 Щеголев 105 81
Округлив рассчитанную по этой формуле величину Ло до числа,
кратного 0,5, можно установить по та(5л. 7 соответствующее значе-
ние tMUH. Так, например, при sz = 0,06 мм, L = 50 мм и Кмин =
= 3,5, имеем по формуле (12)
ho ман = 1Л 3 /0,06-50-3,5 = 3,68 3,5 мм.
Этому значению по табл. 7 соответствует tMUH = 9 мм.
На основе зависимости (12) может быть выведена формула для
подсчета шага зубцов протяжки. Для этого подставив, в формулу (12)
среднее значение отношения /г0 к t, по формуле (3) будем иметь для
основной формы канавки
3 V мин,
ИЛИ
(13)
Эту зависимость можно представить в следующем виде
tMUH *mVL,
где ______
т=3//«в- (13')
Если принять при обработке стали цилиндрическими протяжками
обыкновенной конструкции s2cp^ 0,03 мм, Кмин = 3, то значе-
ние т будет по условию (13') приблизительно равно 1. Для много-
шлицевых протяжек, у которых sZcp % 0,07 мм и Кмин = 3,5,
tn — 1,5. Наконец, для шпоночных и плоских протяжек, когда
sz ср = 0,1 мм> = 4, получим т = 1,9. Тогда для ориентиро-
вочного определения шага зубцов протяжек, работающих с пода-
чами на зуб до 0,1 мм, получаем
т^1 н-2,
т. е. то его значение, которое было рекомендовано выше (стр. 72)
для определения шага у протяжек.
24. Передние и задние углы
Подобно каждому режущему инструменту протяжки, должны
быть снабжены передним у и задним а углами, обеспечйвающими
наибольшую стойкость протяжек и требуемую чистоту образуемых
ими поверхностей. Наивыгоднейшие величины переднего угла у
зависят от обрабатываемого материала и приведены в табл. 10. Дан-
ные таблицы основаны на результатах лабораторных исследований
и производственном опыте.
У протяжек с односторонним расположением зубцов (шпоночные,
плоские, пазовые, угловые и т. п.) и свободным направлением в отвер-
стии или протяжном приспособлении не следует делать передний угол
больше 15°, так как иначе возникает подхватывание протяжки обра-
батываемым металлом. Сущность подхватывания заключается в том,
82
Передние yrjifh режущих зубцов протяжек
Таблица 10
Обрабатываемый материал Передний угол
Сталь углеродистая (С <0,3%) и малолегированная, например марок 10; 15; 20; 25; 30; 15Х; 20Х; ЗОХ; 25Н; ЗОН; 20ХН; ЗОХНЗ Хромомолибденовая и хромоникелемолибденовая сталь (в про- катанном, отожженном и термообработанном состояниях) Нержавеющая, жароупорная аустенитная сталь Алюминий, баббит, красная медь 20
Сталь углеродистая (С >0,3%) и легированная, например ма- рок 40; 45; 50; 40Х; 45Х; 40ХН; 50ХН и т. п. Ковкий чугун 15
Углеродистая, легированная и быстрорежущая инструменталь- ная сталь Чугун с НВ до 150; латунь обыкновенная 10
Чугун с НВ > 150; бронза, свинцовистая латунь 5
что протяжка, вместо того чтобы отжиматься от металла, втягивается
в него. Вследствие этого получается волнистая поверхность обра-
ботки, протяжка работает неспокойно («прыгает»), что в конечном
результате может привести к перегрузке протяжки и ее поломке.
Подхватыванию не подвергаются протяжки, имеющие устойчивое
направление при своей работе, а именно: движущиеся в Т-образных
направляющих приспособления или привинчиваемые к ползуну
наружно-протяжных станков.
Задний угол а протяжек имеет обычно небольшую величину,
а именно 2—3°. Однако исследования и опыт применения протяжек
показывают, что стойкость их, выраженная суммарной длиной про-
тягивания при определенной ширине зоны истирания по задним гра-
ням, увеличивается с увеличением заднего угла. При этом меньшим
значениям подач соответствуют большие величины задних углов.*
Так, например, наибольшая стойкость протяжек при резании стали
в лабораторных условиях была достигнута при заднем угле 10°,
когда подача на зуб sz составлял^ 0,02 мм, при угле 8°, когда
sz = 0,04 мм, и при угле 5°, когда sz — 0,06—0,1 мм (при у — 15°).
При выборе задних углов необходимо принимать во внимание
наряду со стойкостью протяжек также сохранение ими своих попе-
* Увеличение наивыгоднейшей величины заднего угла при снижении подачи
объясняется здесь теми же причинами, которые были установлены проф. М. Н. Лари-
ным при фрезеровании.
а* S3
речных размеров в течение возможно длительного времени. Про-
тяжки перетачиваются, как правило, по передней грани, причем
диаметры и высоты зубцов убывают тем быстрее, чем больше задний
угол. Это обстоятельство имеет весьма существенное значение для
протяжек, обрабатывающих отверстия, в особенности с точными
размерами. Кроме того, в процессе переточек протяжки, когда с зуб-
цов снимаются слои металла неодинаковой толщины, нарушается
равномерность подъема зубцов, что ухудшает работу протяжки.
Поэтому у протяжек для точных отверстий принимают задние углы
меньше, чем у протяжек, обрабатывающих относительно грубые
отверстия или протягивающих наружные поверхности, когда воз-
можно взаимное регулирование протяжек и обрабатываемых ими
деталей.
Рекомендуемые значения задних углов приведены в табл. И.
Таблица 11
Задние углы для режущих зубцов протяжек
Тип и назначение протяжек Задний угол а°
Круглые, шлицевые, квадратные, шестигранные и другие типы протяжек для отверстий 2-го и 3-го классов точности 2—3
То же для отверстий 4-го и более грубых классов точности 3—4
Шпоночные, плоские и наружные протяжки с односторонним расположением зубцов * Для наружных протяжек рекомендуется а= 10°. 3—7*
Наряду с главными режущими кромками задним углом такой
же величины снабжаются и переходные кромки зубцов на шпоноч-
ных и шлицевых протяжках, прорезающих канавки. Задние углы
здесь способствуют значительному повышению стойкости.
Допустимые отклонения для передних углов могут быть приняты
равными + 1° 30', а для задних + 30'.
25. Поперечные размеры режущих зубцов и допустимые отклонения
Поперечные размеры и форма, *т. е. очертание режущих кромок,
первого зубца протяжки соответствуют размерам и форме предвари-
тельного отверстия. Следовательно, при подготовке отверстия свер-
лом первый зубец протяжки будет круглым, а диаметр его d± опре-
делится следующим условием:
dr = Do, (14)
где Do — наименьший диаметр предварительного отверстия.
Таким образом, первый зубец не производит резания. Фактиче-
ски же в силу отступления формы отверстия от теоретической или'
84
из-за смещения протяжки возможно резание и первым зубцом или
свободное перемещение его в отверстии.*
Что касается последнего режущего зубца, то очертание его соот-
ветствует готовому отверстию, а поперечные размеры dn равняются
размерам калибрующих зубцов Z)6, т. е.
dn = DQ. (15)
Промежуточные зубцы режущей части (между первым и послед-
ним) постепенно изменяют форму своих режущих кромок соответ-
ственно принятой схеме протягивания (стр. 44). Поперечные же раз-
меры их получаются последовательным прибавлением к размеру пер-
вого зубца двойной величины подачи или подъема для протяжек
с двусторонними и замкнутыми режущими кромками, или одной
величины подачи для протяжек с односторонним расположением
зубцов.
Таким образом, размеры второго зубца будут
d2:=: dx = dx —Дб/,
или
Л2 = hL + sz == hY + Д/г,
а размеры любого зубца dt и ht при равномерном подъеме последних**
dt = d, + 2sz (i —l) = d1 + \d (i — 1),
или
+ sz(i — 1) = + \h (i — 1).
При подсчете размеров переходных зубцов необходимо принимать
во внимание постепенно уменьшающуюся подачу, а следовательно,
и уменьшающийся подъем.
Поперечные размеры режущих зубцов протяжки являются,
п^ сути дела, свободными размерами, так как они не образуют
окончательной поверхности. Однако при больших колебаниях этих
размеров подача значительно изменяется: на одних зубцах она
чрезвычайно велика, а на других — очень мала. Это вызывает боль-
шую неравномерность величины нагрузки, что может явиться при-
чиной поломки отдельных зубцов и даже всей протяжки.
Поэтому необходимо на размеры зубцов задавать довольно узкие
допуски, зависящие в основном от величины подачи на зуб или
подъема зубцов и номинального диаметра протяжек. Наибольшие
допустимые отклонения от расчетного диаметра режущих зубцов
с круговыми режущими кромками, за исключением двух последних,
* В ряде случаев, например в целях сокращения длины протяжек, при хоро-
шей подготовке предварительного отверстия диаметр первого зубца допускается
принимать больше диаметра предварительного отверстия на величину подъема
на зубец.
** Для протяжек с подъемом на группу зубцов (прогрессивные протяжки)
размеры d[ и hi определяют собою дцзметрц и высоты всех зубцов в каждой группе
(см. стр. 141).
85
смежных с калибрующими зубцами, не должны превышать величин,
указанных в табл. 12. Отклонения на последние два зубца такие же,
как и на калибрующие зубцы (стр. 93).
Таблица 12
Наибольшие допустимые отклонения для режущих зубцов с круговыми
кромками в мм
Номинальный диаметр протяжки в мм Подъем на зубец
Свыше 0,02 до 0,04 Свыше 0,04 до 0,06 Свыше 0,06 до 0,10 Свыше 0,10
Отклонения
До 18 —0,010 \ —0,012 —0,015 —0,018
Свыше 18 до 30 —0,012 —0,015 —0,018 —0,020
. 30 , 80 —0,015 —0,018 —0,020 —0,025
. 80 „ 120 —0,018 —0,020 —0,025 —0,030
. 120 —0,020 —0,025 —0,030 —0,035
26. Количество режущих зубцов и длина режущей части
Количество режущих зубцов zp определяется величиной припуска
или, правильнее, суммарным подъемом протяжки и величиной подачи
на зуб s2, приходящейся на каждый зубец или группу их.
У протяжек, режущие кромки которых расположены симметрично
(цилиндрические, шлицевые, квадратные и тому подобные протяжки),
подъем зубцов равномерный:
г₽ = ^г+(2+3)’ (16)
где 2 Ad— суммарный подъем протяжки, определяемый зависи-
мостью (2).
Для шпоночных, пазовых, плоских и других аналогичных протя-
жек с односторонним расположением зубцов
2р = Д^ + (1-2), (16')
F Sz
где 2^— суммарный подъем, определяемый зависимостью (2').
Вторым слагаемым в этих формулах учитывается уменьшенная
толщина стружки на переходных режущих зубцах.
Истинное количество зубцов уточняется на чертеже протяжки
в процессе заполнения таблицы с поперечными размерами зубцов.
Длиной режущей части /5 (фиг. 51) является расстояние от вер-
шины первого режущего до вершины первого калибрующего
зубцов.
86
В соответствии с этим, для протяжек с кольцевыми и прямыми
зубцами (фиг. 51, а и б)
/5 = Ц>, (17)
а для протяжек с наклонными зубцами (фиг. 51, в)
l5 = tzp + Bctgx, (17')
Для протяжек с установленной неравномерностью шага истин-
ную величину длины режущей части надлежит уточнять непосред-
ственным суммированием шагов всех режущих зубцов.
Допустимое отклонение от расчетной длины режущей части может
быть принято равным + 2 мм.
27. Средства для деления стружки
Как указывалось выше, деление стружки на части по ширине
среза имеет целью у протяжек обыкновенной конструкции облегчить
процесс свертывания срезаемого металла в виток, создать условия
для легкого вывода стружки из стружечных канавок и обеспечить
отгибание образующейся стружки от боковых^ сторон протягиваемых
пазов.
87
Деление стружки необходимо осуществлять при протягивании
стали и других пластичных металлов, когда образуется сплошная
и обычно очень прочная стружка. При обработке чугуна и других
металлов, дающих сыпучую стружку, принудительное деление
последней не обязательно.
У протяжек прогрессивного резания деление стружки, правиль-
нее, ширины протягивания, осуществляется в целях распределения
срезаемого слоя на группу последовательно расположенных зубцов.
Деление стружки у протяжек обыкновенной конструкции осуще-
ствляется при помощи стружкоделительных канавок, которые раз-
мещаются на всех режущих зубцах в шахватном порядке (фиг. 52, а)
так, чтобы металл, пропущенный канавками одного зубца, срезался
цельными участками кромки другого зубца.
Выступы металла, остающиеся после прохода последнего режу-
щего или переходного зубцов с канавками, должны срезаться зуб-
цом с гладкой режущей кромкой. Поперечный размер этого зубца
следует принимать равным размеру последнего режущего (переход-
ного) и калибрующих зубцов.
Профиль стружкоделительных канавок может быть прямоуголь-
ным, полукруглым и угловы^ с углом to^_^45 -j- 60° (фигг 52, б).
Наиболее неблагоприятным для работы^Тфотяжек является-первый
профиль, так как здесь легко возникают трещины на внутренних
углах канавки. Кроме того, внешние углы канавок являются мало-
устойчивыми в отношении износа и быстро затупляются. Последнее
относится и к канавкам полукруглой формы. Угловые канавки имеют
внешние углы больше 90° и поэтому обладают большой износостой-
костью.
. Ширина канавок колеблется в пределах от 0,6 до 1,2 мм, а глу-
бина hy — от 0,4 доПрГйТДно угловой канавки должно быть закруг-
лено радиусом 0,2"ч- 0,5 мм.
Расстояние йежду канаЬкамиТ^ выбирается в пределах от 5 до
10 мм. Нижний предел относится к протяжкам с криволинейными
88
Фиг. 53. Направление дна стружко-
делительных канавок.
пазы
и
кромками при большой кривизне последних, а также к узким протяж-
кам с прямолинейными кромками.
Количество канавок может быть подсчитано по следующей фор-
муле:
Ь Ь /1ОХ
Пк — ~Ь^ ~ 5ч- 10 ’
где b — длина режущей кромки.
Рекомендуемые количества канавок, а также их размеры приве-
дены в табл. 13 и 14.
Направление канавок должно быть параллельным направлению
движения протяжки (оси протяжки). Дно канавок следует распола-
гать параллельно задней грани
(фиг. 53, а), так как в этом слу-
чае задний угол на боковых кром-
ках канавки будет больше нуля.
Расположение дна стружкодели-
тельных канавок параллельно оси
протяжки (фиг. 53, б) допустимо
лишь при относительно малых
щагах, когда затруднен выход
шлифовального круга при изгото-
влении этих канавок.
На протяжках, прорезающих
должно быть не менее двух стружкоделительных канавок на каждом
режущем зубце. Однако сделать по две канавки на протяжках для
узких пазов довольно затруднительно. Поэтому (табл. 14) протяжки
шириной до 10 мм имеют по одной канавке, а шириной менее 6 мм —
канавок не 'имеют. Тем не менее, при протягивании сталей с высо-
кими пластическими свойствами желательно делать по две канавки
и на протяжках с малой шириной.
Расстояние b'K (фиг. 52, б) от края главных режущих кромок до
первой канавки должно быть возможно малым (стр. 60), но все же
принимать этот размер менее 2—2,5 мм не следует, так как короткий
и ослабленный участок режущей кромки будет очень быстро изна-
шиваться.
Нужно вообще сказать, что стружкоделительные канавки в их
обычной форме не только оказывают известную пользу работе про-
тяжек, но и приносят вред. Эти канавки способствуют снижению
стойкости протяжек вследствие ускоренного износа участков режу-
щих кромок, примыкающих к канавкам. Они ухудшают чистоту
протянутых поверхностей, так как участки режущих кромок, нахо-
дящиеся позади канавок, должны срезать слой металла удвоенной
толщины. Поэтому поверхности, обработанные протяжками, довольно
часто бывают покрыты продольными полосами более низкого каче-
ства, чем те участки, которые находятся между ними.
Стремление устранить эти дефекты привели к созданию иных
средств для деления стружки. Так, например, некоторые типы
протяжек прогрессивного резания (цилиндрические, плоские)
89
Таблица 13
Количество и размеры стружкоделительных канавок для круглых протяжек
Диаметр в протяжки мм Количество канавок П/с Размеры канавок в мм
SK h/c Гк
От 10 ДО 13 6 0,6—0,8 0,4—0,6 0,2—0,3
Свыше 13 до 16 8 0,8—1 0,5—0,7 0,2—0,3
. 16 „ 20 10 0,8—1 0,5-0,7 0,2—0,3
. 20 . 25 12 0,8-1 0,5-0,7 0,2—0,3
, 25 . 30 14 0,8—1 0,5-0,7 0,2—0,3
. 30 . 35 16 0,8—1 0,5-0,7 0,2—0,3
. 35 . 40 18 0,8-41 0,5-0,7 0,2—0,3
. 40 . 45 20 0,8—1 0,5—0,7 0,2—0,3
, 45 » 50 22 0,8—1 0,5—0,7 0,2—0,3
» 50 . 55 24 1 —1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
. 55 , 60 28 1 —1,2 0,7-0,8 0,3—0,4
. 60 , 65 30 1 —1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
. 65 , 70 32 1 -1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
. 70 . 75 34 1 -1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
. 75 . 80 36 1 —1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
Таблица 14
Количество и размеры стружкоделительных канавок для шпоночных, шлицевых,
прямоугольных и плоских протяжек (фиг. 52)
Ширина зубцов протяжек в мм Количество канавок Л/с Размеры канавок в мм
Гк
От • 6 до 7,9 1 0,8—1 0,5—0,7 0,2—0,3
я 8 я 10 1 0,8—1 0,5—0,7 0,2—0,3
Свыше 10 ДО 20 2 0,8-1 0,5—0,7 0,2—0,3
20 я 30 3 1-1,2 0,5—0,7 0,2—0,3
» 30 » 45 4 1—1,2 0,5—0,7 0,2—0,3
» 45 я 60 6 1—1,2 0,5-0,7 0,2—0,3
Я 60 я 75 8 1-1,2 0,7-0.8 0,3—0,4
я 75 я 100 10 1—1,2 0,7—0,8 0,3-0,4
я 100 я 125 12 1—1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
Я 125 я 150 14 1—1,2 0,7—0,8 0,3—0,4
90
снабжаются значительно более широкими канавками, чем протяжки
обычной конструкции; у шлицевых и шпоночных протяжек прогрес-
сивных конструкций деление стружки осуществляется при помощи
боковых скосов на зубцах и т. д. (см. стр. 178 — 243).
С другой стороны, желание облегчить деформацию стружки при
протягивании (в частности, круглых отверстий) вызвало появление
протяжек с очень большим количеством канавок, что приводит
к полному исчезновению гладких участков режущих кромок.
28. Основные размеры калибрующей части
В соответствии с назначением калибрующей части, указанным
раньше (стр. 12), поперечные размеры DQ и hQ и форма всех калиб-
рующих зубцов выполняются такими же, как и у последнего режу-
щего (переходного) зубца, у которого они, в свою очередь, соответ-
ствуют форме и поперечным размерам протягиваемой поверхности
или, для внутренних протяжек, форме и размерам протягиваемого
отверстия.
Для обеспечения наибольшей долговечности внутренней про-
тяжки поперечные размеры калибрующих зубцов необходимо при-
нимать равными наибольшим допустимым размерам готового отвер-
стия DMaKC с учетом его деформации, возникающей при работе про-
тяжки.
Таким образом,
Dq — dn = D Макс + б, (19)
где б — остаточная деформация отверстия.
Деформации отверстия обычно выражаются или в увеличении
размеров протянутого отверстия по сравнению с размерами зубцов
протяжки, или, наоборот, в уменьшении их.
Упругая деформация обрабатываемой детали казалось бы всегда
должна способствовать уменьшению размеров отверстия по сравнению
с размерами протяжки, однако они, как правило, получаются больше.
Это увеличение поперечных размеров протянутого отверстия назы-
вается «разбиванием» отверстия и возникает вследствие налипания
обрабатываемого металла на зубцы протяжки (стр. 50), разности
температур детали и протяжки, наличия заусениц на режущих
кромках зубцов, возникающих при заточке протяжки, искривления
ее оси, неправильностей в расположении профиля режущих кромок
(косость, винтообразность), несоосности предварительного отверстия
детали и самой протяжки и т. д. Явление «разбивания» свойственно
относительно толстостенным деталям. В этом случае в формуле (19)
перед буквой б ставится знак минус.
Протягиванию тонкостенных деталей, например втулок, трубок,
вкладышей, стаканов и др., наоборот, свойственна «усадка» отвер-
стий, которая связана с наличием значительной упругой деформа-
ции стенок обрабатываемого отверстия. В данном случае в формуле
(19) принимается знак плюс.
91
Положение одного из калибрующих зубцов протяжки относи-
тельно поля допуска (AD) на протягиваемое отверстие представлено
в схематическом виде на фиг. 54, а — при работе с разбиванием
отверстия и на фиг. 54, б — при работе с усадкой.*
Величина разбивания отверстия зависит от качества изготовления
протяжки и предварительного отверстия, поперечных размеров обра-
батываемого отверстия и протяжки**, марки обрабатываемого
металла, состава смазочно-охлаждающей жидкости [2], геометрии
режущих элементов*** и других факторов.
Величина деформаций отверстия определяется опытным путем
при предварительном испытании первых экземпляров протяжек
Фиг. 54. Положение ‘зуба протяжки в поле допуска на отверстие:
а — разбивание отверстия; б — усадка отверстия»
из партии. Для этой цели размеры последнего режущего зубца
и калибрующих зубцов протяжки следует выполнять равными наи-
большему допустимому размеру протягиваемого отверстия, когда
ожидается разбивание, и больше его, когда протягивается тонко-
стенная деталь. После обмера протянутого отверстия зубцы допол-
нительным шлифованием обрабатываются до нужных размеров.
На основании производственного опыта и исследовательских
работ [2] величину разбивания ориентировочно принимают равной
0,005—0,01 мм для протяжек с относительно небольшой длиной
(до 700—800 мм). У протяжек с большей длиной величина разби-
вания достигает 0,01—0,015 мм. С другой стороны, при наличии зна-.
чительного количества переходных и зачищающих зубцов, срезаю-,
щих очень тонкую стружку, как например, у цилиндрических про-'
тяжек переменного резания (стр. 147), разбивание отверстия очень
невелико и может не учитываться при конструировании протяжки.
Допуск на изготовление всех калибрующих зубцов и двух смежных
с ними режущих зубцов должен быть по возможности небольшим для
* На фиг. 54 показана односторонняя протяжка, когда поле допуска AD
располагается с одной стороны.
** Разбивание получается больше при протягивании отверстий с малыми диа-
метрами.
*** Например, протяжки с большими передними углами дают более свободныеа
отверстия.
92
того, чтобы оставить возможно большой слой металла на истирание
этих зубцов при работе протяжки. С другой стороны, допуск не сле-
дует принимать чрезмерно малым, так как это приведет к большим
трудностям при изготовлении протяжки. Обычно величина допусти-
мого отклонения для калибрующих зубцов составляет V4 — Уб от
допуска на протягиваемое отверстие (со знаком минус).*
Зубцы и стружечные канавки у калибрующей части протяжки
имеют такую же форму, как и у режущей части.
Вершины калибрующих зубцов снабжаются прямой ленточкой
(фиг. 55), которая предназначается для сохранения размеров про-
тяжки при переточках. Ширина этой
ной. На первом калибрующем зуб-
це она обычно равняется 0,2 мм
и постепенно увеличивается на
следующих зубцах, достигая 0,8—
1 мм на последнем.
Однако, как установлено про-
изводственным опытом, широкая
ленточка способствует налипанию
металла на вершины калибрую-
щих зубцов, что значительно сни-
ленточки fK делается перемен-
Фиг. 55. Углы калибрующих зубцов.
жает чистоту протянутых поверх-
ностей, особенно при обработке вязких сталей. Поэтому в послед-
нее время эту ленточку или не делают совсем, затачивая калиб-
рующие зубцы наостро, или, если и делают, то небольшой ширины
(0,2 мм) и постоянной величины, главным образом, в целях облег-
чения изготовления протяжки.
Размеры отдельных элементов зубцов и стружечных канавок
калибрующей части принимаются такими же, как и у режущих
зубцов. Стружкоделительные средства на калибрующих зубцах
не нужны, но по мере переточки протяжек зубцы, перешедшие
в режущие, желательно снабжать такими устройствами.
Передний угол ук калибрующих зубцов принимается такой же
величины, как и у режущих зубцов (табл. 10), что определяется
постепенным переходом калибрующих зубцов в режущие. **
Задний угол ак (фиг. 55) на зубцах калибрующей части имеет
небольшую величину 1/2 ч-’ 1°, что оправдывается необходимостью,
обеспечить медленное ум^ныйение поперечных размеров этих зубцов
при их переточках и получение годных отверстий (в пределах допуска)
во все время эксплуатации протяжкЮ^—- -
У протяжек с односторонним расположением зубцов задний угол
увеличивается до 1 V2 -4- 2°, так как такие протяжки, как правило,
могут регулироваться относительно обрабатываемой поверхности.
* См. также ГОСТ 7943—56 и 6767—53 на протяжки для шлицевых отверстий.
** В целях улучшения чистоты протянутых поверхностей допускается при обра-
ботке стали увеличивать передние углы на калибрующих и переходных зубцах
на 5 -ь 10° по сравнению с основными режущими зубцами и уменьшить их до
—5 ч 10° на ленточке шириной 0,5—2 мм при протягивании чугуна и бронзы
[52].
93
Количество калибрующих зубцов zK должно быть таким, чтобы
обеспечить нормальное число переточек протяжки, которое в зависи-
мости от величины допустимого износа зубцов и размеров их шага
колеблется в пределах от 6 до 20, а чаще всего от 8 до 15.
Хотя толщина слоя металла, снимаемого с калибрующих зубцов
при каждой переточке протяжки, меньше чем толщина слоя, сни-
маемого с режущих зубцов вследствие более медленного износа их,
все же калибрующая часть из-за наличия на ней задних углов может
потерять свои размеры раньше, чем будет произведено полное число
переточек, определяемое режущими зубцами. Это может произойти
тем скорее, чем точнее обрабатываемое отверстие, больше задний угол
на калибрующих зубцах и меньше их количество. * Поэтому для про-
тяжек, обрабатывающих точные отверстия, число калибрующих
зубцов следует принимать больше, чем при протягивании отверстий
с относительно грубыми допусками. f
На основании производственного опыта можно считать, что у про-
тяжек для точных отверстий (2 и 3-й классы точности) калибрую-
щая часть должна состоять из семи-восьми зубцов. Вместе с тем
у протяжек с односторонним расположением зубцов (шпоночные
и наружные) количество калибрующих зубцов может быть уменьшено
до четырех, так как износ протяжки здесь компенсируется приме-
нением подкладок или взаимным смещением протяжки и обрабаты-
ваемой детали (наружное протягивание).
В табл. 15 указано количество калибрующих зубцов для наиболее
распространенных видов протяжек.
Таблица 15
Количество калибрующих зубцов
Наименование протяжек Количество калибрую- щих зубцов
Протяжки для отверстий 2 и 3-го классов точности 7-8
'^ГТротяжки для 4-го и более грубых классов точности 5—6
Шпоночные, пазовые, плоские и наружные протяжки с односторонним расположением зубцов 4-5
* Стремление повысить размерную стойкость протяжек привело к использо-
ванию специальных конструкций калибрующей части, а именно: а) к устройству
последней в виде сменных зубчатых втулок, насаживаемых на гладкий цилиндри-
ческий конец протяжки и закрепляемых гайкой; б) к выполнению калибрующей
части то же в виде втулки с коническим отверстием и косой прорезью; такая втулка
насаживается на конический конец протяжки и при перемещении этой втулки гайкой
калибрующая часть увеличивается в своем диаметре (предложение М. С. Берлинера,
ЗИЛ [11]); в) к снабжению протяжки запасными калибрующими зубцами, распо-
лагающимися позади основных калибрующих зубцов и снабжаемыми отрицатель-
ным передним углом; запасные зубцы, путем переточки переходят постепенно
B QCHOBHbie после потери последними своих размеров (предложение А. И. Мосягина
и А- Ф. Неумоина, ГАЗ).
94
Шаг калибрующих зубцов tK принимается равным шагу режу-
щих зубцов /, кроме протяжек для точных отверстий (2 и 3-й классы),
у которых он делается меньше, а именно:
^^(0,6 ч-0,7)(20)
но не менее 4 мм, так как иначе зубцы получаются недостаточно проч-
ными и недолговечными.
Укороченные шаги способствуют устойчивому направлению про-
тяжки и тем самым обеспечивают получение правильной формы
и высокой точности размеров отверстия.
Подобно зубцам режущей части, шаги всех калибрующих зубцов
делают неравномерными.
Длина калибрующей части 76 равна расстоянию от вершины пер-
вого калибрующего зубца до начала задней направляющей (фиг. 6)
и может быть подсчитана по формуле
l*=tKxK. (21)
При протягивании прерывных отверстий или отверстий с расточ-
кой длина калибрующей части должна быть не менее длины расточки
L' (фиг. 46) или расстояния между отверстиями. В этом случае
/6 = Г + (2-3)/к.
Количество калибрующих зубцов здесь может быть больше, чем
это указано в табл. 15, и определяется условием
zk = 41 + (2-3).
•'К
Допустимые отклонения на длину калибрующей части могут быть
приняты равными + 1 мм.
29. Роль калибрующих зубцов в работе протяжки
В дополнение к тому, что было сказано о назначении и выборе
основных параметров калибрующей части протяжек, следует описать
более углубленно роль калибрующей части в процессе построения
обработанной поверхности, что позволит в ряде случаев внести неко-
торые уточнения в конструкцию этой части и в размеры ее зубцов.
Для этой цели рассмотрим процесс построения кольцевыми зуб-
цами протяжки цилиндрического отверстия в заготовках с равномер-
ной толщиной стенок. На протяжку и заготовку действуют в про-
цессе обработки силы резания, которые вызывают сложную дефор-
мацию инструмента и обрабатываемой детали. Силы резания и дефор-
мации периодически изменяются в связи с очередными выходом
и входом зубцов в обрабатываемый металл, т. е. с изменением числа
одновременно работающих зубцов. Радиальная составляющая дефор-
мации заготовки и протяжки приводит, в частности, к отжатию стенок
заготовки от режущих зубцов протяжки, в силу чего режущая часть
протяжки срезает припуск несколько меньше суммарного подъема
96
Фиг. 56. Теоретическая форма протяну-
того отверстия.
зубцов. Заготовка переходит на калибрующую часть протяжки
в напряженном состоянии, которое постепенно спадает по мере
выхода из отверстия режущих и входа в него калибрующих зубцов,
не имеющих подъема. Таким образом, калибрующие зубцы во время
прохождения сквозь отверстие находятся под воздействием посте-
пенно осаживающихся стенок обрабатываемой детали и поэтому
в известной мере в состоянии срезать стружку и тем самым влиять
на размеры и форму готового отверстия, а также на чистоту протяну-
той поверхности. Практика и лабораторные опыты [2] подтверждают
это соображение. В ряде случаев можно видеть тончайшую стружку,
срезаемую калибрующими зуб-
цами в большей мере первыми
из них и в меньшей степени
последующими. Тем не менее,
калибрующие зубцы не в со-
стоянии срезать весь оставший-
ся на их долю слой металла,
в связи с чем после выхода
протяжки возникает усадка
отверстия, о чем было сказано
выше.
Калибрующие зубцы могут
также усиливать или ослаблять
поперечные борозды или риски,
оставляемые режущими зуб-
цами протяжки на обработан-
ной поверхности вследствие пе-
ременной по величине и напра-
влению упругой деформации
заготовки и самой протяжки в процессе протягивания. *
Усиление резкости и даже появление новых поперечных рисок **
будет происходить когда шаг калибрующих зубцов: 1) равен или
кратен шагу режущих зубцов; 2) равен расстоянию от входного
торца протягиваемой детали до первой от него риски, т. е.

3) равен расстоянию между рисками, соответствующими выходу
и входу режущих зубцов (фиг. 56), т. е.
~ t (L t - Zi мин) ~ t (Zi яин -|- 1) L — tZiuaxc L •
Указанное выше соотношение (20) между шагами калибрующих
и режущих зубцов позволяет в большинстве случаев избежать усло-
вий, приведенных выше. Однако проверка выбранного шага на вто-
* А при наружном протягивании также вследствие деформации (отжатия)
узлов протяжного станка и приспособления с обрабатываемой деталью.
** Усиление рисок калибрующими зубцами происходит как во время выхода
из протягиваемого отверстия последних режущих зубцов, так и при проходе самих
калибрующих зубцов.
96
рое й третье условие желательна. Нужно попутно отметить, что для
протяжек, обрабатывающих отверстия, к которым не предъявляется
высоких требований в отношении точности и чистоты, допустимо
равенство номинальных значений шагов калибрующих и режущих
зубцов, так как неравномерность фактических их величин будет
способствовать сглаживанию резкости рисок.
Выводы, основанные на анализе упруго-деформированного состоя-
ния обрабатываемой заготовки и протяжки, показывают, что режущие
зубцы оставляют после себя отверстие ступенчатой формы с диамет-
ром, постепенно возрастающим от входного торца к выходному.*
Границами отдельных ступеней являются круговые риски, как это
видно из фиг. 56, представляющей в схематическом виде продольный
разрез протянутого цилиндрического отверстия после прохода сквозь
него режущих зубцов.
Калибрующие зубцы постепенно сглаживают резкость этих сту-
пеней, но не устраняют их полностью. Больше того, калибрующие
зубцы, не обладая одинаковой остротой лезвий, срезают тонкие
слои металла не по всей окружности и длине протягиваемого отвер-
стия, а только на отдельных участках. Таким образом, форма отвер-
стия, возникшая после прохода первого калибрующего зубца, может
несколько измениться, даже в худшую сторону, при проходе после-
дующих калибрующих зубцов.** Поэтому, а также из-за наличия
других факторов фактическая форма протянутого отверстия значи-
тельно отличается от теоретической [2].
30. Протягивание отверстий с неравномерными стенками
Более сложную форму приобретает отверстие, протянутое в заго-
товках с неравномерной толщиной стенок. В этом случае не только
появляются ступени, отмеченные выше, но неравномерное радиаль-
ное отжатие и последующая осадка стенок заготовки приводят к по-
вторению (копированию) протянутым отверстием наружной формы
заготовки. При изменении толщины стенок вдоль оси (конические
и ступенчатые втулки, блоки зубчатых колес и пр.) профиль отвер-
стия изменяется аналогично наружному контуру также вдоль оси.
При изменении толщины стенок в плоскости, перпендикулярной
оси (головки шатунов, шкивы со спицами, подшипниковые щиты
и т. п.), протянутые отверстия получаются некруглыми. Погрешность
в форме протянутого отверстия часто выходит за пределы 2 и 3-го
классов точности.
В целях устранения этих и других ранее отмеченных погрешно-
стей формы отверстия необходимо, чтобы протягиваемая заготовка
переходила на калибрующие зубцы со сниженными упругими
* Это изменение диаметра, особенно после прохода калибрующих зубцов,
очень мало и обнаруживается только точными измерительными средствами.
** С целью устранения активного воздействия на отверстие последующих ка-
либрующих зубцов и повышения точности формы и чистоты протянутых поверх-
ностей делается иногда обратный конус на калибрующей части с уменьшением
диаметра до величины допуска.
7 Щеголев 105 97
деформациями или, что лучше, без них. Этого можно достичь сле-
дующими способами:
а) снабжением протяжки переходными и чистовыми зубцами
с уменьшенным подъемом;
б) устройством таких же зубцов в количестве 5—10 шт. без
подъема, что обычно применяется при протягивании отверстий
с неравномерной толщиной стенок [22];
в) отнесением калибрующей части от последнего режущего (пере-
ходного) зубца на расстояние порядка 15 ч- 20 мм, когда упругая
деформация стенок спадает;*
г) возможным увеличением передних и задних углов;
д) устранением ленточек на задних поверхностях режущих
и нескольких первых калибрующих зубцов;
е) использованием, где возможно, винтовых (и наклонных) зуб-
цов и т. д.
При протягивании отверстий в конических и ступенчатых дета-
лях желательно протяжку вводить в заготовку со стороны большого
диаметра детали, так как в этом случае искажение формы и размеров
отверстия будет меньше, чем при вводе протяжки с обратной сто-
роны. **
Все, что здесь было сказано относительно формы и размеров про-
тянутого отверстия и роли калибрующих зубцов протяжки, в равной
степени относится и к протягиванию пазов и наружных поверхностей.
Калибрующие зубцы активно воздействуют на обработанную поверх-
ность и не являются только запасными зубцами, пополняющими
убыль режущих зубцов при переточке протяжки.
* Это мероприятие дает удовлетворительные результаты при протягивании
заготовок г неодинаковыми стенками, причем указанное расстояние желательно
делать возможно большим, вплоть до величины, превышающей длину протягивания,
где это возможно (например, при протягивании наружных поверхностей).
С теоретической точки зрения было бы целесообразно расставить все калиб-
рующие зубцы так, чтобы они поочередно входили в протягиваемое отверстие при
полном отсутствии напряжений в заготовке.
** Это объясняется прежде всего более значительным напряжением осевого
сжатия, возникающим в области тонкой части стенок под действием осевой силы
протягивания. В связи с этим толщина тонких стенок при проходе протяжки уве-
личивается в большей мере и тем самым в известной степени компенсирует распор
этой части заготовок под влиянием радиальных сил.
ГЛАВА IV
ГЛАДКИЕ ЧАСТИ ПРОТЯЖЕК И ТЯГОВЫЕ ПАТРОНЫ
31. Хвостовая часть
Формы хвостовых частей протяжек или хвостовиков весьма раз-
нообразны и зависят от типа протяжек и способа крепления их
в тяговом патроне протяжного станка.
Наиболее распространенные типы хвостовиков представлены
на фиг. 57. Хвостовики, приведенные в левом ряду, называются
цилиндрическими и применяются для протяжек, обрабатываемых
при их изготовлении на центрах (цилиндрические, квадратные,
шестигранные, шлицевые и подобные им протяжки). В правом ряду
фиг. 57 указаны плоские, или, правильнее, призматические хво-
стовики, применяемые для протяжек, поперечное сечение которых
представляет собой прямоугольник, трапецию и т. п. Отдельные типы
хвостовиков характеризуются следующими особенностями.
Цилиндрический хвостовик (фиг. 57, а) является наиболее про-
стым по своей конструкции и закрепляется в тяговом патроне 4 при
помощи чеки, как это показано на фиг. 58. Чека 5, имеющая призма-
тическую форму, обычно называется на заводах клином. Для прохода
чеки хвостовик протяжки и корпус патрона снабжаются сквозной
прорезью — окном с полукруглыми краями. Чека входит в прорези
патрона и хвостовика протяжки свободно и от проваливания предо-
храняется поперечным штифтом 1. С помощью длинного штифта 2
вынимают и вставляют чеку. Торец хвостовика протяжки и отвер-
стие в патроне снабжаются фасками, облегчающими вхождение про-
тяжки в патрон.
Такая же фаска делается и вокруг отверстия под чеку на протяжке
и на патроне. Довольно часто по обеим сторонам поперечного отвер-
стия на хвостовике снимаются плоскости или лыски (фиг. 57, а)
того, чтобы приподымающийся иногда от давления чеки металл
хвостовика не защемлял протяжку в отверстии патрона. о
Диаметр каждого хвостовика Dr должен быть меньше диаметра DQ
предварительного отверстия по крайней мере на 0,5 мм с тем, чтобы
7* 99
обеспечить свободное насаживание протягиваемой детали на про-
тяжку. Таким образом
= Do — 0,5 мм. (22)
Значительное отклонение от размера £>0 нежелательно, так как
оно уменьшает прочность хвостовика, за, исключением протяжек
Фиг. 57. Типы хвостовиков.
с большими диаметрами (более 40 мм), которые, как правило, обла-
дают большим запасом прочности.
При конструировании новых протяжек окончательное значение А
должно быть принято равным ближайшему меньшему стандартному
размеру по ГОСТ 4044—48 или выбрано в соответствии с ближайшим
размером имеющихся при станке патронов. Для предотвращения
чрезмерного провисания протяжки после ее закрепления в патроне,
что может привести к перекосу и даже разрушению протяжки
в работе, допустимые отклонения на диаметр хвостовика следует
100
роне.
быстродействую-
принимать по посадке Х3 (ОСТ 1013), отверстие же в патроне выпол
нять с отклонениями по А3 (ОСТ 1013).
Длина хвостовика принимается от 5 Di у протяжек малых диамет-
ров до 2 у больших протяжек, чтобы обеспечить надежное поло-
жение хвостовика в отверстии патронов. Допуски на длину хвосто-
вика принимаются равными + 1 мм.
В табл. 16 приведены размеры хвостовиков для крепления их
чекой. Рассматриваемый тип хвостовика обычно применяется для
отверстий диаметром не меньше 10 жж, так как при меньших диаметрах
прорезь сильно ослабляет хвостовик.
Цилиндрический хвостовик, имеющий круговую выточку
(фиг. 57, б), предназначается для быстродействующего патрона
и широко применяется во всех видах
протяжек, имеющих не только цилин-
дрическое, но также и призматическое
тело. Достоинствами этого типа хвосто-
вика являются простота его изготовле-
ния и высокая прочность. Размеры его,
соответствующие ГОСТ 4044—48, при-
ведены в табл. 17.
Хвостовики относительно малых
диаметров — до 10 ч- 12 жж — выпол-
няются, согласно тому же ГОСТ,
с полукруглой выемкой (фиг. 57, в).
Цилиндрический хвостовик, пред-
ставленный на фиг. 57, г, служит
для закрепления протяжек в двухк
щем патроне. Применение этого хвостовика является ограниченным.
Он используется на протяжках нецилиндрической формы: шлице-
вых, квадратных и пр. Цилиндрические протяжки с этим хвостови-
ком могут легко порезать руку рабочего при поворачивании про-
тяжки во время ее освобождения из патрона. Минимальный диаметр
этого хвостовика — 12 жж (лучше 20 жж), максимальный — 40 жж.
Увеличение диаметра свыше 40 жж влечет большие размеры патрона,
который не сможет разместиться между направляющими станка.
Цилиндрический хвостовик для крепления протяжки вилкой
с призматическими или цилиндрическими рожками (фиг. 57, д)
применяется главным образом для протяжек с малыми поперечными
размерами, когда крепления чекой или кулачками не гарантируют
достаточной его прочности. Вместе с тем подобный тип крепления
находит применение также в тех случаях, когда необходимо предот-^
вратить произвольное .вращение протяжки во время ее присоеди-
нения к станку или в процессе работы. К этому приходится, в част-
ности, прибегать при протягивании различного рода некруглых
отверстий, строго координированных относительно ранее обработан-
ных на детали поверхностей. Нужно отметить, что подобное коорди-
нирование протяжки может быть достигнуто и при использовании
хвостовиков, показанных на фиг. 57, а и б. Для этой цели окно под
чеку хвостовика по фиг. 57, а должно быть зафиксировано в опреде-
ли
ленном положении относительно профиля режущих кромок протяжки
и, кроме того, нужно ужесточить допуски на размеры чеки и окна в про-
тяжке и патроне. Что же касается хвостовика по фиг. 57, б, то на нем
делается продольная плоскость («лыска»), координированная по про-
филю протяжки и соприкасающаяся с плоскостью шпонки, которая
врезается в этом случае в отверстие тягового патрона.
Призматический хвостовик (фиг. 57, е) служит для крепления
чекой протяжек с поперечным сечением некруглой формы. Окно
под чеку располагается обычно на широкой стороне хвостовика
и имеет размеры, равные размерам окон на цилиндрических хвосто-
виках.
Таблица 16
Размеры цилиндрических хвостовиков для крепления чекой в мм
Диаметр протягивае- мого отверстия Г>1 (доп. Хз) а (Доп. А) Ь с (доп. /1 f d2 (доп. С5) Сече- ние А—А в мм2
Свыше 10 до 11 10 20 16 3 65 5 9,5 48
И 12 11 20 16 3 65 5 9,5 60
п 12 и 14 12 20 16 3 65 5 11,5 76
14 16 14 25 20 4,5 70 5 13,5 90
16 г» 18 16 25 20 4,5 70 5 15,5 129
tf 18 20 18 28 20 6 75 6 17,5 146
20 22 28 20 6 75 6 19,5 194
22 п 25 22 28 20 6 75 6 21,5 248
п 25 rt 28 25 30 20 8 75 6 24,5 291
п 28 30 28 30 20 8 75 6 27,5 392
и 30 35 30 32 20 10 80 6 29,5 405
•> 35 40 35 32 20 10 80 6 34,5 610
и 40 45 40 35 25 12 85 7 39,5 775
п 45 •Л 50 45 35 25 12 85 7 44,5 1045
п 50 55 50 40 25 14 95 7 49,5 1260
п 55 60 55 40 25 14 * 95 7 54,5 1600
п 60 65 60 40 30 14 105 8 59 1980
Свыше 65 65 40 30 14 105 8 64 2400
102
Таблица 17
Размеры цилиндрических хвостовиков для быстродействующих патронов
по ГОСТ 4044—48 в мм
Li -
D1 °; а b F с г /х* Наименьшее поперечное сечение в мм2
5 — — — 0,5 3,4 3 45 14,2
6 — — — 0,5 4 3 45 20
7 — — — 1,0 4,7 4 55 27,5
8 — — — 1,0 5,4 4 55 36,1
9 — — — 1,0 6 5 60 45
10 — — — 1,5 6,8 6 65 56,9
12 8 28 15 5 — — 65 50,3
14 9,5 28 15 5 — — 70 70,9
16 И 28 15 5 — — 70 95,0
18 13 28 15 5 — — 75 132,7
20 , 15 28 15 5 — — 75 176,7
22 4 17 28 15 5 — — 75 227,0
25 19 28 15 5 — — 75 283,5
28 22 32 20 8 — — 80 380,1
\/32 25 32 20 3- — — 80 490,9
36 29 .32 20 8 — — 90 660,5
42 33 32 20 8 — — 90 855,3
50 38 32 20 8 — — 100 1134,1
(62) 50 38 25 12 — — 115 1963,5
(75) 62 38 25 12 — — 115 3019,0
* Размер li ГОСТ не предусматривает.
103
Таблица 18
Размеры хвостовиков для шпоночных протяжек с креплением чекой в мм
Толщина протяжки В (доп. Д) Hi (ДОП. ь Яо с (ДОП. а (Х>- Е k Я г Г1 h h
4 7,5 3 5 2,5 20 4 60 2 10 1,5 1 1 0,5
6 9 4 6 2,5 20 5 60 2 10 1,5 1 1 0,5
8 И 5 6,5 4 20 6 60 2,5 18 1,5 1, 1,5 0,5
10 15 6 10 5 20 8 70 3 22 2 1,5 2 0,8
12 18 8 12 6 30 10 70 5 30 2 1,5 2 0,8
15 22 10 15 8 40 13 80 6 30 3 1,5 2 0,8
18 28 12 20 8 40 15 80 7 35 3 2 3 1
20 30 14 22 8 40 16 80 8 35 3 2 3 1
22 35 16 25 8 40 20 80 9 40 3 2 3 1
26 40 18 25 10 40 22 80 10 45 3 3 4 1
26 45 20 25 10 40 24 80 10 45 3 3 4 1
104
Таблица 19
Размеры хвостовиков для шпоночных протяжек по ГОСТ 4043—48 в мм
Тип. А. Для размеров b от 3 до 10 мм включительно
Тип Б. Для размеров b свыше 10 мм
li-----------1
b В а 1х F bt f z‘
3 4 6 12 15 3 2,5 0,5 60
4 6 9 12 15 3 4 0,5 60
5 8 11 12 15 4 5 0,5 60
6 10 15 15 20 4 6 0,8 70
8 12 18 15 20 6 8 0,8 70
10 15 22 15 20 6 10 0,8 80
12 — 28 18 20 6 8 1 80
14 — 30 18 25 8 10 1 80
16 — 35 18 25 8 11,5 1 80
18 — 40 22 25 8 13 1 80
20 — 45 22 25 8 15 1 80
24 — 50 22 25 10 18 1 80
28 — 55 28 30 10 21 1 80
32 — 60 28 30 10 24 1 80
* lt — длина захода хвостовика в тяговый патрон. Размер lt ГОСТ не предусмат-
ривает.
105
Рекомендуемые размеры хвостовиков подобного типа в приме-
нении к плоским шпоночным протяжкам приведены в табл. 18.
Взамен чеки обычной формы в больших плоских протяжках
довольно часто применяется крепление цилиндрическим штифтом
с головкой. Очевидно, что отверстие под этот штифт в хвостовике
протяжки и тяговом патроне должно быть также цилиндрическим.
Хвостовик на фиг. 57, ж регламентирован ГОСТ 4043—48
(табл. 19) и закрепляется в двухкулачковых быстродействующих
патронах. Этот же тип хвостовика может присоединяться к патрону
при помощи вилки, подобно тому, как это осуществляется для ана-
логичных хвостовиков цилиндрической формы.
Хвостовик с трапецеидальной выемкой (фиг. 57, з) работает
совместно с быстродействующим патроном с одним кулачком.
Призматический хвостовик (фиг. 57, и) применяется преиму-
щественно для неподвижного крепления в тяговом патроне плоских
шпоночных протяжек, работающих без отсоединения от протяжного
станка. Крепление протяжки производится при помощи поперечной
шпонки прямоугольного или круглого сечения, входящей в соответ-
ствующую канавку на хвостовике протяжки с одной стороны и тяго-
вом патроне — с другой.
Резьбовой хвостовик (фиг. 57, к) предназначен также для жесткого
присоединения к станку плоских шпоночных протяжек.
Необходимо стремиться к возможно широкому использованию
хвостовиков по ГОСТ. Хвостовики под клин рекомендуется приме-
нять при серийном и штучном производстве, так как стоимость
патрона в этом случае наименьшая. При массовом производстве
рекомендуется применять хвостовики для быстродействующих пат-
ронов, так как применение их обеспечивает значительную экономию
вспомогательного времени.
32. Шейка и переходный конус
Назначение шейки и переходного конуса было уже указано
раньше (стр. 12). Для отдельных типов хвостовиков, например,
для изображенного на фиг. 57, б, а также для шпоночных и плоских
протяжек шейка делается за одно целое с хвостовиком. ,
Форма поперечного сечения шейки такая же, как и у хвостовиков.
Диаметр ее D2 (фиг. 6) обычно на 0,3—1 мм меньше диаметра хвосто-
вой части в зависимости отего величины. Допуск на диаметр D2 при-
нимается по посадке С5 (ОСТ 1015). Длина шейки 12 выбирается
с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимую длину протяжки
до первого режущего зубца (фиг. 59).
Длина переходного конуса /3 обычно принимается равной 10—
25 мм в зависимости от размеров протяжки. Меньший диаметр D3
переходного конуса следует принимать равным диаметру хвосто-
вика jD2, а больший — диаметру направляющей части.
Переходы от хвостовика к шейке и от шейки к конусу необходимо
закруглять. Допуски на длину шейки и переходного конуса обычно
не задаются, т. е. эти размеры являются свободными,
106
Фиг. 59, а
Dt а b
10-12 20 16
14-16 25 20
18—22 28 20
25—28 30 20
30—35 32 20
40—45 35 25
50—55 40 25
60-65 40 30
Фиг. 59, б
Хвосто- вик Патрон с
b k и
12 14 16 18 20 22 25 15 70 14 101
28 32 36 42 20 72 15 107
88 10 128’
Фиг. 59. Исходное положение протяжки.
107
33. Передняя направляющая часть и длина протяжки до первого
режущего зубца
В соответствии с назначением передней направляющей части
(стр. 12), длина ее lt должна быть не меньше длины протягиваемого
отверстия L, чтобы гарантировать правильность размера предвари-
тельного отверстия по всей его длине. Таким образом
l^L. (23)
При этом длиной направляющей части является расстояние
от конца переходного конуса до первого зубца режущей части,
т. е. включая длину первой стружечной канавки (фиг. 6).
Если протягивается отверстие очень большой длины (глубокое
отверстие), то длина направляющей части делается короче, чем это
определено условием (23), и обычно не превышает (1 ч- 1,5) D.
В этом случае необходима более тщательная подготовка отверстия
под протягивание.
Диаметр передней направляющей части D4 должен быть таким,
чтобы обрабатываемая деталь свободно насаживалась на протяжку.
Насаживание с ударами недопустимо, так как это вредно отражается
на протяжке. С другой стороны, диаметр направляющей части
не должен быть слишком мал, так как тогда возможен пропуск дета-
лей с диаметром отверстия меньше допустимого, что вызовет пере-
грузку первого зубца и даже поломку протяжки. По этим причинам
диаметр направляющей части принимается равным наименьшему
диаметру предварительного отверстия, т. е.
= (24)
с отклонениями посадки Л (ОСТ 1012). Допуски на длину передней
направляющей части составляют ± 1 мм.
При протягивании деталей с предварительным отверстием некруг-
лой формы, например, после долбления прямоугольных или копиро-
вального фрезерования овальных отверстий, форма и размеры перед-
ней направляющей должны соответствовать форме и размерам этого
предварительного отверстия.
' При протягивании черных, необработанных круглых отверстий
передняя цилиндрическая направляющая снабжается четырьмя
плоскостями — лысками.
Для того чтобы вставленная в деталь протяжка могла быть легко
присоединена к тяговому патрону, когда он находится в исходном
положении, т. е. в наибольшей близости к столу станка (фиг. 59),
необходимо правильно рассчитать длину протяжки до первого зубца.
Длина протяжки до первого зубца, размер I, рассчитывается
следующим образом.
Для клинового патрона (фиг. 59, а)
Z = а + Ъ + 1С + 1а /и + L + 30, (25)
где а и b — размеры хвостовика протяжки в нем, выбираемые
по табл. 16;
1С — толщина стола протяжного станка в мм;
1а—толщина фланга планшайбы в мм;
108
Iq — толщина фланца приспособлений й ММ'
L — длина протягиваемого изделия в мм.
Размеры 1С и 1а выбираются по приложению I.
Размер 16 выбирается конструктивно. Ориентировочно для стан-
ков с тяговым усилием Q < 20 т можно принимать /6 30 мм, а для
станков с Q свыше 20 до 40 т рекомендуется /б 40 мм.
Для быстродействующего патрона с ручным управлением
(фиг. 59, б)
/ = c4-/(;4-/a4-/g + L-|- 15, (25а)
где с = k — и + b + 30.
Величины k и и выбираются в зависимости от размеров патрона
У для протяжек, величина b — от размеров хвостовика протяжки
из табл. 17.
Для быстродействующего патрона с автоматическим управлением
(фиг. 59, в)
I = М + N + L + 30, (256)
где М = р — wMaKC, W =/ЯЛ +/б + 10.
Величины р и wMaKC выбираются в зависимости от размеров пат-
рона для протяжек;
1пл — высота планшайбы в мм выбирается по приложению I.
Для вертикально-протяжных станков для внутреннего протяги-
вания
I — L As “Ь 30. (25в)
Размеры 1а и Z3 выбираются в зависимости от модели станка по
приложению II.
34® Задняя направляющая часть
В соответствии с назначением задней направляющей части
(стр. 12) форма ее принимается такой же, как форма протянутого
отверстия. Так, например, при круглом отверстии задняя направ-
ляющая должна иметь форму цилиндра, при квадратном отверстии—
форму квадратной призмы и т. д. Однако в целях упрощения изго-
товления протяжки, вполне допустимо придавать цилиндрическую
форму задней направляющей всех протяжек, которые обрабаты-
ваются на центрах (квадратных, шестигранных, шлицевых и др.).
У протяжек с призматическим телом (пазовых, плоских) задняя на-
правляющая имеет призматическую форму. Плоские шпоночные
протяжки выполняются, как правило, без задней направляющей.
Взамен ее удлиняется до полутора-двух шагов последний калибрую-
щий зубец (стр. 242).
Поперечные размеры задней направляющей части должны соот-
ветствовать наименьшим допустимым значениям поперечных размеров
готового отверстия, чтобы эта часть могла свободно проходить сквозь
отверстие, сделанное полностью изношенной протяжкой. Таким
образом, для протяжек с цилиндрической направляющей
D, = DMUH>, (26)
109
для протяжек с плоской направляющей
где Н и В — поперечные размеры (высота и ширина) готового
отверстия.
Задняя направляющая должна быть достаточно длинной, чтобы
обеспечить хорошее направление в готовом отверстии. Рекомендуе-
мые значения длин приведены в табл. 20.
Таблица 20
Длина задней направляющей части /7 в мм *
Длина протягиваемого отверстия
До 25 Свыше 25 до 30 Свыше 30 до 40 Свыше 40 до 50 Свыше 50 До 70 Свыше 70 до 100 Свыше 100
20 22 25 30 35 40 50
При протягивании прерывистых отверстий (с выточкой) или двух
соосных отверстий одного и того же диаметра длина ^задней направ-
ляющей должна быть больше выточки или расстояния\между обоими
отверстиями. Этим можно предотвратить смещение осей протянутого
отверстия или двух отверстий, чего трудно избежать при обычной
длине задней направляющей части.
Допустимые отклонения на поперечные размеры задней направ-
ляющей части принимаются такими же, как и для передней части,
т. е. по посадке Л (ОСТ 1012); допуски на длину + 1мм.
У очень длинных и тяжелых протяжек задняя направляющая
служит одновременно местом, за которое протяжка поддерживается
люнетом, скользящим по направляющим корыта горизонтально-про-
тяжного станка. Поскольку отверстия в люнетах во многих случаях
не позволяют разместиться задним направляющим больших диаме-
тров, протяжки снабжаются дополнительной опорной цапфой (фиг. 6),
диаметр которой D8 принимается равным внутреннему диаметру
втулки люнета *. Обычно в протяжных станках имеется несколько
таких втулок различных диаметров. Длина опорной цапфы /8 прини-
мается от 0,57) до 0,77), но не менее 20—25 мм. При использовании
протяжек на вертикальных протяжных станках для обработки
отверстий (станок 7710В) и в ряде случаев на горизонтальных стан-
ках протяжки снабжаются задним хвостовиком (фиг. 6, б), форму
и размеры которого следует принимать по табл. 17. Этот хвостовик
входит в соответствующий патрон с одним или двумя кулачками,
перемещающимися при помощи пружин.
* Довольно часто задний конец протяжки поддерживают центром, вставленным
в гнездо люнета. В этом случае опорная цапфа не нужна.
110
35. Гладкие части прошивок
Фиг. 60. Проталкиватели для прошивок.
Конструкция йрошивок во всех главных частях совпадает с кон-
струкцией протяжек (фиг. 6, в), но на прошивке отсутствуют хвосто-
вик и шейка.
Для облегчения ввода прошивки в отверстие перед направляющей
частью делается гладкая коническая часть, длина которой /3 (фиг. 6)
колеблется в пределах от
4 мм при диаметре прошивки
10—12 мм до 15 мм при диа-
метре 40—50 мм. Угол ко-
нуса 15°, радиус закругления
на переднем торце составляет
1—2 мм.
Размеры передней напра-
вляющей Z)4 и /4 принимаются
такими же, как у протяжек.
Длина задней направляю-
щей /7 должна быть больше
длины прошиваемого отвер-
стия в 1,5—2 раза, чтобы
зубцы прошивки могли выйти
из отверстия, прежде чем
патрон пресса упрется в торец
детали. Диаметр задней на-
правляющей О7 устанавли-
вается как у протяжек, а
длина ее указана в табл. 20.
Диаметр D8 (фиг. 6, внизу)
может быть сделан на 1—5 мм
меньше О7 и с большим допу-
ском, хотя вполне допустимо
выполнение задней направля-
ющей с одинаковым диаме-
тром по всей длине.
Для уменьшения длины
прошивок, обрабатывающих
более или менее длинные отверстия, а следовательно, и для ускорения
работы применяют проталкиватель (фиг. 60), благодаря которому
можно сократить длину задней направляющей части. В начальный
момент проталкиватель 3 упирается в задний торец прошивки
(фиг. 60, а) и продавливает ее сквозь деталь 1. Скользящая втулка 2,
насаженная на проталкиватель, предохраняет прошивку от перекоса
как в начале, так и в конце работы. Втулка 2 сначала движется
вместе с проталкивателем, а затем, упершись в торец детали,
останавливается и скользит по проталкивателю. С этой же целью
конец прошивки снабжается удлиненным наружным центром 4
(фиг. 60, 6), который входит в цилиндрическое отверстие в толка-
теле 5.
111
На своем торце заДнЯЯ направляющая чаС1ъ заканчивается фа-
ской с углом 30°, когда работа производится с патроном, или 45° при
использовании проталкивателя. Фаска имеет длину от 4 до 12 мм
в зависимости от диаметра прошивки.
На передней направляющей части прошивок обычно делается
поперечное круглое отверстие с диаметром от 3 до 8 мм, в которое
пропускается проволока для подвешивания прошивки в процессе
термообработки.
36. Центровые отверстия
Все протяжки, изготовляемые и затачиваемые на центрах, напри-
мер, круглые, шлицевые, квадратные, многогранные и др., снаб-
жаются центровыми отверстиями, которые должны быть утоплен-
ными, так как иначе они могут быть повреждены при насаживании
на протяжку обрабатываемых деталей. Этой цели удовлетворяют
стандартные центровые отверстия с предохранительным конусом
типа В по ОСТ 3725 (фиг. 61, а) и еще лучше — центровые отверстия,
помещенные в торцовом углублении, как это показано на фиг. 61, б.
Размеры центровых отверстий обоих типов приведены в табл. 21.
Поверхности центровых отверстий должны быть закалены и при-
терты.
Таблица 21
Размеры центровых отверстий для протяжек в мм
Диаметр хвостовика °Ц не более DB 1ц не менее не менее 1*

От 8 ДО 10 1,5 4 6 1,8 4 0,6 1
Свыше 10 до 18 2 5 8 2,4 5 0,8 1,2
» 18 » 30 2,5 6 10 3 6 0,8 1,5
» 30 » 45 3 7,5 12 3,6 7,5 1,0 2
» 45 » 60 4 Id 15 4,8 10 1,2 2,5
» 60 » 75 5 12,5 20 6 12,5 1,5 3
Свыше 75 6 15 25 7,2 15 1,8 4
112
37. Тяговые патроны
Тяговые патроны служат для присоединения протяжек к ползуну7
протяжных станков. Они соединяются со станком обычно при помощи
резьбы, которая выполняется как на хвостовике патрона, так
и в гнезде каретки.
За резьбовой частью патрона для некоторых станков распола-
гается цилиндрическая цапфа (фиг. 62, а), при помощи которой па-
трон центрируется в отверстии гнезда каретки. Для неподвижного
закрепления патрона в каретке служит контргайка, расположенная
на резьбовом хвосте патрона.
Устройство тяговых патронов соответствует конструкции хвосто-
виков протяжек. Патрон для крепления протяжек при помощи чеки
(фиг. 62, а) имеет форму полого стакана, диаметр цилиндрического
отверстия в котором равен диаметру хвостовика. Для прохода чеки
в патроне сделано такое же поперечное сквозное отверстие, как
и на хвостовой части протяжки.
8 Щеголев 105 ИЗ
В целях уменьшения количества применяемых патронов допу-
стимо использование переходных втулок, как это показано
на фиг. 62, б. Наружный диаметр втулки (гильзы) равняется диа-
метру отверстия в патроне, внутренний же диаметр ее соответствует
диаметру хвостовика. Для предотвращения проворачивания втулки
в патроне служит винт, расположенный на торце корпуса
патрона.
Устройство быстродействующего патрона, предназначенного для
закрепления хвостовика с круговой выточкой, приведено на фиг. 63, а.
Зажим протяжки осуществляется посредством четырех плоских
кулачков 5, расположенных в корпусе патрона 1 и входящих в круго-
вую выточку на хвостовике протяжки. Кулачки удерживаются
в этом положении гильзой 2, сдвинутой в крайнее левое положение.
Для освобождения протяжки гильза 2 посредством рукоятки 4 пере-
мещается вправо настолько, чтобы внутренняя выточка 5 гильзы
разместилась против наружных торцов кулачков. Тогда при вытяги-
вании протяжки из патрона коническая часть выточки хвостовика
раздвинет кулачки, и протяжка легко может быть удалена из па-
трона. Раздвигание кулачков при вводе протяжки в патрон осуще-
ствляется конической фаской на торце хвостовика.
114
Рассматриваемый тип патрона используется также и при авто-
матизации зажима и освобождении протяжки (фиг. 63, б). Для. этой
цели патрон снабжается пружинами 3 и 4. После рабочего хода станка
и возвращения ползуна вместе с патроном и протяжкой в свое исход-
ное положение гильза 1 упирается торцом в заднюю поверхность
опорного приспособления или в специально установленный упор
и отжимается назад так, чтобы ее выточка расположилась против
кулачков, которые под действием пружин 4 расходятся в стороны.
В этом положении можно свободно вытащить протяжку из патрона
и снова вставить ее обратно. Зажим хвостовика произойдет сразу
же после включения рабочего
хода, когда освобожденная
гильза \ сдвинется пружиной 3
влево и закроет кулачки.
На фиг. 63, б гильза 1 пока- '
зана в двух положениях. При (Г1Ю' Jr
протягивании фасонных отвер- I И pF
стий требуемое положение про-
ТЯЖКИ достигается выполне- Фиг. 64. Патроны для протяжек с пло-
нием на ее хвостовиках лысок. скими хвостовиками.
В этом случае для получения
необходимой формы отверстий в кольцо 2 тягового патрона
и во втулку вспомогательного патрона для заднего хвостовика про-
тяжки устанавливаются стальные сегменты. Гнезда под сегменты
должны быть обработаны заранее.
Для закрепления протяжек с малыми диаметрами хвостовой
части, когда, согласно ГОСТ 4044—48, на хвостовике делается полу-
круглая выемка, применяется патрон, показанный на фиг. 62, в.
Хвостовик присоединяется здесь посредством цилиндрического
штифта. Сам патрон вследствие его малых размеров связывается
с ползуном станка при помощи резьбового переходника.
Для присоединения к протяжным станкам протяжек с плоским
хвостовиком, имеющим продолговатое отверстие под чеку, - приме-
няется патрон, изображенный на фиг. 64, а. Плоские шпоночные
протяжки, имеющие боковые выемки с двух сторон (ГОСТ 4043—48)
соединяются с ползуном станка посредством патрона с двухрожко-
вой вилкой или быстродействующего патрона с двумя кулачками.
Патрон для тех же протяжек, но имеющих выемку только с одной
стороны, приведен на фиг. 64, б. Этот патрон снабжен призматиче-
ской шпонкой и применяется в тех случаях, когда протяжка после
каждого своего прохода не отключается от станка. Для этой же
цели может быть использован патрон с резьбовым отверстием
(фиг. 64, в), в которое ввертывается протяжка с резьбовым хвосто-
виком (фиг. 57, к). Присоединение плоского хвостовика с трапецеи-
дальной выемкой (по фиг. 57, з) осуществляется однокулачковым
быстродействующим патроном, устройство которого подобно кон-
струкции патрона, показанной на фиг. 63, а.
ГЛАВА V
ОБЩАЯ ДЛИНА ПРОТЯЖЕК И КОМПЛЕКТНЫЕ ПРОТЯЖКИ
38. Подсчет общей длины протяжек
В соответствии с фиг. 6, общая длина протяжки для отверстий
представляет собой сумму длин отдельных ее частей, т. е.
Ln - I + Ц + /6 + Z7 + 4. (27)
Подставляя сюда соответствующие величины, определенные при
расчете частей, получим общую длину протяжки, которая должна
быть уточнена отдельным подсчетом непосредственно на чертеже
и округлена до цифры, кратной 5, за счет изменения длины шейки
или задней направляющей части.
Допустимое отклонение для общей длины протяжки обычно при-
нимается равным + 2 мм при длине до 1000 мм и + 3 мм при большей
длине.
Длина протяжки не должна превосходить предельной величины
LnuaKv которая обусловливается следующими факторами:
1) наибольшим ходом каретки протяжного станка;
2) производственными возможностями инструментального цеха
или завода, изготовляющего протяжку;
3) короблением протяжки при термической ее обработке.
Очевидно, что полная длина протяжки Ln не должна превосходить
наибольшей величины хода станка Lc, т. е.
Ln<Lc.
Хотя в настоящее время и имеются протяжные станки с очень
большим ходом каретки, а именно до 3200 мм (ГОСТ 5393—50), все
же наиболее распространенными являются станки с ходом до 1600 мм.
При конструировании и расчете протяжки необходимо иметь соот-
ветствующие данные о станке, на котором она будет работать*.
* Основные параметры протяжных станков общего назначения приведены
на стр. 18.“
116
Вопрос об ограничении длины по производственным возможно-
стям разрешается наличием в инструментальном цехе или на инстру-
ментальном заводе специального оборудования (станков и печей)
для обработки длинных протяжек. Современные специальные фре-
зерные, шлифовальные и заточные станки, а также вертикальные
шахтные печи позволяют производить обработку очень длинных про-
тяжек, вплотьjjo JQ00 мм; но обычное оборудование инструменталь-
ных цехов машиностроительных заводов (универсальные фрезерные
и шлифовальные станки, горизонтальные печи) ограничивает длину
протяжки меньшими размерами.
Длинные и в особенности тонкие протяжки подвержены при
термической обработке очень большому короблению, которое не
всегда возможно устранить самой тщательной правкой. Поэтому
длину протяжек приходится ограничивать некоторыми предельными
значениями, которые приведены (ориентировочно) в табл. 22.
Таблица 22
Предельные длины протяжек в мм
Протяжки, обрабатываемые на центрах
D От 12 до 15 Свыше 15 до 20 Свыше 20 до 25 Свыше 25 до 30 Свыше 30 до 50 Свыше 50 и выше
Ln макс 700 1 \ 800 1000 1200 1300 1500
Плоские и шпоночные протяжки
Меньший размер поперечного се- чения протяжки 5 От 5 до 8 Свыше 8 до 12 Свыше 12 до 18 Свыше 18 до 22 Свыше 22
Ln макс 750 1000 1200 1300 1500
Данные этой таблицы следует рассматривать лишь как рекомен-
дуемые. Заводы с высокой культурой инструментального производ-
ства безусловно в состоянии изготовлять качественные протяжки
и больших длин.
Учитывая, что протягивание детали несколькими протяжками
снижает эффективность работы, необходимо всегда стремиться в тех
случаях, когда расчетная длина протяжки Ln не намного превосхо-
дит предельную длину Ln макс, ввести ее в этот предел путем повтор-
ного пересчета. Если же ограничиться одной протяжкой невозможно,
приходится производить обработку детали. комплектом протяжек,
описание работы которых приведено выше (стр. 35).
117
39. Длина и количество комплектных протяжек
При расчете комплектных протяжек необходимо получить О1дель-
ные протяжки примерно одинаковой длины, чтобы работа протяги-
вания распределялась между протяжками поровну. Очевидно,
что в каждую протяжку комплекта полностью входят гладкие
части, составляющие длину I + /7 + /8. Что касается длины зубча-
той части /5 + /6, то она распределяется поровну между отдельными
протяжками. Каждая протяжка комплекта, кроме последней, окан-
чивается обычно двумя зубцами-одинакового размера, но без фаски,
для чего требуется увеличить длину на 2/ в каждой протяжке, кроме
последней. Последняя протяжка заканчивается нормальными кали-
брующими зубцами, занимающими длину /6. Первый зубец каждой
протяжки, кроме первой, имеет размер, равный поперечному размеру
последних зубцов предыдущей протяжки. Это вызывает увеличение
длины на один шаг на каждую протяжку, кроме первой.
Таким образом, суммарная длина зубчатых частей всех протяжек
комплекта будет равна
/5 + /в + 2Ц/- 1) + /(7-1) = /5 + /6 + 3/(/- 1),
где j — число протяжек в комплекте;
2/ (/ — 1) — увеличение длины за счет одинаковых зубцов в конце
протяжек;
t (J — 1) — увеличение длины за счет зубцов в начале протяжек.
Общая длина Lj каждой протяжки в комплекте:
£• = / + /, + /8 + /5 + Ze + 34/-l) < L
Необходимое число j протяжек в комплекте определяется из этой
формулы, если обозначить сумму / + /7 + /8 через /0, т. е.
1 I ^5 Ч~ ^6 4~ 3/ (/ — 1)_ г
4о Т j L'n макс'
Решая это равенство относительно j, получим:
. = (/5 + /6)-3/ .
(•^п макс — 10) 3£
Поскольку величины в скобках как числителя, так и знаменателя
значительно больше величины 3/, значение дроби существенно
не изменится, если отбросить величину 3/ в числителе и знаменателе.
Тогда
j
Ln макс 1о
Количеством протяжек в комплекте является ближайшее большее
целое число, полученное по формуле (28).
118
“Число зубцов, общая длина и размеры отдельных элементов каж-
дой протяжки должны быть уточнены непосредственно на чертеже
протяжек.
В тех случаях, когда дробная часть числа / мала, необходимо
произвести перерасчет протяжек с целью ограничения количества
протяжек в комплекте ближайшим меньшим целым значением /.
Количество зубцов zy-, приходящееся на каждую протяжку в ком-
плекте, определяется по формуле
zJ = , (29)
обеспечивающей разделение общего расчетного числа режущих zp
и калибрующих гк зубцов приблизительно поровну между отдель-
ными протяжками комплекта.
40. Ширина режущих кромок
При протягивании комплектными протяжками канавок, напри-
мер шлицевых и шпоночных, а также квадратных, прямоугольных
и тому подобных отверстий, ширина Bj режущих кромок или, соот-
ветственно, толщина тела S • отдельных протяжек в комплекте может
быть принята одинаковой для всех протяжек. Однако это допустимо
лишь при небольшом количестве протяжек в комплекте и при высо-
кой точности изготовления их, когда достигается весьма малое сме-
щение поперечного профиля одной протяжки относительно другой.
Обычно же указанные размеры всех протяжек в комплекте, кроме
последней, уменьшают на величину, соответствующую компенсации
погрешностей при выполнении геометрической формы (погрешности
шага шлицевых выступов, смещение зубцов шпоночной протяжки
относительно ее тела и пр.). Последняя протяжка изготовляется
по наибольшим допустимым размерам и придает окончательную форму
и требуемые размеры протягиваемому отверстию, как это показано
в схематическом виде на фиг. 65, на которой индексы (1, 2, 3, 4)
размеров Bj и Зу, соответствуют различным протяжкам в комплекте.
При другом методе последовательно уменьшают поперечные
размеры протяжек в комплекте на одинаковую часть поля допуска
на отверстие (фиг. 65), определяемую величиной
АВ AS zqo\
uB = — или us = — , (30)
где АВ и AS — допуск на размер В или S протягиваемого отверстия;
/ — количество протяжек в комплекте.
Величину уменьшения и желательно принимать не менее 0,015—
0,0.2 мм. Если значение и по условию (30) не меньше этой величины,
то дополнительная обработка (калибровка) канавок или отверстий
с целью удаления ступенек профиля не обязательна, так как сум-
марное значение и лежит в пределах допуска АВ или AS. Если же
значение и не удовлетворяет указанному условию, то необходимо
принять его равным 0,015—0,02 мм, и тогда дополнительная обработ-
ка(калибровка) отверстия или канавок обязательна, так как суммар-
ное значение и будет выходить из пределов допуска на В или S..
При этом удаление ступенек, остающихся на сторонах канавок или
отверстий, протянутых комплектом протяжек, производится или
последней протяжкой в комплекте, или при помощи дополнительной
Фиг. 65. Схема работы комплектных протяжек: а — протягива-
ние прямоугольных канавок; б — протягивание прямоугольного
отверстия. (Цифрами обозначены слои металла, срезаемые
последовательными протяжками комплекта).
калибрующей протяжки, которая снабжается зубцами на боковых
сторонах и имеет общий подъем на каждую сторону, равный суммар-
ной высоте всех ступенек. В тех случаях, когда выполнить боковые
зубцы трудно, например у шлицевых протяжек, срезание ступенек
производится протяжками, у которых режущие кромки располо-
жены так же, как и у всех протяжек в комплекте, но со значительно
большим подъемом зубцов —0,2—0,3 мм на сторону *.
41. Передняя направляющая часть комплектных протяжек
Форма и поперечные размеры передней направляющей части
каждой последующей протяжки в комплекте соответствуют форме
и размерам отверстия, обработанного предыдущей протяжкой.
Поэтому при обработке, например, шлицевых отверстий направляю-
щие имеют ребристую форму**.
Центрирование протяжки производится по тем элементам отвер-
стия, которые не изменяются (правильнее — мало изменяются)
вследствие переточки предыдущей протяжки. Очевидно, что к числу
* Конструкция калибрующих, в частности, шлицевых протяжек приведена
на стр. 188.
** Более подробные данные о конструкции направляющей части шлицевых
и других протяжек приведены в гл. VIII.
120
таких элементов для рассматриваемого шлицевого отверстия отно-
сятся поверхности выступов (внутренняя окружность отверстия) и
боковые стороны шлицевых канавок.
Соответствующие этим элементам размеры передней направляю-
щей последующей протяжки принимаются равными минимальным
размерам протягиваемого отверстия с относительно небольшими
допустимыми отклонениями.
Что касается окружности впадин в том же шлицевом бтверстии
(наружная окружность), то она может изменяться при переточке
протяжки. Поэтому диаметрнаружной окружности направляющей
части принимается равным диаметру наружной окружности послед-
них зубцов предыдущей протяжки dn с двумя отрицательными
отклонениями.
Таблица 23
Допустимые отклонения для направляющих частей комплектных протяжек в мм
Поперечные размеры направляющих D4 Величины отклонений
для протяжек шлицевых, многогранных, прямо- угольных ит. п. для протяжек шпоночных, плоских и пр. с одно- сторонним расположением зубцов
Свыше 6 До > 10 f —0,07 1 —о,ю —0,05 —0,08
» 10 » 18 / —0,09 1 —0,125 —0,06 —0,095
» 18 » 30 f —о,ю j —0,145 —0,07 —0,115
» 30 » 50 f —0,12 1 —0,17 —0,08 —0,13
» 50 » 80 f —0,15 I —0,21 —0,10 —0,16
» 80 » 120 J —0,18 ( —0,24 —0,13 —0,19
Величины этих отклонений, выявленные в производственных
условиях, приведены в табл. 23 не только для шлицевых, но также
и для квадратных, шестигранных, прямоугольных, шпоночных
и других протяжек, работающих в комплекте. Так, например, для
второй комплектной шлицевой протяжки, работающей после первой,
с диаметром последних зубцов dn = 32,48 мм имеем £)4. ~
= 32,482g;}? мм.
Для отверстий, длина которых более чем в три раза превышает
поперечный размер, рекомендуется величину отклонений по табл. 23
увеличивать на 50%, что определяется заметным влиянием дефек-
тов геометрической формы направляющих. Передняя направляющая
каждой протяжки в комплекте не должна туго входить в отверстие,
сделанное предыдущей протяжкой: вколачивание протяжки в отвер-
стие ни в каком случае не допустимо.
121
Соответственно условиям, указанным для передней направляю-
щей, выполняется и задняя направляющая часть комплектных про-
тяжек.
Длины как передней, так и задней направляющих частей выби-
раются так же, как и для одиночных протяжек (стр. 108), хотя в от-
дельных случаях они могут быть приняты короче.
42. Предельная длина прошивок
Прошивка, работая как относительно длинный стержень под
нагрузкой, вызывающей в нем деформацию сжатия, должна не только
удовлетворять обычным условиям прочности, но также быть прове-
рена на продольную устойчивость.
Проведенные расчеты [77 ] позволяют рекомендовать следующие
предельные длины прошивок в зависимости от диаметра d0 стружеч-
ной канавки первого зубца (табл. 24).
Таблица 24
Предельные длины прошивок Lnp в мм
^сж в кг/мм2 (свыше —до)
15—20 20—25 25—30 30—36 36—42 42—50 50—60
21d0 18d0 17d0 15J0 14d0 13J0 12J0
* °сж “ нормальные напряжения, возникающие в материале прошивки от воздей- ствия осевой силы прошивания
Общая допустимая длина прошивок может быть взята больше,
чем это указано в табл. 24, на величину длины передней направляю-
щей части и направляющего конуса*.
* В отдельных случаях, в зависимости от конкретных условий, величины в
табл. 24 могут быть несколько превышены. В частности, для прошивок с очень малыми
диаметрами (3—10 мм) относительная длина достигает 3Odo. Лучшая прокаливае-
мость инструментальной стали и обычно более легкие условия работы допускают
здесь;увеличение длины.
ГЛАВА VI,
СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ПРОТЯГИВАНИИ
43. Составляющие силы резания и тяговое усилие станка
Возникающую при работе протяжки общую силу сопротивления
срезанию стружки можно разложить так же, как и при других видах
резания металлов, на следующие три составляющие (фиг. 66): осевую
Р2, действующую вдоль протяжки и направленную в сторону, про-
тивоположную ее движению; поперечную Ру, направленную внутрь
тела протяжки перпен-
дикулярно ее оси; боко-
вую действующую р
перпендикулярно двум ?v\\ \\
первым составляющим и \\ \\1Х\ \\ W
стремящуюся сдвинуть
протяжку в сторону. (_______________________
Поперечная составля-
ющая Ру прижимает опор- Фиг. 66. Составляющие силы резания,
ную поверхность протя-
жек с несимметричным расположением зубцов (шпоночных,
плоских односторонних, угловых и им подобных протяжек) к опор-
ной плоскости приспособления или каретки станка к направляющим
станка, в результате чего при движении протяжки или каретки воз-
никает сила трения Р/у.
У протяжек с симметричным расположением зубцов относительно
оси (у круглых, шлицевых, квадратных и других протяжек) соста-
вляющие Ру взаимно уравновешиваются*.
Сила Рх стремится сдвинуть протяжку с наклонными зубцами
в сторону и должна быть воспринята соответствующей опорой или
кареткой станка. При движении протяжки или каретки станка воз-
никает сила трения Р/х между опорой и боковой плоскостью
* Это справедливо лишь в том случае, когда острота режущих кромок и свой-
ства обрабатываемого материала одинаковы как с одной, так и с другой, проти-
воположной, стороны. В противном случае силы не уравновешиваются, и протяжка
может смещаться в сторону («увод» протяжки).
123
протяжки или кареткой и направляющими станины. У цилиндриче-
ских протяжек с винтовыми зубцами составляющая Ру образует
крутящий момент, который передается тяговому патрону и связанной
с ним каретке протяжного станка. У протяжек с зубцами, располо-
женными в плоскости, перпендикулярной оси (кольцевые зубцы),
составляющей Рх нет.
Для того чтобы осуществить движение протяжки при резании,
необходимо к ней приложить осевую силу Р (фиг. 66), которая урав-
новешивала бы осевую составляющую Pz и величины сил трения
Pfx и Pfr т. е. силу
Р = + (А)
Необходимо, чтобы осевая сила протягивания или просто — сила
протягивания не превосходила тягового усилия станка, т. е.
P<Q. (31)
При этом нужно помнить, что тяговое усилие станка Q (кг) зави-
сит от состояния самого станка.
Тяговое усилие полной величины могут развивать только новые
станки, хотя и в этом случае рекомендуется (40) расчет протяжек
вести на несколько пониженную нагрузку, например на (0,9—0,95)
QMaKc> чтобы предотвратить непредвиденную перегрузку протяж-
ного станка и его остановку в работе. Для станков не новых, но нахо-
дящихся в хорошем состоянии следует ориентироваться на 0,8 QMaKC
и, наконец, для изношенных станков — на 0,7 QMaKC и даже меньше.
Здесь QMaKC соответствует наибольшему тяговому усилию по пас-
порту станка.
44. Подсчет силы протягивания
При движении протяжки относительно обрабатываемой поверх-
ности величина силы протягивания изменяется: при входе зубцов
в работу эта сила растет до тех пор, пока в резании не будет участво-
вать наибольшее для данной протяжки количество одновременно
работающих зубцов zt. В дальнейшем, по мере продвижения про-
тяжки, сила протягивания скачкообразно изменяется вследствие
переменного зцачения zL (стр. 70). При выходе протяжки сила
уменьшается до нуля. Подобный характер изменения силы протяги-
вания представлен на фиг. 67 в форме теоретической диаграммы,
построенной на основе суммирования сил, возникающих на отдель-
ных зубцах любой режущей протяжки. Небольшие мелкозаштри-
хованные площадки на последних режущих зубцах и в конце работы
протяжки соответствуют работе калибрующих зубцов, которые
в отдельных случаях могут срезать очень тонкие слои металла или
возбуждать, не срезая стружки, силу трения (стр. 95).
Рассматривая диаграмму, можно отметить, что наибольшее и
наименьшее значения силы Р (пики) не остаются постоянными,
а постепенно увеличиваются от начала к концу протяжки. Это
124
объясняется тем, что при протягивании цилиндрического отверстия
при постоянной подаче ширина стружки увеличивается по мере роста
диаметра режущих зубцов.
В других типах протяжек, например квадратной, шестигранной
и т. п., сила протягивания уменьшается вследствие уменьшения
Фиг. 67. Теоретическая диаграмма силы протягивания.
ширины стружки (стр. 46). При протягивании шпоночных канавок
и прямоугольных шлицев высота диаграммы по пикам и впадинам
будет постоянной, так как ширина стружки (канавок) здесь также
постоянна.
Фиг. 68. Осциллограммы силы протягивания: а—при работе
шпоночной протяжки; б — при работе цилиндрической
протяжки.
Характер фактической нагрузки протяжки может несколько отли-
чаться от теоретического ввиду неравномерности подъема зубцов
и других дефектов протяжки, как например, это видно из осцилло-
грамм, приведенных на фиг. 68, а (для шпоночной протяжки) и на
фиг. 68, б (для цилиндрической)*.
* Обе осциллограммы «получены при
динамометра [71]. Резкие колебания силы
чеством одновременно работающих зубцов
помощи конденсаторного протяжного
протягивания связаны с малым коли-
(один и два зубца).
125
Неравномерная нагрузка на протяжку (т. е. пики в величине силы
протягивания) является характерной для прямых зубцов. У протя-
жек с винтовыми и наклонными зубцами можно достичь равномерно-
сти в величине силы протягивания (стр. 75 и 78).
Величина силы протягивания Р зависит от свойств обрабатывае-
мого металла, подачи на зуб и суммарной длины рабочей части режу-
щей кромки, количества одновременно работающих зубцов и других
факторов: геометрии режущих элементов, состава смазочно-охла-
ждающей жидкости, степени затупления протяжки и пр.*
Для выбора протяжного станка и проверки протяжки на прочность
необходимо знать наибольшую возможную силу протягивания. Зави-
симость между наибольшей для данной протяжки силой протягива-
ния Рмакс и влияющими на нее факторами можно представить сле-
дующей эмпирической формулой:
?макс — CpS* 2 кг> (32)
где Ср — постоянная, зависящая от обрабатываемого материала
и формы протяжки;
sz — подача на зуб, или подъем зубцов на сторону в мм;
— суммарная длина рабочей части режущей кромки в мм;
zt — наибольшее количество одновременно работающих зуб-
цов;
х — показатель степени при sz;
KC,KU— поправочные коэффициенты, характеризующие влияние
переднего угла, состава смазочно-охлаждающей жидко-
сти и степени износа зубцов протяжки, посредством
которых корректируются значения Рмакс в тех случаях,
когда условия протягивания отличны от условий, при
которых были определены значения Ср.
При расчете Рмакс необходимо принимать во внимание* наиболь-
шие значения sz и ft, относящиеся к рассматриваемой протяжке.
Для отдельных видов протяжек могут быть получены частные
зависимости для силы Р. Так, например, для круглых протяжек
Р = CpspzfirKcKu; (33)
для шпоночных протяжек
Р = (34)
для шлицевых протяжек, обрабатывающих прямоугольные шлицы,
Р = Срз^КтКсКи, (35)
где D — диаметр протягиваемого отверстия в мм;
b — ширина шпоночной канавки или шлицевого паза в мм;
п — количество шлицев в отверстии.
* Большая исследовательская работа по определению силы резания при про-
тягивании была проведена в Советском Союзе. В этих работах принимали участие
А. И. Каширин [31], А. В. Щеголев и Л. С. Мурашкин [71], В. Л. Дмитриев [23],
Е. М. Левенберг [32], Г. И. Грановский, Д. М. Марголин и др. Результаты работы
обобщены Бюро технических нормативов МСС и изданы в форме справочников [42].
126
Таблица 25
Постоянная Ср и показатель степени х в формуле силы протягивания
Обрабатываемый материал СР X
Наименование Твер- дость по Бри- нелю Предел прочно- сти в кг) мм2 Шпоноч- ные и па- зовые протяж- ки Шлице- вые про- тяжки Круглые протяж- ки
Сталь углероди- стая конструкци- онная <200 200—230 >230 <70 70—80 >80 177 202 250 212 230' 284 700 762 842 0,85
Сталь легиро- ванная конструк- ционная <200 200—230 >230 <70 70—80 >80 202 250 282 230 284 315 762 842 1000
Сталь хромомо- либденовая 250—270 — — — 800 0,8
Сталь хромони- келемолибденовая 280—310 — — — 910 0,87
Чугун серый <200 >200 — 115 13^ 125 150 300 354 0,73
Таблица 26
Поправочные коэффициенты для силы протягивания
Перемен- ный пара- метр .Передний угол у° Степень за- тупления протяжки Смазочно-охлаждающая жидкость **
5 10 15 20 Ост- рая Затуп- лен- ная * СФ ЭМ РМ БС
Обозначе- ние коэф- фициента Л Y Л КС
Для стали Для чугуна * Затуг режущей кр протяжки). ** СФ — БС — без см 1,13 М тление, • ОМКИ О1 сульфой азочно-с 1 1 соответ* г 0,15 mj Ьрезол; эхлажда 0,93 0,95 зтвующе и (круг/ ЭМ — П нощей- » 0,85 ?е шири! тые про' Э-процеь кИДКОСТ! 1 1 ie зоны гяжки) . ггная эм I. 1,15 1,15 износа 1 до 0,3 j гульсия; 1 по задн им (ШЛ1 РМ-] 1 0,9 ей rpai щевые I растите/ 0,9 1И и К) 1 ШПОНО1 1ьное ма 1,34 1 эаям чные ело;
127
Значения постоянной Ср и показатель степени х приведены в
табл. 25,* а величины поправочных коэффициентов — в табл. 26.
В целях облегчения расчета в табл. 27 указываются значения sz
в степенях 0,73; 0,8; 0,85 и 0,87.
Поскольку в табл. 25 приводятся данные только для трех видов
протяжек, сила протягивания для других протяжек может быть
приближенно определена путем сопоставления формы режущих
Кромок. Так, например: для протяжки с прямолинейными кромками
(плоские протяжки) могут быть приняты значения Ср, указанные
для шпоночных протяжек; для протягивания квадратных и шести-
гранных отверстий — данные для круглых протяжек; длятреуголь-
ных и эвольвентных — значения для обыкновенных шлицевых про-
тяжек и т. д. **
Таблица 27
Значения s*
sz .0,73 Sz SO,8 .0,85 sz .0,87 sz sz .0,73 sz .0,8 sz .0,85 Sz .0,87 sz
0,015 0,047 0,035 0,028 0,026 0,100 0,186 0,158 0,141 0,135
0,020 0,057 0,043 0,036 0,033 0,110 0,200 0,171 0,153 0,146
0,025 0,068 0,052 0,043 0,040 0,120 0,213 0,183 0,165 0,157
0,030 0,076 0,060 0,051 0,047 0,125 0,218 0,189 0,171 0,164
0,035 0,085 0,068 0,058 0,054 0,130 0,225 0,195 0,176 0,169
0,040 0,095 0,076 0,065 0,060 0,140 0,238 0,207 0,188 0,180
0,050 0,113 0,091 0,078 0,073 0,150 0,25 0,219 0,199 0,192
0,060 0,128 0,105 0,091 0,086 0,160 0,262 0,231 0,210 0,208
0,070 0,144 0,119 0,104 0,101 0,170 0,274 0,242 0,222 0,214
0,075 0,151 0,125 0,111 0,105 0,180 0,286 0,253 0,232 0,224
0,080 0,158 0,132 0,117 0,111 0,190 0,298 0,264 0,244 0,235
0,090 0,172 0,145 0,129 0,123 0,200 0,309 0,277 0,255 0,247
* Величины коэффициента Ср, приведенные в табл. 25 для круглых протяжек
и относящиеся к срезанию тонких стружек, являются для прогрессивных протяжек,
срезающих толстые стружки, завышенными. Это вытекает, например, из иссле-
дования прогрессивных протяжек, проведенного Ф. П. Маликовым [36].
Сравнение данных этого исследования с экстраполированными значениями
по формулам Министерства станкостроения [42] показывает, что более целе-
сообразно принимать коэффициент Ср равным средней арифметической величине
для шлицевых и шпоночных протяжек по табл. 25.
При определении силы протягивания для зачищающих зубцов следует поль-
зоваться формулой (33) и коэффициентом, указанным в табл. 25 для круглых про-
тяжек.
** Содержание табл. 25 соответствует данным нормативов МСС, за исключением
отдельных цифр. Так, например, в таблице несколько уменьшена постоянная Ср
у шлицевых протяжек для чугуна, что выполнено на основании опытов автора
и Л. С. Мурашкина. Кроме того, таблица дополнена данными, относящимися к хромо-
молибденовой и хромоникелемолибденовой стали.
128
В нормативах [801 силу резания нри протягивании рекомендуется
определять по следующей зависимости:
Р = P'z 2 b кг,
где Р' — сила резания на 1 мм длины режущей кромки в кг!мм
(берется из приложения IV);
2 b — наибольшая суммарная длина режущих кромок всех
одновременно работающих зубцов в мм.
Наибольшая суммарная длина 2& в мм режущих кромок всех
одновременно работающих зубцов определяется по формулам:
для цилиндрических отверстий
У Ь =----zh
гс 11
для шлицевых отверстий и шпоночных пазов
zc
для цилиндрических поверхностей (при профильных и прогрессив-
ных схемах)
для пазов, плоскостей и уступов с постоянной шириной обрабаты-
ваемого контура
Для плоскостей и уступов с переменной шириной обрабатываемого
контура Sb определяется графически [80].
В этих формулах:
d — наибольший диаметр зубцов в мм;
zc — число зубцов в секции (для непрогрессивных протяжек
гс = 1);
zL — наибольшее число одновременно работающих зубцов;
Ь — ширина шпоночного паза в мм;
п — число шлицев или шпонок;
а — угол контакта обрабатываемой поверхности с режущими
- кромками зубца протяжки;
В — щирина протягиваемой поверхности р мм;
т — угол наклона зубцов протяжки (фиг. 48).
45. Поперечная составляющая силы протягивания
В ряде случаев, например при определении силы трения и дефор-
маций протягиваемой детали, бывает необходимо знать поперечную
составляющую Ру силы сопротивления срезанию стружки. В табл. 28
приводятся значения этой составляющей в виде отношения ее
9 Щеголев 105 129
Таблица 28
Отношения составляющих силы сопротивления срезанию стружки при протягивании
Подача на зуб в мм РУ рг Подача на зуб в мм 5^1 N О. |о.
Сталь Чугун Сталь Чугун
0,015 0,9 — 0,04—0,05 0,7 0,6
0,02 0,85 0,8 0,06—0,10 0,65 0,5
0,03 0,8 0,7 0,12—0,15 0,6 ' 0,4
к осевой составляющей Р* *. Таблица составлена на основании
опытов автора с использованием динамометра, снабженного датчи-
ками с проволочными тензометрами сопротивления. Протягива-
нию подвергались плоские наружные поверхности на стали 20, 40
и 35ХМА, а также на чугуне. В качестве режущего инструмента
применялся отдельный зубец плоской протяжки вместе с примы-
кающей к нему стружечной канавкой. Передний угол зубца соста-
влял 15°, задний—5°; радиус округления режущей кромки —
15—20 мк, скорость резания 2 м/мин, смазочно-охлаждающая
жидкость — 10-процентная эмульсия.
46. Сила протягивания для протяжек с наклонными зубцами
Приведенные выше эмпирические зависимости относятся к про-
тяжкам с прямыми зубцами, т. е. расположенными в плоскостях,
перпендикулярных оси протяжек.
Для протяжек с наклонными зубцами, например для односторон-
ней плоской протяжки, сила протягивания может быть определена
в соответствии с условием (А) на стр. 124, т. е.
Осевая составляющая Pz определяется по общей зависимости
PZ = Cps- 2 ЬКхКтКсКи sin т, (36)
где S& — наибольшая сумма длин режущих кромок, уча-
ствующих в резании; подсчитывается согласно за-
висимостям, установленным в п. 21 (стр. 75);
Ср и х — постоянная и показатель степени при подаче
на зуб могут быть приняты такими же, как и для
шпоночных протяжек;
р
* Меньшие значения отношения были получены в опытах Л. А. Михее-
Z
вой [43] при обработке стали марки 45, что, по-видимому, объясняется большей
заостренностью лезвия экспериментального зубца, а также использованием актив-
ных добавок в смазке. Однако при протягивании высоколегированной стали вели-
чина Ру получилась близкой к 100% силы Р&
130
Kr, Kc и Ки — поправочные коэффициенты согласно данным
табл. 26;
г — угол наклона зубцов;
— коэффициент, учитывающий увеличение осевой
составляющей вследствие более сложной деформа-
ции стружки при работе наклонных зубцов. Вели-
чина этого коэффициента может быть заимствована
из исследования процесса фрезерования цилиндри-
ческими фрезами*, выполненного В. Д. Морозо-
вым**.
Значения коэффициента Кх для стали и чугуна следующие:
т° 90 75 60 45
Кх Г 1,04 1,08 1,11
Слагаемое Pfx — сила трения — определяется зависимостью
Pfx —
где Рх — боковая составляющая, которая может быть принята со-
гласно данным А. М. Розенберга***, исследовавшего про-
цесс строгания широкими резцами и фрезерования и уста-
новившего зависимость между составляющими Рх и Рг
в следующем виде:
Рх ss; 0,28Рг cig т;
р — коэффициент трения между боковой поверхностью тела
протяжки и направляющей протяжного приспособления
(обе поверхности из закаленной стали). Величина его может
быть принята приблизительно равной 0,12—0,15 при про-
тягивании со смазочно-охлаждающей жидкостью и 0,20—
0,25 — при обработке без жидкости.
Слагаемое Р^у — сила трения между опорной плоскостью про-
тяжки и направляющей, возникающая под действием составляющей
Ру, — может не учитываться, так как оно входит в величину Рг,
определенную экспериментальным путем для шпоночных протяжек
с прямыми зубцами.
Таким образом, с достаточной для практики точностью, сила про-
тягивания для рассматриваемого типа протяжки может быть подсчи-
тана по следующей зависимости:
Р = Cps- S6 (1 + 0,28ц ctg т) KTKcKuKxsin х. (37)
* Это заимствование допустимо без существенной погрешности для резуль-
тата, поскольку в отношении распределения сил процессы фрезерования, а тем
более строгания и протягивания могут считаться аналогичными.
** В. Д. Морозов, Условия работы спиральной фрезы, Труды ЛИИ,
1940, № 2.
*** А. М. Розенберг, Динамика фрезерования, Машгиз, 1947.
9* 131
Для протяжек с зубцами на нескольких плоскостях необходимо
учитывать взаимное расположение этих плоскостей. Так, например,
для протяжек с зубцами на двух противоположных плоскостях
(протягивание боковых сторон прямоугольного паза, обработка пря-
моугольного отверстия) значение силы Р, определяемой по формуле
(37), необходимо удваивать, если направления наклона зубцов на той
и другой стороне протяжки различны (правый и левый наклоны).
Фиг. 69. Зубцы двухсторонней и трехсторонней протяжек.
Для такой же протяжки, но с одинаковым наклоном зубцов,
величина Р подсчитывается по формуле *
Р = 2Cpsxz^bKxsmr, (37')
так как здесь составляющие Рх направлены в разные стороны.
Сила протягивания для двухсторонних прямоугольных протяжек
(фиг. 69, а) может быть определена как сумма сил для каждой стороны
I и II, т. е.
Р = CpS*! (1 + 0,28р, ctg Ti) К.х\ sin п +
+ cpszii 0 + 0>28p Ctg.Tn) 7Ctn sin Tn. (38)
Для трехсторонних протяжек конструкции, подобной изображен-
ной на фиг. 69, б, сила Р будет
Р = cpszib^zi + 2СХп 2 bn О + 0,28lx ctgT) Kxsm т. (38')
47. Сила протягивания для протяжек с винтовыми зубцами
Для подсчета силы протягивания при обработке цилиндрических
отверстий круглыми винтовыми протяжками можно воспользоваться
теми зависимостями, которые были установлены выше для протяжек
с наклонными зубцами. Принимая при этом во внимание формулу (36)
и учитывая, что наибольшая длина рабочей части режущих кромок
* В формулах (37'), (38) и (38') не учтены коэффициенты Ку, К.с и Ки-
132
определяется зависимостью (10), можно выразить значение осевой со-
ставляющей силы резания в следующем виде:
Р = Рг = /(лОер)2 + з24 ns*Kx sin т,
где Ср и х — могут быть приняты такой же величины, как это уста-
новлено для обычных цилиндрических протяжек
(табл. 25)*;
DCp — среднее арифметическое значение диаметра режущей
части протяжки в мм, относящееся к длине протягивае-
мого отверстия L (стр. 79);
s — осевой шаг витка каждого зубца протяжки в мм;
п — число заходов — зубцов на протяжке;
т — угол наклона зубцов, относящийся к диаметру Dcp и
подсчитываемый по формуле
T = arctg-^;
/Q — коэффициент, учитывающий более сложную деформа-
цию стружки при резании винтовыми и наклонными
зубцами (стр. 131).
Учитывая, что длина винтовой линии на один оборот витка равна
У (л£)ср)2 +• s2 = у , а осевой ход зубца s = tn, где t — осевой
шаг зубцов или расстояние между двумя соседними витками (фиг. 49),
будем окончательно иметь, приняв во внимание поправочные коэффи-
циенты по табл. 26,
P = Cps&cp±KxKrKcKu.
Ввиду весьма небольшой разницы между значениями Dcp и диа-
метром. протягиваемого отверстия D, можно считать, что
P = Cps*D±KxKTKcKu. (39)
Последняя зависимость совершенно аналогична зависимости (33)
для обычных круглых протяжек, за исключением того, что значению
здесь соответствует отношение и введен дополнительный коэф-
фициент Кх. **
Помимо осевой силы протягивания при работе винтовыми про-
тяжками возникает тангенциальная составляющая Ркоторая
образует крутящий момент, воспринимаемый элементами крепления
протяжки и обрабатываемой детали.
* Значения Ср и х для винтовых протяжек желательно проверить экспери-
ментальным путем.
** Несколько иной метод подсчета силы резания для винтовых протяжек изла-
гается в статье В, Ф. Боброва [13],
133
Наибольшая величина этого момента составляет:
или, принимая во внимание зависимость для приведенную на
стр. 131, будем иметь:
M^0,14PDcpctgT. (40)
48. Проверка протяжек на прочность
При конструировании протяжек, особенно с небольшими попереч-
ными размерами, необходимо производить проверку их на прочность
с тем, чтобы предотвратить разрыв их от действия силы протя-
гивания.
Вопрос о расчете протяжек на прочность является значительно
более сложным, чем вопрос о расчете обычных деталей, изготовляе-
мых из конструкционных сталей. Эта сложность в первую очередь
определяется трудностью подсчета действительных напряжений,
возникающих в материале протяжек. Хотя протяжка подвергается,
казалось бы, простой деформации, в основном растяжению, а про-
шивка — сжатию, все же в работе они изгибаются, а при протяги-
вании шлицевых отверстий — скручиваются.
Деформация изгиба или, правильнее, «разгибания» возникает
вследствие кривизны протяжки, неизбежно остающейся при ее изго-
товлении.
Изгиб также вызывается неправильностями в закреплении про-
тяжек на станке, отступлением от перпендикулярности опорной
поверхности детали к оси предварительного отверстия и различного
рода неточностями протяжного станка [77].
Многошлицевые, многогранные, прямоугольные и тому подобные
протяжки, несмотря на высокие требования, предъявляемые к точ-
ности выполнения их формы, все же имеют некоторую винтообраз-
ность, которая, естественно, вызывает в них деформацию кручения
при резании.
Чрезмерным возрастанием всех этих погрешностей и можно
объяснить наблюдаемые в ряде случаев разрушения протяжек в ра-
боте.
Наличие на протяжках стружечных канавок, выемок под кре-
пежные элементы и отверстий под винты (составные протяжки)
является причиной концентрации напряжений в наиболее ослаблен-
ных местах протяжки, усугубляемых, кроме того, несимметричностью
приложения силы, что, например, имеет место при работе протяжек
с односторонним расположением зубцов (шпоночные, плоские и тому
подобные протяжки).
Сама сила, воздействующая на протяжку или прошивку, меняет
свою величину иногда в весьма значительных пределах:
Наконец, не поддающимися учету факторами являются внутрен-
ние напряжения, связанные с закалкой протяжек и неравномер-
ностью закаленного слоя по поперечному сечению (непрокал),
134
Известно, что при неудовлетворительно проведенной закалке эти
внутренние напряжения достигают столь большой величины, что
инструмент иногда разрушается без приложения внешней нагрузки.
Ввиду сложности учета всех видов деформации, возникающих
при работе протяжек, проверку их на прочность приходится произ-
водить с учетом только главной деформации — растяжения, увели-
чивая запас прочности. Условие прочности в этом случае имеет сле-
дующий вид:
а = ^о№<[(7]( (41)
* мин
где о — действительные напряжения при деформации растяжения
в кг/мм2;
Рмакс — наибольшая величина силы протягивания в кг;
FMUH — минимальная площадь поперечного сечения протяжки в жж2;
принимается или по первой стружечной канавке, или по хво-
стовой части протяжки в том месте, где она наиболее осла-
блена отверстием или выемками под крепежные элементы;
[а] — допустимое напряжение в материале протяжки в кг!мм2.
Хотя предел прочности при растяжении круглых протяжек и зуб-
чатых образцов той же формы, изготовленных из закаленной инстру-
ментальной стали, достигает весьма больших значений —80—
140 кг/мм2 [26], все же воздействие приведенных выше факторов
значительно снижает его величину в отдельных случаях до значений,
соответствующих разрыву сырого образца, и даже меньше. Это заста-
вляет принимать допускаемое напряжение [а] относительно неболь-
шим*.
На основании значительного количества наблюдений за работой
протяжек, а также испытания их на разрыв в настоящее время при-
нимаются следующие величины [ст]:
1) для протяжек, имеющих кольцевые стружечные канавки (ци-
линдрические, шлицевые, квадратные ит. п.) [о] = 30 -н 35 кг!мм2;
2) для протяжек с плоским телом и несимметричным приложе-
нием нагрузки (шпоночные, плоские и т. п.) [а] = 15 — 20 кг/мм3.
Меньшие значения [о] относятся'к протяжкам, выполненным из
легированной инструментальной стали, а большие — из быстроре-
жущей стали. В отдельных случаях, например для цилиндрических
протяжек с малыми диаметрами (6—8 мм), когда достигается хорошая
прокаливаемость, допускаемое напряжение может быть повышено
до 55—60 кг/мм2 [69].
Для хвостовиков из конструкционной стали, привариваемых
к протяжкам, [о] можно принимать равной 25 кг/мм2.
Опыт также показывает, что допускаемое напряжение на сжатие
для прошивок при нормальной их длине можно принять равным
60 кг!мм2.
* Некоторые интересные соображения о выборе допускаемых напряжений
для протяжек приведены в статье Смирнова А. С. [61].
135
Хвостовые части протяжек желательно также проверять на дефор-
мацию смятия, особенно в тех случаях, когда хвостовик, будучи
изготовлен из конструкционной стали, приварен или присоединен
к протяжке на резьбе или винтами. Допускаемое напряжение на
смятие может быть принято равным 50—60 кг/мм2 при изготовлении
протяжек из быстрорежущей стали, 40—45 кг/мм2 — для легиро-
ванной стали и 20 кг/мм2 — %ля конструкционной стали (например,
марки 40Х). Точно так же следует производить проверку на проч-
ность элементов для закрепления протяжек в тяговых патронах
(клиньев, вилок, шпонок), когда приходится прибегать к меньшим
размерам их, чем это установлено соответствующими нормалями.
Расчет этих элементов производится так, как это обычно принято
для деталей, изготовляемых из конструкционной стали.
Исходя из условий прочности протяжки, представляется возмож-
ным подсчитать или наибольшую допустимую подачу на зуб или наи-
большую глубину стружечной канавки. Для этой цели нужно опре-
делить прежде всего ту силу Рдоп, которая допускается прочностью
протяжки, обычно по хвостовику или в сечении по первой стружеч-
ной канавке. При использовании протяжек с большим поперечным
сечением такой силой может оказаться тяговая сила станка.
Для определения наибольшей допустимой подачи исходим из ра-
венства (32), решая которое относительно sz получаем
ох _ ____Рдоп_____
* Ср 2 9
после чего по табл. 27, или извлечением корня х-й степени,* нахо-
дим s2.
Для определения наибольшей глубины h0 стружечной канавки
пользуемся условием, определяющим диаметр d\ протяжки по первой
стружечной канавке с диаметром
d\ = dr — 2h0.
Площадь поперечного сечения Ft будет
р _ л — 2Л0)2 _ л (Ро — 2Л0)2
“ 4 “ 4
так как dt может быть принято равным диаметру предварительного
отверстия Do-
ri а основании (41) будем иметь
г Р доп
Fi==~W
Подставляя вместо Fy его значения и решая это выражение
относительно Ло, получим
Ло[0]^0,5(ро-1>1/^). (43)
ГЛАВА VII
ПРОТЯЖКИ для ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОТВЕРСТИЙ
49. Обзор конструкций
Протяжки для цилиндрических отверстий, или цилиндрические
(круглые) протяжки, выполняются для работы в основном по двум
схемам срезания припуска: 1) по обыкновенной (профильной) и
2) по прогрессивной. Соответственно различают обыкновенную и
прогрессивную конструкции цилиндрических протяжек.
Наиболее старой и до сих пор еще распространенной конструкцией
круглых протяжек является первая конструкция, характеризую-
щаяся относительно несложным методом расчета и сравнительной
простотой изготовления. Однако такого рода протяжки имеют ряд
существенных недостатков, к числу которых, в частности, относятся
трудность достижения ими высокой чистоты протянутой поверхности,
относительно большая длина, низкая стойкость вследствие быстрого
затупления и пр. Характерной особенностью таких протяжек яв-
ляется срезание тонких стружек и наличие узких стружкоделитель-
ных канавок. Этими обстоятельствами и определяются в основном
перечисленные выше недостатки. В следующем параграфе приводится
пример расчета такой протяжки, так как при невысоких требованиях
к чистоте протянутых поверхностей и стойкости самих протяжек
они могут найти применение особенно в условиях мелкосерийного
производства.
Вторая группа цилиндрических протяжек — прогрессивной кон-
струкции— обладает более высокими технологическими и эксплуа-
тационными свойствами. Характерной особенностью их является
срезание толстых и сравнительно узких стружек и отсутствие обыч-
ных стружкоделительных канавок. Они являются более короткими
и наряду с повышением качества протянутых поверхностей обеспе-
чивают на основе уменьшения своей длины экономию инструмен-
тальной, в частности, быстрорежущей стали и увеличение произво-
дительности.
Цилиндрические протяжки прогрессивной конструкции в настоя-
щее время все шире и шире используются в промышленности.
137
50. Пример расчета цилиндрической протяжки обыкновенной
конструкции
Режущие кромки всех зубцов этих протяжек образуются окруж-
ностями, диаметры которых последовательно увеличиваются от пер-
вого зубца к последнему. Стружка срезается концентрическими коль-
цами. ♦
Требуется рассчитать цилиндрическую протяжку для отверстия
со следующими размерами: диаметр D = 28+°>045 мм; длина L =
— 58 мм. Материал обрабатываемой детали — сталь марки 40Х
(аь = 55 ч- 70 кг/мм*; НВ = 160 -- 190).
Протягивание производится на горизонтальном протяжном станке
модели 7А510 в хорошем состоянии с наибольшим тяговым усилием
Q-мам = 10 000 кг.
Допустимое наибольшее усилие станка принимаем Q= №0Мам~
= 0,9-10 000 = 9000 кг.
Предварительное отверстие сверлится сверлом. Величина при-
пуска Ло по табл. 3 составляет 1 мм.
Наименьший диаметр предварительного отверстия Do = D —
—А 28 — 1 = 27 мм.
Диаметр сверла dUH = Do + aK = 27 + 0,2 = 27,2 мм.
Сверло диаметром 27,2 имеется в ГОСТ.
Диаметр последнего режущего и калибрующих зубцов dn = D6 =
= &мам — б = 28,045 —0,005 = 28,040 мм.
При этом расчете принято, что обрабатываемое изделие доста-
точно толстостенное и величина разбивания 6 % — 0,005 мм.
Суммарный подъем протяжки X = dn — Do = 28,040 — 27 =
= 1,040 мм.
Выбираем по табл. 6 подачу на зуб: sz = 0,025 мм.
Шаг режущих зубцов по формуле (4) с меньшим коэффициентом
t 1,25= 1,25 /58 = 9,5 мм.
Наибольшее количество одновременно работающих зубцов (5) *
2< = 4 + i=>+1=7-1.
т. е. принимаем 7 зубцов.
Наименьший шаг при выбранном (6) t' = = 7
^8,4 мм.
Принимаем окончательно t = 9 мм **.
* Для этого примера и последующих в скобках указаны номера формул, при-
веденных ранее.
** Определение шага, основанное на подсчете первоначально минимальной
глубины стружечной канавки по формуле (12), при Кмин — 2,5 приводит к глубине
h0 = 2,5 мм, чему соответствует шаг 6 мм. При этом шаге получается чрезмерно
большое значение zi, равное 10 зубцам, что усложняет подвод смазки к работающим
зубцам протяжки, приводит к превышению допускаемого напряжения (а = 35 кг/мм2)
и не обеспечивает достаточного количества переточек протяжки. Шаг 9 мм удо-
влетворяет в значительно большей мере комплексу требований, предъявляемых
к протяжке в данном случае.
138
Принимаем основную форму стружечной канавки по табл. 7
с размерами: глубина hQ 3,5 мм; радиус г — 1,8 мм; ширина вер-
шины g = 3 мм; активная площадь Fa — 9,63 жж2.
Коэффициент заполнения стружечной канавки (11)
is__ Fa __ 9,63 _ л л
Л “ szL ~ 0,025-58 “
т. е. больше минимального его значения по табл. 9.
Передний угол у = 15° по табл. 10, задний угол а = 3° по
табл. 11.
Производим проверку протяжки на прочность. Для этого опре-
деляем площади поперечного сечения по хвостовику Fx и по первой
стружечной канавке Fx. к
Принимая хвостовик по ГОСТ 4044—48 (табл. 17), имеем: Dx =
= 25 мм; 1г = 75 мм; D\ = 19 мм; Fx — 283,5 жж2.
При диаметре первого зубца dv = DQ = 27 мм получим
F = л №-2А0)2 = п (27 — 2-3,5)2 = 314 ъ
1 4 4
Сила протягивания (33) Р — CpDs*ZiKxKcKu.
Значения Ср, х, КгКс и Ки заимствуем из табл. 25 и26.
Тогда
Р = 762-28-0,0250-85-7-0,93-1 • 1,15 6870 ks<Q = 9000 кг.
Напряжение деформации растяжения по наименьшему сечению
протяжки
_ Р 6870 ол О / 2
<т — -р- — -gggj — 24,2 кг!мм ,
т. е. меньше допускаемого напряжения [а] = 30 кг/мм2 (стр. 135),
если протяжка будет изготовляться из легированной инструменталь-
ной стали, например 9ХВГ (ГОСТ 5950—51).
Количество режущих зубцов (16)
2г=-1Г1 + 3= 2w+3 = 23’8:
принимаем двадцать четыре зубца, причем два последних зубца выпол-
няются одинакового диаметра.
Длина режущей части (17) /5 = tzp = 9-24 = 216 мм.
Канавки для деления стружки по данным табл. 13: количество
пк — 14; ширина sK = 1 мм; глубина hK — 0,7 мм.
Калибрующая часть: диаметр зубцов D6 = dn = 28,04 мм;
количество зубцов zK = 7 по табл. 15; шаг tK 0,7Z = 0,7-9 =
= 6,3 мм принимаем 6,5 мм.
Стружечная канавка — основная с размерами: h0 = 2,5 мм;
г = 1,3 мм; g = 2 мм (табл. 7).
Передний угол такой же величины, как и на режущей части; зад-
ний угол ак = 0°30' (стр. 93); прямая ленточка fK на вершинах
зубцов принимается равной 0,2 мм.
139
Номера зуб- цов 3° 0°30'
Диаметры зубцов -0,015 -0,012
8 О о L0 о ю о со о LQ о й 8 ю о ю ю о
Допуски (X. (ч. оо" оо" оо оо" 00 оо" оо" 00 00 00 00
СЧ сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч СЧ сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч
а сч со 00 сч ю СО оо 2 о сч ю СО 00 а> о
сч сч сч сч сч сч сч сч сч сч СО СО
15
jzZ
-si
-590±2-
7
ОСТ 3725
3 ,Тип В
-28+-®\
....у f /
-О>_______
--------75t1--------*
\45°
-60+1-
45,5+1-
+20-
233±2----
Профиль режущих зубцов
с N1 по 24 вкл.
6,5
-216±2-
Профиль калибрующих зубцов п 0
с N25 по 31 бкл. W стружкоделительных канавок
6 шахматном порядке на режу-
щах зубцах с N1по 23 вкл.
Материал: инструментальная
сталь ХВГТОСТ 5950-51
Твердость: зубцов и направляю -
щах частей RC= 61^64
хвостовой части RC=35^5

Фиг.

70. Цилиндрическая протяжка обыкновенной конструкции.
Длина калибрующей части /6 = tKzK = 6,5-7 = 45,5 мм.
Допустимое отклонение на диаметр калибрующих зубцов при-
нимаем равным 0,012 мм, согласно указанию на стр. 93.
Передняя направляющая часть: диаметр Z)4 = D* = 27“^ мм;
длина /4 = L = 58 мм (принимаем 60 мм).
Задняя направляющая часть: диаметр D1 = Влмин ~ мм;
длина /7 = 35 мм (табл. 20).
Шейка: диаметр D2 = Dr — 0,5 мм = 25 — 0,5 = 24,5 мм.
Переходный конус: диаметр D3 = Dr = 25 мм; длина /3 = 20 мм.
Длина протяжки до первого зубца при диаметре хвостовика Dv =
= 25 мм имеет значение (фиг. 59, в и приложение 1)
/ = М Ч- wMaKC 4“ Ю Ч- 1Пл + + 30 =
= 73 Ч- 22 Ч- 10 Ч- 70 Ч- 30 Ч- 58 Ч- 30 = 293 мм.
Общая длина протяжки (27)
Ln = IЧ- /5 Ч- /б + /7 = 243 Ч- 216 Ч- 45,5 Ч- 35 =
— 589,5 ^590 мм.
Центровые отверстия по табл. 21: тип В по ОСТ 3725; номиналь-
ный диаметр d(i = 2,5 мм.
Материал протяжки — легированная инструментальная сталь
9ХВГ.
Чертеж протяжки приведен на фиг. 70. Допустимые откло-
нения на основные размеры приняты в соответствии с указаниями
в гл. Ill—V.
51. Цилиндрические протяжки прогрессивных конструкций
Подобного рода протяжки для обработки цилиндрических отвер-
стий отличаются от протяжек обычной конструкции тем, что металл
срезается здесь не кольцевыми слоями, а разделяется на части. Это
осуществляется посредством прорезания в удаляемом слое металла
продольных канавок и последующего затем срезания образующихся
при этом выступов, подобно тому, как это показано в схематическом
виде на фиг. 71.
Подъем у протяжек прогрессивных конструкций производится
не на каждый зубец, а на группы зубцов или секции. Подача, при-
ходящаяся на зубец на секцию, у таких протяжек значительно
больше, чем у протяжек обыкновенной конструкции, что связано
с уменьшением ширины среза и снижением удельной силы резания;
благодаря этому длина прогрессивных протяжек получается меньше.
Кроме того, прогрессивные протяжки в состоянии обрабатывать
черные отверстия, получаемые в процессе отливки или ковки заго-
товок деталей. Поэтому в ряде случаев при использовании таких про-
тяжек отпадает необходимость предварительной подготовки отвер-
стия, подлежащего протягиванию.
141
Фиг. 71. Схемы срезания стружки цилиндрическими протяжками прогрессивных конструкций.
Известно несколько конструкций прогрессивных протяжек. В ча-
стности шлицевая схема на фиг. 71, а характеризует конструкцию
прогрессивной протяжки, режущая часть которой состоит из кана-
вочных и обычных круглых зубцов. Каждый канавочный зубец про-
резает одновременно 4—6 и более прямоугольных или трапецие-
видных канавок — шлицев, ширина которых равна или несколько
больше ширины выступов в отверстии. Круглые зубцы срезают про-
межутки между канавками.
Зубцы для канавок и для срезания выступов располагаются на
протяжке поочередно. При этом диаметр вторых зубцов обычно умень-
шается на 0,03—0,04 мм по сравнению с первыми, чтобы избежать
срезания стружки по полной окружности протягиваемого отверстия.
Вполне возможно размещать вначале шлицевые зубцы, а затем круг-
лые.
Протяжка обычно заканчивается несколькими круглыми чисто-
выми зубцами, срезающими кольцевую стружку и зачищающими
неровности, остающиеся после черновых зубцов.
Протяжки такой конструкции в состоянии обрабатывать не только
предварительно подготовленные, но также и черновые отверстия.
По данным М. С. Берлинера [10], подъем зубцов у таких протяжек
составляет 0,4—0,8 мм на диаметр (подача на зуб 0,2—0,4 мм),
причем применение подобного рода протяжек целесообразно при
допуске на предварительное отверстие менее 0,5 мм*.
При более грубом колебании диаметра черного отверстия исполь-
зуют видоизмененные конструкции прогрессивных протяжек, спе-
циально приспособленные для работы по корке и обладающие повы-
шенной способностью центрироваться в отверстиях неправильной
формы.
Одна из таких конструкций, срезающая припуск по трапецеи-
дальной схеме (фиг. 71, б), характеризуется тем, что первая группа
зубцов снабжается здесь также выступами, но трапецеидальной
формы. Обычно на протяжке делается от шести до двенадцати таких
выступов, в зависимости от ее диаметра. Угол профиля выступов
составляет приблизительно 60°. Подъем на зубец при обработке стали
колеблется в пределах от 0,4 до 0,8 мм. Зубцами с трапецеидальными
выступами срезается приблизительно 1/3 — V4 всего объема припуска.
После того как глубина прорезанных этими зубцами канавок
близко подойдет к своим предельным значениям, начинается рас-
ширение канавок в стороны, как это схематически показано на
фиг. 71, б. \Цля этой цели трапецеидальные выступы, не увеличивая
их по высоте, выполняют сдвинутыми в сторону, причем этот сдвиг
делается на каждом зубце попеременно в разных направлениях.
Благодаря такому устройству боковые стороны выступов являются
главными режущими кромками и перерезают корку поперек. В целом
эта группа зубцов работает по генераторному методу, принципы
которого были изложены выше, на стр. 45. Угол бокового смещения
* При работе на вертикально-протяжных станках допустимо протягивание
и с большим допуском.
143
режущих кромок определяется подачей на зуб (около 0,3 мм). После
срезания выступов вступают в работу обычные круглые зубцы, при-
дающие протягиваемому отверстию необходимую точность и глад-
кость поверхности. Таким образом, протяжка рассмотренной кон-
струкции, называемая довольно часто обдирочной и срезающая слой
металла толщиной до 2,5 мм, состоит из трех групп зубцов: канавоч-
ных с постепенно увеличивающимся диаметром, генераторных, имею-
щих постоянный диаметр и работающих боковыми кромками, и коль-
цевых, производящих окончательную зачистку отверстия.
На фиг. 71, в показана так называемая квадратная схема протяги-
вания цилиндрического отверстия. Режущие зубцы протяжки, рабо-
тающей по этой схеме, расположены отдельными группами — сек-
циями. В состав каждой секции входит несколько квадратных зубцов
и завершающий круглый зубец.*
Режущие кромки каждого квадратного зубца в секции располо-
жены на закругленных углах квадрата. Расстояние между боковыми
сторонами квадратных зубцов увеличивается от зубца к зубцу,
благодаря чему длина главных угловых кромок последовательно
возрастает, а следовательно, и канавки, прорезаемые этими зубцами,
также постепенно расширяются. Промежутки между канавками сре-
заются завершающим круглым зубцом секции. Зубцы каждой после-
дующей секции устроены точно так же. Таких секций делается в про-
тяжке столько, сколько требуется для срезания всего припуска.
За секционными черновыми зубцами, работающими с увеличенной
подачей на секцию, размещаются обыкновенные зачищающие круг-
лые и калибрующие зубцы, которые придают окончательную форму
и размеры протягиваемому отверстию.
На фиг. 71, г приведена шестигранная схема протягивания цилин-
дрического отверстия. Протяжка снабжается шестигранными зуб-
цами, первая группа которых постепенно увеличивается в диаметре
и вырезает в металле треугольные канавки. Следующие зубцы имеют
также шестигранную форму, но с постоянными размерами и попере-
менно смещаются то в одну, то в другую сторону, срезая промежутки
между треугольными канавками. Последняя, третья группа зубцов
имеет обычные круговые режущие кромки и производит зачистку
отверстия после работы шестигранных зубцов. В зависимости от
толщины снимаемого слоя и поперечных размеров самой протяжки,
в первой группе делают от четырех до восьми зубцов, а во второй —
десять — пятнадцать зубцов. Угол смещения каждого зубца второй
группы принимается равным 4—6°.
Описанные выше конструкции прогрессивных круглых протяжек
используются главным образом при протягивании черных отверстий
и отличаются одна от другой различной степенью своей технологич-
ности. Наибольшее распространение до недавнего времени при обра-
ботке поверхностей, покрытых коркой, имели протяжки со шлицевой
или квадратной схемой резания. Однако в последнее время все боль-
* На фиг. 71, в приведена схема работы одной трехзубой секции.
144
шее распространение для этой цели получают протяжки переменного
резания, описываемые далее.
Ниже излагается устройство оригинальных отечественных кон-
струкций прогрессивных круглых протяжек.
52. Протяжки П.П. Юнкина
Круглые протяжки с прогрессивным срезанием стружки (фиг.71, д),
предложенные инж. П. П. Юнкиным [56], представляют собой усо-
вершенствованную конструкцию протяжек, работающих по прин-
ципу деления ширины стружки и глубины срезаемого слоя.
Протяжка такого типа состоит из несколькпх групп (секций)
с черновыми зубцами, зачищающей части и калибрующих зубцов
(фиг. 72).
Фиг. 72. Круглая протяжка конструкции П. П. Юнкина.

Диаметры черновых секций увеличиваются от начала протяжки к ее
концу, но диаметры зубцов в пределах каждой черновой секции оди-
наковы. Эти зубцы снабжаются режущими шлицевыми выступами,
ширина которых последовательно увеличивается, так что последний
зубец секции образует полную окружность профиля обрабатывае-
мого отверстия. Диаметр первого зубца в секциях делается на 0,03—
0,04 жж больше остальных для уменьшения трения следующих за ним
зубцов. Последовательное изменение формы зубцов каждой секции
показано на фиг. 73 на примере четырехзубой секции. Верхний ряд
показывает зубцы со сплошными режущими выступами, нижний —
с выступами, на которых сделаны продольные канавки для умень-
шения периметра режущих кромок и уменьшения силы трения
по обработанной поверхности тех участков лезвий, которые не сре-
зают стружку. Первая форма зубцов применяется у протяжек, у ко-
торых ширина режущих выступов не превосходит 16—18 жж, вторая
конструкция — у протяжек с шириной выступов, превышающих этот
предел. Черными сегментами на фиг. 73 показано поперечное сечение
стружки, срезаемой каждым зубцом секции.
Припуск на диаметр, относящийся к черновым зубцам, составляет
0,8—0,9 от всего припуска на протяжку. Подача на зубец на секцию
колеблется в пределах от 0,1 до 0,4 жж в зависимости от обрабаты-
ваемого материала, прочности протяжки, условий благоприятного
размещения стружки в канавках между зубцами и тяговой силы
протяжного станка.
Ю Щеголев 105 145
Фиг. 73. Форма зубцов круглых протяжек П. П. Юнкина.
Количество рёжущйх ЁыСтупов нй кйжом зубце й число зубцов
в секциях составляет от 3 до 6, причем меньшие значения принимаются
для относительно коротких отверстий и малых диаметров, большие —
для длинных отверстий и больших диаметров.
На шлицевых выступах зубцов, когда они срезают стружку шири-
ной более 12 мм, делаются обыкновенные стружкоделительные канав-
ки, что совместно с острыми углами на краях этих выступов является
существенным недостатком рассматриваемых протяжек.
В настоящее время круглые протяжки конструкции П. П. Юн-
кина вытесняются другими, более прогрессивными протяжками,
например протяжками переменного резания.
53. Протяжки переменного резания
Эти протяжки, предложенные Д. К. Маргулисом, А. А. Залесо-
вым и С. А. Плехановым [40], относятся также к группе прогрес-
сивных цилиндрических протяжек, работающих по принципу разде-
ления стружки.
Зубцы этих протяжек разделяются на следующие четыре группы:
черновые или обдирочные, срезающие основную часть припуска,
переходные для предварительной зачистки образованной поверхно-
сти, чистовые и калибрующие (фиг. 74, а).
Черновые зубцы располагаются отдельными группами — сек-
циями. Диаметры зубцов, входящих в каждую секцию, одинаковы,
за исключением последнего зубца, который выполняется на 0,03—
0,05 мм меньше остальных. Диаметры самих секций (от первой до
последней) постепенно увеличиваются.
Каждый зубец секции срезает стружку не по всему профилю
окружности, а относительно узкими полосами. Для образования пол-
ной окружности участки режущих кромок на отдельных зубцах вза-
имно смещаются (фиг. 74). Последний зубец в секции имеет сплош-
ную круговую кромку. Таким образом, каждая секция черновых зуб-
цов срезает стружку по полной окружности. Взаимное расположе-
ние режущих выступов на зубцах, входящих в трехзубую секцию,
и схема протягивания приведены на фиг. 71, е.
Характерной особенностью формы черновых зубцов является
наличие на них дуговых углублений — выкружек, разделяющих
стружку по ширине. Благодаря этим выкружкам и наличию на них
задних углов (4—6°) значительно упрочняются края режущих
выступов и облегчаются условий резания.
Такими протяжками достигается более высокая чистота поверх-
ности без продольных следов, чему также способствует очень малый
подъем (0,01—0,02 мм) на чистовых зубцах.
Благодаря сужению стружки и упрочнению краев режущих кро-
мок представляется возможным резко повысить подъем черновых
секций и значительно сократить длину протяжек.
Подача на зубец s2 на черновых секциях колеблется чаще всего
в пределах от 0,12 до 0,3 мм при обработке стали и от 0,15 до 0,4 мм
при протягивании чугуна.
10* 147
£
Протяжки переменного резания обладают рядом существенных
достоинств (уменьшение общей длины протяжки, пониженное нали-
пание металла на задних гранях, повышение чистоты обработанных
поверхностей и пр.) и получили в настоящее время значительное рас-
пространение на практике. Ниже приводятся некоторые более по-
дробные данные об их конструкции и особенностях расчета [40].
Полный припуск на обработку этой протяжкой распределяется
между отдельными группами ее, зубцов следующим путем.
Припуск на срезание черновыми или обдирочными зубцами пред-
ставляет разность между полным припуском Ло и припусками, при-
ходящимися на переходные Л0/2 и чистовые AQtim зубцы» т. е.
Аоч = Ао — (АОп + AOt/m). (44)
Припуск на переходные зубцы Д0/2 зависит от величины подачи,
приходящейся на каждую черновую секцию, что связано с необхо-
димостью удаления с поверхности, образованной черновой частью,
грубых дефектов, возрастающих, как известно, с увеличением подачи.
В соответствии с этим припуск на переходную группу, а также
количество двузубых секций в ней могут быть выбраны по табл. 29.
Припуск на чистовые зубцы AOt/m составляет 0,14—0,15 мм при
протягивании отверстий 2-го класса точности; 0,10—0,12 мм при
обработке отверстий 3-го класса и 0,04—0,05 мм при Ъбработке от-
верстий 4-го и более грубых классов.
Количество зубцов в каждой черновой или обдирочной секции
обычно равняется двум. В ряде случаев, в частности при протяги-
Таблица 29
Припуск на переходные зубцы Лоп. в мм и число переходных секций in [40]
Подача на зубец на черновых секциях Черновые секции из одного, двух и трех зубцов Черновые секции из четы- рех и пяти зубцов
^оп in -4оп
От 0,04 ДО 0,06 0,06 1 ' — —
Свыше 0,06 до 0,08 0,08—0,10 1 — —
0,08 „ 0,10 0,16—0,18 2 0,06 1
» 0,10 w 0,12 0,22 2 0,08 1
0,12 „ 0,14 0,24 2 0,08 1
0,14 0,16 0,34 3 0,16 2
0,16 „ 0,18 0,38 3 0,18 2
0,18 „ 0,20 0,46 3 0,22 2
» 0,20 „ 0,22 0,50 3 0,24 2
0,22 „ 0,24 0,52 3 0,24 2
0,24 „ 0,26 0,64 4 0,34 3
0.26 „ 0,28 0,66 4 0,34 3
0,28 „ 0,30 0,70 4 0,36 3
149
вании деталей большой длины, применяются протяжки переменного
резания с тремя, четырьмя и пятью зубцами в секции. Многозубые
секции также дают хорошие результаты при протягивании тонко-
стенных деталей и деталей с переменной толщиной стенок. Эти про-
тяжки вместе с тем позволяют производить протягивание деталей
на протяжных станках с относительно небольшим тяговым усилием.
В каждой протяжке первая секция, как правило, бывает двухзу-
бой, причем припуск на нее ЛОч1 обычно принимается меньшим, чем
на остальные черновые секции, а именно
л _ (1,5 ч-2,5)
Л0«1 -
(45)
%ЧС
где sZ4 — подача на зубец на основных черновых секциях;
z4C — количество зубцов в основных черновых секциях.
В соответствии с этим подача на зубец на первой секции будет
равна половине Л0Ч1
В каждой секции, как двухзубой, так и многозубой, последний
зубец выполняется с круговой сплошной кромкой и называется зачи-
стным. Остальные зубцы секции снабжаются дуговыми канавками,
как это было показано на фиг. 71, г, и называются прорезными.
Стружечные канавки делаются обязательно с вогнутой спинкой
(фиг. 43, а) размеры канавок могут быть выбраны по табл. 7.
Передние и задние углы на черновых зубцах можно принять
по табл. 10 и 11.
Коэффициент заполнения стружечных канавок KHliH при протя-
гивании стали и чугуна с sz свыше 0,07 до 0,1 мм составляет 3, с sz
свыше 0,1 до 0,15 мм — 2,5 и с sz свыше 0,15 до 0,4 мм —2,2.
Глубина стружечной канавки черновых зубцов не должна пре-
вышать максимально допустимой по прочности протяжки или по
наибольшему допускаемому усилию протяжного станка, что опре-
деляется формулой (43). Кроме того, глубина стружечной канавки
не должна превышать максимальных значений, указанных в табл. 7.
Шаг черновых зубцов может быть принят по формуле (4) с коэф-
фициентом 1,5 или по табл. 8.
Подача, приходящаяся на черновые зубцы, принимается в соот-
ветствии с максимально допустимым заполнением стружечной канав-
ки, определяемым зависимостью, которая вытекает из формулы (11):
ЛЛ2О Fa
AKmuhL LKmuH
(46)
Количество секций черновой части протяжки 1Ч может быть под-
считано по формуле
.• А 04
ZSZ4
(47)
и подлежит округлению до ближайшего большего числа,
150
Количество зубцов в каждой черновой секции z4C, кроме первой,
определяется зависимостью
„ __ Р ______ СpttDszHZiKyKcKu
ZhC~ Рдоп ~ Рдоп
и округляется также до ближайшего большого целого числа. В этой
зависимости коэффициент Ср принимается соответственно указанию
на стр. 128.
Продолжая дальнейший разбор конструкции протяжек перемен-
ного резания, следует отметить, что рекомендуемое количество пере-
ходных секций указано в табл. 29, причем количество зубцов, обычно
принимаемое в каждой секции, равно двум. Подача на зуб на первой
переходной секции szrili чаще всего составляет приблизительно поло-
вину величины подачи черновых секций и в дальнейшем умень-
шается так, что последняя переходная секция срезает слой металла
толщиной 0,03 —0,05 мм. Шаг, размеры стружечных канавок и перед-
ний угол на зубцах переходной части обычно имеют такие же вели-
чины, как и на зубцах черновой части.
Чистовые зубцы не разделяются на секции и все имеют подъем
0,02—0,01 мм (подача на зуб), причем, чем выше требуемый класс
чистоты протягиваемого отверстия, тем меньше подъем на зубец.
При чистоте девятого класса подъем составляет Ъмк на сторону. Шаг
чистовых зубцов так же как и калибрующих, принимается укоро-
ченным по зависимости (20), в соответствии с чем изменяются размеры
стружечных канавок. Передний угол обычно принимается на 3° больше,
чем у черновых зубцов, для облегчения срезания тонкой стружки,
но может остаться и без изменения. Задний угол обычно составляет
2°30'.
Калибрующие зубцы имеют такое же устройство, как и у протяжек
обычной конструкции, с цилиндрической ленточкой на вершинах
до 0,2 мм или затачиваются наостро. Количество этих зубцов может
быть принято по табл. 15. Передний угол такой же, как на чистовых
зубцах, задний угол ак = 1° -н 1°30'. Укороченный шаг выполняет-
ся с ранее предписанной неравномерностью, как и на чистовых зуб-
цах. Диаметр калибрующих зубцов принимается обычно равным наи-
большему допустимому диаметру протягиваемого отверстия или
с самым малым его уменьшением.
Количество выкружек Nrt т. е. дуговых канавок на прорезных
черновых зубцах, и равное им количество режущих участков на кром-
ках может быть подсчитано на основе зависимости
¥ (49)
r zcbe ' v '
где Ьв — ширина каждого режущего участка; рекомендуется прини-
мать приближенно равной (1,1-н 1,3)J/D Для протяжек
при диаметре меньше 100 мм и 10—12 мм при диаметре
больше 100 лии;
zc — число зубцов в секции.
151
Количество выкружек округляется до ближайшего большего
целого числа.
Ширина выкружек определяется зависимостью
__ TtD / zc — 1 \
'r ~ ~n? j ’
(50)
причем величина br округляется до чисел, кратных 0,5 мм. Форма
выкружек выбирается по фиг. 74, б при Ь, < 20 мм, по фиг. 74, в
при Ьг > 20 мм.
Радиус выкружек R.br устанавливается в зависимости от вели-
чины Ьг и диаметра протяжки D с расчетом, чтобы глубина выкружек
была не менее 3s24, и может быть выбран по табл. 30, в которой ука-
заны также и диаметры DK шлифовальных кругов для образования
этих выкружек.
Таблица 30
Радиусы выкружек Rhr и диаметры шлифовальных кругов DK в мм
Ширина выкружки Ьг ' в мм Диаметр протяжки в мм
ДО 10 10—18 18—Зб 30-50 50—80 80—120 120—180
DK *>г DK #br DK Rbr Dk | Rbr DK Rbr DK DK Rbr
До 3 Свыше 3 до 4 .4,6 » 6,8 , 8 „ 10 , Ю , 12 . 12 „ 15 » 15 , 20 50 50 50 30 30 30 50 50 50 50 30 30 30 30 60 60 36 36 J6. 60 60 60 70 70 70 36 36 36 42 42 42 60 60 70 80 80 36 36 42 48 48 70 70 80 90 42 42 48 54 99 100 54 60
60 36
На переходных и чистовых зубцах, а также на прорезном зубце
первой черновой секции количество выкружек определяется зависи-
мостью (49), исходя из числа зубцов в секции, равного двум. Точно
так же подсчитывается по формуле (50) ширина выкружек, за исклю-
чением чистовых зубцов, у которых выкружки размещаются в шах-
матном порядке и ширина Ьг принимается на 2—3 мм меньше, чем
на переходных зубцах. Радиусы выкружек и диаметры шлифоваль-
ных кругов для указанных зубцов также выбираются по табл. 30.
Нужно отметить, что при двузубых секциях выкружки получаются
с относительно малой глубиной. Поэтому в ряде случаев они не
в состоянии делить толстую стружку по ширине. На это обстоятель-
ство следует обращать серьезное внимание и не допускать конструк-
цией возможности срезания таких стружек.*
* В литературе, посвященной этим протяжкам, приводятся таблицы с указа-
нием наибольших допустимых подач для двузубых секций [19],
152
При количестве зубцов в секции больше двух подача, допустимая
глубинами выкружек, обычно превосходит практически используемый
предел толщины среза.
Изготовление выкружек дуговой формы представляет известные
трудности для производства. В силу этого рекомендуется их заме-
нять на четырех- и пятизубых секциях плоскостями, т. е. переходить
на многогранную схему протягивания. Форма зубцов в этом случае
изображена на фиг. 74, г.
При переточке протяжек переменного резания крайне важно
выдерживать неизменными соотношения всех основных элементов,
в частности, сохранять уменьшение диаметра последнего круглого
зубца в каждой секции по сравнению с зубцами с выкружками.
Дальнейшее усовершенствование конструкции прогрессивных
круглых протяжек этого типа, основанное на широком опыте вне-
дрения их в автомобильную промышленность, описано 3. Д. Горецкой
(НИИТАВТОПРОМ) [19, 48].
54. Пример расчета цилиндрической протяжки переменного резания
Требуется, протянуть цилиндрические отверстия со следующими
размерами: D = 36+0’050 мм (А3), длина L = 85 мм\ необходимая
чистота обработанной поверхности не ниже 6-го класса (у 6). Мате-
риал обрабатываемой детали — углеродистая конструкционная
сталь марки 45 (НВ = 170 ч- 197). Протягивание производится
на горизонтальном протяжном станке модели 7510 (с малым изно-
сом). Производство — крупносерийное.
Предварительное отверстие (обрабатывается сверлом). Припуск
Ао по табл. 3 составляет 1,3 мм. Тогда диаметр предварительного
отверстия Do = D — Ао ==, 36 — 1,3 = 34,7 мм.
Диаметр сверла dUH = DQ + ак = 34,7 + 0,2 = 34,9 % 35 мм.
Материал протяжки выбирается по табл. 44 — быстрорежущая
сталь марки Р9. Смазочно-охлаждающая жидкость — эмульсия.
Хвостовик принимаем цилиндрический сварной для быстросменного
патрона по табл. 17 диаметром = 32 мм и наименьшей площадью
поперечного сечения = 490,9 мм2.
Усилие Ра*9 допускаемое прочностью приваренного хвостовика
из стали марки 40Х составляет
V Л L «лJ 7
гДе [ох] = 25 кг!мм2, (стр. 135). '
Тогда
Ра =490,9-25= 12272,5 кг.
ах ’ ’
Принимаем Ра = 12250 кг.
Усилие Q, допускаемое тяговой силой станка, принимаем с коэф-
фициентом 0,9. Тогда
Q = 0,9 • 10 000 = 9000 кг.
*
153
Наименьшее усилие из двух составляет Рдоп = 9000 кг.
Максимальная глубина й0 [а] стружечной канавки по допустимому
усилию (43) будет равна
/1о[ст] = 0,5(о0—1,1 =0,5(35-1,1 8,5 мм.
Шаг черновых зубцов и наибольшее количество одновременно
работающих зубцов (табл. 7 и 8): t = 14 мм; zt = 7.
Профиль основной стружечной канавки с вогнутой спинкой по
фиг. 43, а с размерами, по табл. 7: hn = 5,5 мм < /го [a]! g= 4 мм;
г = 2,8 мм; /? = 10 мм; Ра =-23,8 хи4"
Подача на черновых секциях по условиям размещаемое™ стружки
в канавке при коэффициенте Кмин = 2,5 (стр. 150)
Fa 23,8 л 1 1 о
- LKmuh ~ 85.2,5 =" 0>112 ММ-
Окончательно принимаем sZ4 = 0,12 мм.
Фактическая величина Кман
К _____ Fg __ 23,8 __п 00
‘''мин — LSz4 - 85-0,12 ~ ’
что близко к 2,5.
Передний и задний углы на черновых зубцах (табл. 10 и 11):
у = 15°; а = 3°.
Количество зубцов в первой черновой секции z4Cl = 2, в осталь-
ных черновых секциях
____ Р ___ брлР$
ЧС Рдоп___Рдоп
Принимая Ср = 177 + 212 да 195 (табл. 25 и стр. 128), Кт = 0,93;
Кс = 1 (для эмульсии) и Ки = 1,15 (табл. 26), sxz — 0,12е’8® — 0,165
(табл. 27), получаем
_ 195-3,14-36-0,165-7-0,93-1-1,15 _ q nQ.
Z4C — 9000 —' о, Uo,
округляем, т. е. гчс = 3.
Произведем распределение припуска.
Общий припуск на протягивание Ло = DMaKC — 6 — Do =
= 36,05 — 0 - 34,7 = 1,35 мм.
Припуск на переходные зубцы и число переходных секций (табл.29)
Лол = 0,22 мм; in = 2.
Припуск на чистовые зубцы (стр. 149) Лочт — 0,10 мм.
Припуск на черновые зубцы Ло„ = Ло— (Ло„ + Амт) = 1,35 —
— (0,22 4- 0,10) = 1,03 мм.
154
Припуск на первую двузубую черновую секцию по формуле (45)
~0,07 мм.
Количество черновых секций (без первой)
: _________________ ^04 -^041 _ 1,03 — 0,07 _ ,
4 — 2sZ4 ~ 2*0,12 ~ Ч-
Количество зубцов в черновой части z4 — z41 + z4Ci4 = 2 +
-+ 3*4 = 14.
Длина черновой части /я = z„-t = 14*14 = 196 мм.
Количество переходных секций, по табл. 29:
Подача на переходных секциях (стр. 151): на первой —х2П1 =
= 0,07 мм; на второй — s2„2 = 0,04 мм.
Количество переходных зубцов и длина этой части: zn = 2;
in = 2*2 = 4; ln = zn-1 = 4* 14 = .56 мм.
Количество чистовых зубцов и их укороченный шаг (стр. 151):
~ _ ____0,10 р Е * Е
~ 2sZ4m ~ 2 (0,02-г-0,01) ’ ’ ’
принимаем 4 зуба;
t4m 0,71 — 0,7 • 14 = 9,8 мм,
принимаем 10 мм.
Размеры стружечной канавки для чистовых и калибрующих зуб-
цов (табл; 7): hn = 4 мм; g = Змм-. г — 9 "ч; Р, 7 цу- = 2°30'.
Длина чистовой части 1чт — z4mt4m = 4*10 = 40 мм.
Диаметр калибрующих зубцов (19) ' ' .
D6 = Д„акс -г 6 = 36,05 — 0 = 36,О5~0,01 мм.
Количество калибрующих зубцов (табл. 15) zK = 7.
Длина калибрующей части
16 — = 7* 10 = 70 мм.
Задний угол калибрующих зубцов (с ленточкой 0,2 мм) ак = 1 °.
Длина режущей части (без калибрующей)
/6 = Ц + = 196 + 56 + 40 = 292 мм.
Ширина режущих выступов между выкружками (стр. 151)
&в = (1,1 1,3)]/Д = (1,1 -г- 1,3)/36 = 6,6ч-7,8 мм,
принимаем 7мм.
155
Количество выкружек по формуле (49):
на черновых зубцах
Nr = ^ = 5,4;
принимаем 6;
на зубцах первой черновой и переходной секций и на чистовых
зубцах (гс = 2)
Nr = = 8,08;
принимаем 8.
Ширина выкружек по формуле (50):
< _ tiD / zc — 1\
г~
на черновых зубцах
1 л • 36 2
6Г = —-У= 12,56;
принимаем 13 мм;
на первой черновой и переходной секциях
бг=^4=7’07;
принимаем 7 мм;
на чистовых зубцах (на 2 мм меньше) ,
Ьг — 1 — 2 = 5 мм.
Радиусы выкружек и диаметры шлифовального круга (табл. 30):
на черновых зубцах
Rbr = 42 мм; DK = 70 мм;
на первой черновой и переходной секциях
Rbr = 36 мм; DK = 60 мм;
на чистовых зубцах
Rbr = 36 мм; DK = 60 мм.
Длина хвостовика при Dj. = 32 мм (табл. 17)
Zj =-- 80 мм.
156
!
Поперечное сечение черновых
зубцов с N3 по N14
По 6 выкружек делать на первых и
вторых зубцах каждой секции в
шахматном порядке Третьи зубцы
секции делать с круговыми кромка-
ми
Поперечное сечение переходных зубцов Поперечное сечение чистовых
с n /5 по Ш8 и зубцов первой черновой секции зубцов с N19 по N2Z
По 8 выкружек делать на первых
зубцах каждой секции Вторые
зубцы секций делать с круговы-
ми кромками
По 8 выкружек делать на зубцах
nh 19,20 и 21 в шахматном поряд-
ке Зубец я22-круглый
Продольный просри ль зубцов с н1 по n 18
Продольный профиль зубцов с и 19 по л 29
Материал
режущей и направляющих \
частей - сталь Р9
хвостовика-сталь 90X
Твердость.
зубцов и направляющих
частей RC 62+69,
хвостовой части RC 90+95
На калибрующих зубцах сн23по29 сделать
цилиндрическую ленточку f ° 0,2^0,3мм
Фиг. 75. Цилиндрическая протяжка переменного резания.
Диаиетр шейки
D2 = Dx _ 1 мм = 32 — 1 = 31е* мм.
Дли?а переходного конуса (стр. 105)
/3 = 20 мм.
Длина и диаметр передней направляющей (стр. 105)
Z4 = L = 85 мм\
л = _ 35л мм
4 0
Длина и диаметр задней направляющей (стр. 109, табл. 20),
Z7 = 40 мм,
D7 = Dmuh = 36 мм.
Длина протяжки до первого зуба (фиг. 59, б)
I = 107 + 60 + 30 + 30 + 85 + 15 = 327 мм.
Общая длина протяжки
Ln = I + Z6 + Z6 + Z7 = 327 + 292 + 70 + 40 = 729 % 730 мм.
k «
Центровые отверстия (табл. 21)
— 3 мм (фиг. 61, б).
Чертеж протяжки представлен на фиг. 75.
Приведенный выше расчет не определяет наименьшей возможной
длины протяжки и наиболее благоприятных режущих свойствщослед-
ней, что может быть достигнуто путем выбора наивыгоднейшего
варианта при более углубленном расчете. Подобный расчет изла-
гается в литературе, специально посвященной этого рода протяжкам
[40, 48].
55. Протяжки для глубоких отверстий
В отличие от протяжек для отверстий обычной длины, при про-
тягивании глубоких отверстий применяются протяжки, длина кото-
рых меньше длины самого обрабатываемого отверстия*. Это вызвано
* Точный количественный критерий, разграничивающий область глубоких
и обычных («неглубоких») отверстий, установить затруднительно. К глубоким отвер-
стиям следует отнести такие, технология обработки которых, применяемые при
этом инструменты и оборудование характеризуются некоторыми особенностями,
каковых не имеется при изготовлении обычных отверстий. В качестве условного
критерия глубоких отверстий может служить отношение длины к их диаметру,
удовлетворяющее следующему условию: L > 30 D + D.
158
необходимостью экономии инструментальной стали и облегчения
процесса изготовления протяжек, а также ограниченной прочностью
протяжек. Естественно, что в этом случае приходится применять ком-
плект протяжек—'чаще всего 4—6 шт.
В настоящее время разработаны конструкции протяжек и осуще-
ствляется обработка ими глубоких отверстий с диаметрами до 200 мм
при большом отношении длины протягивания к диаметру, причем
общая длина протяжек не превосходит 1000—1100 мм при ограничен-
ном количестве зубцов.
Протяжки для глубоких цилиндрических отверстий выполняются
с кольцевыми (прямыми) и винтовыми зубцами. При обработке
Фиг. 76. Винтовая протяжка для глубокого отверстия.
отверстий с малыми диаметрами (приблизительно до 20—25 мм)
чаще всего применяются винтовые зубцы, что определяется более
благоприятными условиями размещения стружки в канавках таких
протяжек и возможностью осуществления непрерывного подвода
смазочно-охлаждающей жидкости во время движения протяжки
в отверстии.
Одна из конструкций винтовых протяжек для протягивания отвер-
стия с диаметром 7,5 мм приведена на фиг. 76. Отверстие обрабаты-
вается четырьмя такими протяжками, имеющими по два винтовых
зубца. Винтовые кромки расположены в области режущей части
на конической поверхности, диаметр которой постепенно возрастает.
Изменение диаметра режущих кромок составляет 0,07—0,15 мм —
больше на первых протяжках в комплекте и меньше на послед-
них [14].
Калибрующая часть протяжки имеет цилиндрическую форму.
Шаг (ход) зубцов приблизительно равняется трехкратному диаметру,
а угол наклона т 48—50°. Диаметр сердечника (тела), определяю-
щий собой глубину стружечных канавок, составляет приблизительно
0,65 номинального диаметра протяжки и уменьшается до 0,4—0,45
к ее концу. Возрастающая глубина стружечной канавки облегчает
сход стружки с протяжки под воздействием потока смазочно-охла-
ждающей жидкости, которая подводится со стороны выходного конца
протягиваемого отверстия.
Хвостовики снабжаются трапецеидальной резьбой, посредством
которой протяжки соединяются со стеблем, присоединяемым в свою
очередь к тяговому патрону станка. Длина стебля должна быть больше
длины протягиваемого отверстия.
159
При диаметре протягиваемого отверстия больше 20—25 мм при-
меняются обычно протяжки с кольцевыми зубцами, которые выпол-
няются цельными для диаметров до 45—80 мм.
Начиная с диаметра 45 мм, а чаще всего с диаметра 70—80 мм,
протяжки изготовляются с насадными дисковыми зубцами. Вполне
допустимы составные конструкции и при меньших диаметрах, начи-
ная с 30—32 мм, когда присоединение зубцов к телу протяжки произ-
водится посредством сварки.
На фиг. 77 приведена одна из составных конструкций протяжки
для обработки глубокого отверстия с номинальным диаметром 100 мм
[47 ]. Протяжка состоит из стержня (тела) 5, на который насажен ряд
дисковых зубцов 6, отделенных один от другого посредством втулок 7.
Штифты 8 предотвращают проворачивание зубцов как относительно
Друг Друга, так и относительно втулок. С передней стороны про-
тяжка снабжена направляющей с корпусом 4, навинчивающимся на
стержень и прижимающим все зубцы и втулки к задней направляю-
щей 9, тело которой упирается в заплечик корпуса протяжки. В це-
лях устранения заклинивания протяжки в отверстии, форма кото-
рого после подготовительной обработки может иметь некоторую конус-
ность, обе направляющие снабжаются текстолитовыми планками 3 и 10,
присоединяемыми винтами. Для этого же, а также для компенсации
износа передняя направляющая выполняется иногда в форме раз-
жимной бронзовой втулки с коническим отверстием, как это пока-
зано, в виде варианта конструкции, на фиг. 77. Хвостовик 2 про-
тяжки присоединяется к полому стеблю посредством быстродействую-
щего резьбового затворного соединения или байонетного замка на
четырех выступах 1. В ряде случаев, особенно для протяжек с отно-
сительно крупными диаметрами и большими длинами, соединение
протяжки со стеблем производится при помощи двойного шарнира.
Смазочно-охлаждающая жидкость подается через полость тягового
стебля в центральный канал 11 протяжки, оттуДа по радиальным от-
верстиям 12 — в кольцевые выточки 13 во втулках 7, а затем посред-
ством радиальных каналов, заключенных между торцами втулок
и дисковых зубцов, поступает к режущим кромкам. Ввиду значи-
тельного сопротивления, оказываемого сложной системой каналов
движению жидкости, последняя должна подаваться с повышенным
давлением — до 8—10 ат.
Применение такой составной конструкции, помимо значительной
экономии инструментальной стали, повышает суммарную стойкость
протяжек, так как по мере износа задние дисковые зубцы передви-
гаются вперед.
Выбывшие зубцы — в количестве 2—3 — заменяются при каж-
дой переборке протяжки новыми. Перестановка зубцов обычно про-
изводится через каждые 5—6 переточек. /
Величина припуска на диаметр при протягивании глубоких от-
верстий колеблется в пределах от 0,40 до 1,5 мм, причем первая цифра
относится к отверстиям с малыми диаметрами (примерно до 20 мм),
а вторая — с большими диаметрами (120—200 мм). Подготовитель-
ная обработка отверстий под протягивание выполняется сверлением
160
11 Щеголев
Фиг. 77. Кольцевая протяжка для глубокого отверстия.
однокромочйымй ИЛИ ДЁуХКрОМОЧНЫМЙ СЁерЛЗМЙ, ПРОИЗВОДИМЫМ
с одного конца заготовки (при малых диаметрах), или растачиванием
(при средних и больших диаметрах).
Подъем на каждый зубец протяжки с обыкновенной схемой реза-
ния составляет 0,02—0,07 мм, чаще всего 0,04—0,06 мм. Каждая
протяжка в комплекте имеет от шести до девяти зубцов, причем боль-
шее число зубцов выполняется на протяжках для отверстий с мень-
шими диаметрами. Поперечный размер первого зубца каждой про-
тяжки равняется диаметру последнего зубца предыдущей протяжки.
Диаметр калибрующих зубцов выбирается по тем же правилам,
что и для обычных протяжек (стр. 91), причем необходимо учитывать
возможную усадку протянутого отверстия, особенно при обработке
деталей в .форме труб. Количество калибрующих зубцов на послед-
ней протяжке составляет три-пять зубцов, а на промежуточных
один-два зубца.
Глубина стружечных канавок /г0 и шан зубцов / должны удовлет-
ворять условиям использования всего объема этих канавок и проч-
ности протяжки. Для ориентировочных подсчетов можно принять
/ = (1-н 1,2) hQ = (0,15н- 0,18) D,
где L — длина протягиваемого отверстия;
D — номинальный диаметр отверстия.
Методика более точного расчета t и Ло излагается в специальной лите-
ратуре [30].
Передние и задние углы, а также количество стружкоделитель-
ных канавок принимаются по тем же условиям, что и у протяжек для
обычных отверстий.
Длина направляющих выбирается в зависимости от диаметра D
протягиваемого отверстия в следующих пределах:
для передней направляющей
/4^(1-н 1,5)7);
для задней
/7^(1,5--2)7).
Диаметры направляющих должны в основном удовлетворять тем
условиям, которые установлены вообще для комплектных протяжек
(стр. 120).
Протяжки для глубоких отверстий отмеченных выше конструкций
могут обеспечить точность диаметров 2—3-го классов ГОСТ, а чистоту
поверхности 5—6-го классов по ГОСТ 2789—59. Овальность и конус-
ность протянутых отверстий средних и больших диаметров обычно
не превосходят 0,04—0,05 мм. Остающиеся после протягивания
продольные полосы и небольшие царапины легко устраняются после-
дующим хонингованием.
Наряду с обычной конструкцией при протягивании глубоких
отверстий с выгодой используются протяжки, срезающие стружку
прогрессивным методом [30].
162
56. Протяжки для коротких отверстий
Основным затруднением при использовании процесса протягива-
ния коротких отверстий любой формы вообще и круглых отверстий,
в частности, является малое количество переточек, которое может
выдержать обычная протяжка с кольцевыми зубцами, вследствие их
малого шага. Поэтому, чтобы увеличить шаг и тем самым повысить
количество переточек и суммарную стойкость таких протяжек, при-
ходится тонкие детали протягивать по несколько штук одновременно.
Однако этот метод не всегда возможен из-за трудности соединения
в «пачку» деталей, имеющих сложную форму своих торцовых поверх-
ностей.
Более рациональной конструкцией протяжек для коротких от-
верстий являются протяжки с винтовыми зубцами, которые, как это
было уже отмечено раньше (стр. 78), будучи снабжены не менее чем
двумя витками, в состоянии обеспечить плавное и непрерывное реза-
ние вне зависимости от длины обрабатываемого отверстия и шага
зубцов. Это позволяет выбрать на протяжке шаг такой величины,
которая допускает осуществление достаточного количества пере-
точек.
При обработке тонких деталей протяжки получаются с относи-
тельно небольшой длиной. Поэтому их, как правило, выполняют
в форме прошивок;
Эти прошивки могут найти особо широкое применение для
калибровки отверстий в мелких деталях (точное машиностроение),
где ими можно пользоваться взамен разверток. Одна из конструкций
таких калибровочных прошивок представлена на фиг. 78, а в табл. 31
указаны основные их размеры. Прошивки снабжены, помимо режу-
щей и калибрующей частей, также выглаживающей частью, обеспе-
чивающей хорошую чистоту поверхностей в отверстиях (7—8-й клас-
сы по ГОСТ 2789—59). При несколько пониженных требованиях
к чистоте выглаживающая часть может не делаться. Режущие
и калибрующие зубцы образованы трехзаходной нарезкой с шагом sp.
Осевое расстояние—шаг между зубцами—обозначено буквой Л Общий
подъем протяжки (разность диаметров и D6) колеблется
11* 163
Таблица Si
Основные размеры винтовык ПроШиВок ДЛЯ калибровки круглых отверстий в мм
D /4 /б Г ^6 /с Ln SP t Ао g
3 5,5 50 6,5 2 4,5 — 95 4,5 1,5 0,3 0,15
Свыше 3 до 4 6,5 56 8 2,5 4,5 — 105 4,5 1,5 0,4 0,2
. 4 . 5 8 63 8 4 6 3 112 6 2 0,5 0,2
. 5 . 6,5 9,5 70 9 3 6 3,5 125 7,5 2,5 0,7 0,25
. 6,5 „ 8 11 90 10,5 4 7,5 4 140 7,5 2,5 0,8 0,25
» 8 , 10 13 90 12 7 9 4 160 9 3 1 0,3
. 10 „ 12,5 16 100 12 6 12 5 180 9 3 1,25 0,4
. 12,5 „ 16 20 112' 13 7,5 15 /6 200- 12 4 1,6 0,5
. 16 . 20 22 125 13 9 18 7 225 15 5 2 0,6
„ 20 . 25 25 140 13 11 24 8 250 18 6 2,5 0,8
„ 25 , 32 32 160 14 12 30 10 280 21 7 3 1
в пределах от 0,08 до 0,12 мм в зависимости от диаметра отверстия.
Разность между диаметрами выглаживающих D& и калибрующих £)6
зубцов составляет 0,005—0,01 мм. Соответственно общему подъему
прошивки половина угла конуса режущих зубцов приблизительно
равняется 3'30" — 2'30". Зубцы имеют относительно узкую вершину
(размер g), так как восстановление прошивок после затупления осу-
ществляется шлифованием их по задним поверхностям с последую-
щим хромированием. Стружкоделительные канавки обычно не нано-
сятся.
Геометрия режущих элементов обычная, за исключением проши-
вок с малыми диаметрами, на которых из-за трудности шлифования
передней грани передний угол делается равным 5°.
Диаметры направляющих частей Z)4 и D7 выполняются на общих
основаниях.
Подобного рода прошивки в состоянии обрабатывать отверстия,
начиная от самой малой длины (в листовом металле) и кончая дли-
нами, равными трем (при малых диаметрах) — одному диаметру.
Помимо обработки круглых отверстий прошивками и протяжками
с винтовыми зубцами, возможна обработка отверстий и других форм,
например, мелкошлицевых с прямыми шлицами.
57. Выглаживающие протяжки
Выглаживающие протяжки, применяемые чаще всего для цилин-
дрических отверстий, не срезают металл, а производят пластическую
деформацию его в холодном состоянии. Результатом их работы
является гладкая, блестящая поверхность с повышенной износоупор-
ностью.
164
Выглаживающими протяжками, а чаще всего прошивками обра-
батываются отверстия в деталях из стали, а также из сплавов меди,
алюминия, магния и других металлов. Для обработки чугуна,
а также некоторых хрупких цветных сплавов эти протяжки могут
быть применены только при значительной толщине стенок отверстия
и очень малом припуске на обработку.
Протяжки подобного рода используются также при калибровке
шлицевых отверстий в стальных деталях после термической обработки
(закалки и отпуска), когда высокая твердость не допускает исполь-
зования режущих протяжек.
Основной областью применения выглаживающих протяжек яв-
ляется окончательная обработка цилиндрических отверстий в сталь-
ных, баббитовых, латунных, бронзовых, алюминиевых втулках
и вкладышах, а также отверстий в головках тракторных и автомо-
бильных шатунов и других деталях. Обработка выглаживающими
прошивками латунных и бронзовых втулок обычно сочетается с их
запрессовкой в основную деталь.
Общий припуск на обработку этими протяжками не велик и колеб-
лется в пределах от 0,06 до 0,2 мм на диаметр, меньше на стальные
детали и отверстия с пониженной чистотой поверхностей, больше —
на детали из цветных металлов и сплавов и при повышенных требо-
ваниях к чистоте. Припуск тем больше, чем больше диаметр обра-
ботки.
Увеличение диаметра зубцов — подъем — составляет 0,01—
0,02 мм. Меньший подъем применяется при небольших припусках,
больший — при больших.
Уплотняемый металл после прохода протяжки дает усадку благо-
даря упругой деформации как поверхностного слоя, так и всей обра-
батываемой детали. Поэтому диаметр отверстия получается меньше
диаметра протяжки.
Чтобы получить годные изделия в пределах допуска, необходимо
диаметр протяжки делать больше требуемого размера отверстия.
Величина этого превышения зависит от целого ряда факторов (мате-
риал, величина отношения наружного и внутреннего диаметров изде-
лия, подъем зубцов, припуск, смазывающая жидкость и пр.) и окон-
чательно устанавливается опытом. Для этого вновь сконструирован-
ные протяжки изготовляются с небольшим завышением по отноше-
нию к наибольшему предельному диаметру отверстия, а затем при
испытании шлифуются до тех пор, пока не дадут нужного
размера.
Ориентировочные значения превышения диаметра выглаживаю-
щих протяжек над наибольшим допускаемым диаметром отвер-
стия, основанные на опыте Горьковского автозавода, приведены
в табл. 32, в которой нижние пределы цифр относятся к толстостен-
ным изделиям, а верхние — к тонкостенным.
Для создания устойчивой деформации металла количество зубцов
с наибольшим диаметром должно равняться 3—4. Вообще при работе
этих протяжек получается хороший результат, когда увеличение
диаметра зубцов идет не на каждый зубец, а на группу их (2—3 зубца).
165
Таблица 32
Величины превышения диаметров выглаживающих протяжек в мм
Диаметры отверстия Материал обрабатываемой детали
Латунь (при запрессовке втулок) Бронза (при запрессовке втулок) Сталь незакаленная Сталь закаленная
10-20 0,03—0,035 0,035—0,045 0,025—0,04 0,005—0,01
20—30 0,035—0,04 0,045—0,06 0,04—0,05 0,0075—0,015
30—45 0,04—0,06 0,06—0,075 0,05—0,06 0,01—0,02
45—60 — 0,075—0,08 — —
С той же целью последние несколько зубцов понижаются в размере
до величины наибольшего допустимого диаметра отверстия. Такой же
размер имеет и задняя направляющая часть протяжки.
Фиг. 79. Схем$ подъема выглаживающей протяжки и профили
зубцов.
Общий ход изменения диаметров зубцов может быть представлен
графиком, приведенным на фиг. 79, а, на котором участок 1 соответ-
ствует зубцам с повышающимися размерами (рабочая часть),
участок 2 — зубцам с постоянным наибольшим диаметром и уча-
сток 3 — зубцам с понижающимися размерами. Линия аа харак-
теризует наименьший предельный размер подготовленного отверстия,
bb — наибольший допустимый размер протянутого отверстия
и сс — наибольший диаметр зубцов протяжки. Размер А является
завышением протяжки.
Величина шага зубцов t этих протяжек такая же, как и у режу-
щих, но следует избегать большого числа одновременно работающих
зубцов, тзк как сиды протягивания здесь получаются большие.
Допуск —0,005
Диаметры 1П ь- о 00 СО 00 8 00 8 s СО Ci ю СП с? Ci Ci о СО о ш о о о о Ci о Ci о Ci о о ю о о
зубцов d о? СЧ сч ci* сч о? сч а а Ci сч а а Ci сч Ci сч о> сч 8 8 о СО о СО 8 3 8 со я 8 8
Номера зубцов сч СО - ю со Г- оо о о - сч 2 2 ш со Ь; 00 Ci а сч а СО сч сч ш сч
-575-
225
-ISO-

-45-
170
jzZ/
-20-4
А
rlhr^T

z
li-
А
-90^
-28—^ •
----75-
.0,5-лыски
Продольный профиль
зубцов с. П1 по МЗО

12 стружкоделитель-
ных канавок 6 шах-
матном порядке на
зубцахсМ1 по Л/27
Фиг. 81. Комбинированная режуще-выглаживающая протяжка.

1,5*45°
Продольный профиль
зубцов г Н 31 поП39
Материал: режущей части
быстрорежущая столь Р9
Хвостооика-сталь ПОХ

г частей #0= 62+64
+ 45
Профиль зубцов выглаживающих протяжек представлен на
фиг. 79, б и в в двух вариантах, которые являются в работе примерно
равноценными. Этот профиль, как видно из фигуры, резко отличается
от профиля режущих зубцов отсутствием режущих кромок. Каждый
зубец представляет собой часть кольцевой поверхности, снабженной
на периферии цилиндрической ленточкой *. Весь профиль зубца
тщательно шлифуется, а ленточка и прилегающие к ней криволиней-
ные части, кроме того, полируются. Размеры отдельных элементов
зубца могут быть выбраны в зависимости от шага по следующим
данным:**
g (0,8 -- 1) //; s (0,25 -- 0,35) /;
г (0,6 -- 0,7) t\ Ло (0,15 —- 0,25) t;
R % (0,15 —-0,25)/; ф^4 —5°.
Выглаживающие протяжки и прошивки обычно используются
после предварительной обработки отверстий режущими протяжками.
В качестве примера на фиг. 80 приведена конструкция такой про-
шивки для обработки круглого отверстия во втулке, выполненной
из оловянистого томпака и запрессовываемой в деталь из ковкого
чугуна. Наружный диаметр втулки до запрессовки ЗЗ+g*}^ мм, тол-
щина стенки ij-0,08 мм. Внутренний диаметр после запрессовки
ЗО^з мм> а после обработки прошивкой 30+°^ лш. Длина втулки
40 мм.
Довольно часто при повышенных требованиях к чистоте обрабо-
танного отверстия снабжаются выглаживающими зубцами и режущие
протяжки. Одна из таких протяжек, предназначенная для обработки
отверстия в конической шестерне, приведена на фиг. 81 (обрабаты-
ваемый материал — сталь 20ХНМ); диаметр предварительного отвер-
стия 21,9 мм, окончательного 22,34+0’023 мм, длина детали 25 мм).
В целях повышения износоупорности выглаживающие протяжки,
изготовляемые из инструментальной стали, хромируются. В ряде
случаев, при особо высоких требованиях к чистоте обработанных
поверхностей, они изготовляются с зубцами из твердого сплава.
В последнем случае протяжка выполняется составной конструкции:
тело из конструкционной стали, зубцы из твердосплавных колец,
которые своими отверстиями насаживаются на цилиндрический
стержень тела и закрепляются гайкой со стороны передней напра-
вл яющей^части.
* В пЬследнее время стремятся делать выглаживающие протяжки и прошивки
без ленточки. Это обеспечивает более высокую чистоту обрабатываемых поверх-
ностей, но затрудняет изготовление самих протяжек.
** Форма и размеры элементов выглаживающих зубцов могут также соот-
ветствовать форме и размерам прошивных дорнов по исследованию [50].
ГЛАВА VIII
ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ШЛИЦЕВЫХ ОТВЕРСТИЙ
58. Обзор основных методов протягивания
Протяжками обрабатываются шлицевые отверстия с прямобоч-
ными (ГОСТ 1139—58), эвольвентными (ГОСТ 6033—51), треуголь-
ными и другого профиля шлицевыми канавками. Часть этих отвер-
стий принадлежит к стандартизованным и нормализованным шли-
цевым соединениям, часть имеет специальные формы и размеры.
Имеются стандарты, устанавливающие технические условия на чи-
стовые шлицевые протяжки —ГОСТ 7943—56 для прямобочных
и ГОСТ 6767—53 для эвольвентных шлицевых отверстий.
При протягивании шлицевых отверстий может быть предвари-
тельно обработан внутренний цилиндр любым чистовым инструмен-
том, не исключая и круглой протяжки, а затем одновременно проре-
заны все шлицевые канавки шлицевой протяжкой. Такой метод
можно назвать раздельным, а инструмент — раздельной шлицевой
протяжкой.
При другом методе все элементы шлицевого отверстия, т. е. вну-
тренний цилиндр и канавки, обрабатываются одной и той же про-
тяжкой, снабженной круглыми и шлицевыми зубцами. Этот метод
называется комбинированным, а инструмент — комбинированной
шлицевой протяжкой. Комбинированные протяжки обеспечивают
более высокую производительность труда, дают более качественные
шлицевые отверстия, особенно в отношении концентричности вну-
тренней и наружной окружностей, и распространены на заводах
с крупносерийным и массовым производством продукции.
Возможна также обработка каждой шлицевой канавки в отдель-
ности плоскими протяжками типа шпоночных. Для этой цели про-
тяжной станок должен быть оснащен делительным устройством.
Обработка канавок шлицевого отверстия плоской протяжкой при-
менима для единичного и отчасти мелкосерийного производства, но
достичь здесь высокой точности затруднительно.
Каждая из шлццевых протяжек может быть выполнена для работы
по обыкновенной (профильной) или по прогрессивной (групповой)
170
схеме протягивания. В соответствии с этим различают шлицевые
протяжки обыкновенной и прогрессивной конструкции. Первая кон-
струкция сохранила свое значение до настоящего времени, однако
прогрессивная конструкция благодаря своим достоинствам (стр. 141)
все шире и шире распространяется в металлообратывающей промыш-
ленности.
59. Обыкновенная конструкция протяжек для прямобочных
шлицевых отверстий
На фиг. 82 приведены поперечное сечение и боковой вид зубцов
такой протяжки. На той же фигуре показан в увеличенном масштабе
шлицевой выступ протяжки. Устройство протяжки в целом соответ-
ствует общим условиям, установленным выше, за исключением некО’
торых особенностей, которые заключаются в следующем.
Фиг. 82. Зубцы шлицевой протяжки.
В целях уменьшения трения на боковых поверхностях шлицевых
выступов делают боковое поднутрение, образуемое вспомогательным
углом в плане <pi (фиг. 82), величина которого принимается равной
1—IV20» а при протягивании очень вязких сталей—до 2 — 21/2°.
Поднутрение начинается не от самой вершины выступа, а на рас-
стоянии /0, составляющей 0,7—1,0 мм. 'Поднутрением снабжаются
те зубцы, высота шлицевых выступов которых равна или превышает
1,2—1,3 мм. Чтобы установить номер зубца, с которого начинается
поднутрение, следует по таблице размеров зубцов найти тот диаметр,
который отличается от диаметра первого шлицевого зубца приблизи-
тельно на 2,5 мм.
Для увеличения стойкости шлицевых зубцов необходимо края
режущих дезэий снабжать переходной кромкой, имеющей форму
171
дуги с радиусом Rn, или прямой, составляющей угол 45° с боковыми
сторонами выступов. Радиус Rn равен обычно 0,25—0,3 мм. а длина
переходной прямой около 0,2—0,3 мм.
На переходных кромках делается задний угол а такой же вели-
чины, как и на главных кромках. Для облегчения работы по образо-
ванию переходных кромок и заднего угла на них желательно приме-
нять переходные кромки в виде вогнутой дуги, заменяющей прямую
линию, что позволит выполнить здесь обработку шлифовальным
кругом одновременно с двух сторон. Замена прямой вогнутой дугой
не отражается на процессе резания и на стойкости протяжки. Есте-
ственно, что форма и размеры переходных кромок на последних
режущих и всех калибрующих зубцах должны соответствовать форме
и размерам переходной части на профиле щлицевой канавки
изделия.
У основания шлицевых выступов протяжки делаются продольные
канавки для выхода шлифовального круга (фиг. 82) с шириной около
1—1,2 мм и глубиной приблизительно 0,8—1 мм. Угол профиля
канавок составляет 50—60°.*
Диаметр окружности впадин den между шлицевыми выступами
протяжки принимается равным минимально допустимому внутрен-
нему диаметру de шлицевого отверстия **, т. е.
&вп ~ мин*
Допустимые отклонения на диаметр впадин принимаются для
комбинированных цилиндрическо-шлицевых протяжек по посадке
Х4 (ОСТ 1014). Такие большие допуски значительно облегчают изго-
товление этой части протяжек и в то же время не отражаются отри-
цательно на концентричности окружностей шлицевого отверстия,
обеспечиваемой постепенным переходом изделия с цилиндрической
части протяжки на шлицевую***. Однако очень большого зазора
между изделием и протяжкой допускать не следует, так как туда
может попасть стружка (особенно при обработке чугуна) и вызвать
задиры на обрабатываемой поверхности.
Такие же отклонения могут быть приняты и у чисто шлицевых
(некомбинированных) протяжек, обрабатывающих за один проход
шлицевые отверстия с посадкой по наружному диаметру и имеющих
не менее шести шлицев.
В тех случаях, когда внутренняя цилиндрическая поверхность
в протягиваемом отверстии подготовлена заранее и требуется достиг-
нуть некомбинированной протяжкой строгой концентричности на-
* На чертежах протяжки эти канавки показываются обычно на попереч-
ных сечениях зубцов; на боковом виде их не приводят, чтобы не затемнять проекции.,
** В тех случаях, когда перед протягиванием шлицевых канавок выступы
шлицев окончательно не обработаны, диаметр den равняется диаметру предвари-
тельного отверстия.
*** Теоретические и экспериментальные исследования автора [77] показали,
что протяжки могут зубцами центрировать протягиваемое отверстие, когда задний
конец поддерживается люнетом (смещение осей до 0,05 мм),
172
ружной поверхности шлицевых канавок*, необходимо допуски на
диаметр den принимать по посадке Х3, а при особо высоких требо-
ваниях — по посадке Л 2-го класса точности, чтобы обеспечить
направление протяжки при резании. Однако с теми небольшими
зазорами, которые получаются при этих посадках, возникает среза-
ние (к тому же неравномерное) выступов в шлицевом отверстии режу-
щими кромками, образующимися при пересечении впадин между шли-
цевыми выступами и зубцами протяжки. Чтобы избежать этого,
необходимо кромки скашивать так, как показано на фиг. 83, а.
Фиг. 83. Внутренние направляющие.
Но так как выдержать диаметр derl между шлицевыми выступами
при допусках посадки Л очень трудно, приходится внутренние
направляющие элементы располагать позади зубцов, выполняя
их в форме цилиндрических выступов шириной 2,5—4 мм и со ско-
сом кромки, как показано на фиг. 83, б**.
Направляющие той и другой конструкции обычно выполняются
на зубцах, которые врезаются в материал на глубину до 1,2—1,5 мм,
после чего протяжка приобретает достаточно устойчивое направле-
ние в отверстии.
Ширина шлицевых выступов Ьп (фиг. 82) определяется в зави-
симости от размера шлицевой канавки на изделии и допусков
* Например, при протягивании шлицев в шестернях после термообработки
зубцов с базированием по внутреннему диаметру, при протягивании комплектом
протяжек и пр.
** При выполнении впадин по первому варианту (фиг. 83, а) приходится при-
менять фасонный дисковый шлифовальный круг; при втором же варианте напра-
вляющие буртики шлифуются обычным способом на круглошлифовальном станке.
Однако буртики, особенно на первых, зубцах протяжки, уменьшают объем стру-
жечной канавки и ширину вершины зубцов.
173
йй йёе fid Тем Же принципам, как Диаметр калибрующих
зубцов, т. е.
= Ьмакс (52)
где Ьмакс — наибольшая допустимая ширина шлицевой канавки
на изделии;
дь — наибольшее разбивание по ширине шлица, возникаю-
щее вследствие винтообразности и перекоса шлицевых
выступов протяжки (ориентировочно можно считать
равным 0,005—0,010 мм).
Допуск на ширину шлицевых выступов желательно принимать
приблизительно равным V4—х/б от допуска на шлицевые канавки
в изделии*.
Канавки для деления стружки наносятся на всех шлицевых высту-
пах режущих зубцов в соответствии с данными табл. 14. В отличие
от круглых протяжек, на калибрующих зубцах цилиндрической части
комбинированных протяжек делают стружкоделительные канавки,
которые наносятся против каждого шлицевого выступа с поперемен-
ным сдвигом по обе стороны от средней линии шлицев в пределах
ширины шлица**.
У комбинированных протяжек шаги цилиндрических калибрую-
щих зубцов, как правило, выполняют укороченными, чтобы обеспе-
чить устойчивое положение обрабатываемой детали при переходе
ее с цилиндрической части протяжки на шлицевую. Шаги режущих
цилиндрических зубцов обычно принимаются равными шагам режу-
щих шлицевых зубцов.
У калибрующих зубцов шлицевой части шаги выполняются
по общим условиям (стр. 95).
Чтобы обеспечить более или менее равномерный режим работы
протяжного станка, необходимо при расчете и конструировании
комбинированных цилиндрическо-шлицевых протяжек стремиться
к тому, чтобы величины сил протягивания при работе обеих частей
протяжки были по возможности близки между собой (обычно допус-
кается расхождение, не превышающее 15—20%). В тех случаях,
когда этого трудно достичь без значительного увеличения длины
протяжки, а также когда сила протягивания при работе круглых
зубцов превышает допустимую величину, следует цилиндрическую
часть комбинированной протяжки располагать позади шлицевой.
При такой конструкции протяжки цилиндрические зубцы срезают
стружку той же толщины, что и шлицевые. Благодаря этому
не только компенсируется некоторое увеличение длины шлицевой
части из-за увеличения припуска, но в отдельных случаях дости-
гается уменьшение общей длины протяжки, и, как правило, устра-
няются заусенцы по краям шлицевых канавок.
^^еобходимо придерживаться величин, указанных в ГОСТ 7943—56.
** Эти канавки заранее обеспечивают деление стружки при переходе в про-
цессе переточек калибрующих зубцов в режущие,
174
Заднюю напрайляющук) ййёть шлицейых йротяжек обычно Дё-
лают цилиндрической формы (стр. 109); со шлицами эта часть выпол-
няется редко.
При протягивании шлицевых отверстий комплектом протяжек
передняя направляющая часть всех протяжек, кроме первой, должна
соответствовать по форме и размерам отверстию, обработанному
предыдущей протяжкой. С этой целью направляющие снабжаются
ребрами (фиг. 84) для обеспечения правильного положения протяжки
в отверстии.
Размеры таких направляющих определяются следующими соот-
ношениями.
Фиг. 84. Передняя направляющая комплектных шлицевых
протяжек.
Наружный диаметр шлицев направляющей части
~ dnt
dn — наружный диаметр шлицев последнего зубца на предыду-
щей протяжке; допуски на dH следует принимать по табл. 23.
Внутренний диаметр шлицев направляющей части
^ЗН ~ de мин,
где dQMUH — внутренний диаметр шлицевого отверстия, обработан-
ного первой протяжкой или подготовленного другим
инструментом; допуски на deH принимаются по по-
садке Х3, а при особо высоких требованиях к концент-
ричности окружностей шлицевого отверстия — по по-
садке Л 2-го класса точности.
Общая длина направляющей /4 принимается по общим условиям,
т. е. равна длине протягиваемого отверстия.
Длина /' цилиндрического участка, облегчающего ввод протяжки
в отверстие,
I' = 8 -н 10 мм.
4
Длина скошенной части шлицевых ребер, облегчающей ввод
протяжки в шлицы,
=
175
Допуск
Диаметры
зубцов d
Номера зубцов
Допуск
Диаметры
зубцов d
Номера зубцов
3°
—0,012
сч
8
8
3°
-0,018
О> Q О
СЧ СЧ СО СО
сч со
Ю io
—0,01
3°
-0,018
ci ci
-0,01
<О О 3Г
а> о
с? с? со
Щ канавок шириной 1,0ми
и глубиной 0,7мм 6 шах-
матном порядке на зуб-
цах cN1 по Мб
41
По 1 канавке шириной 0,8 мм
6канавок шириной 0,8мм и глубиной 0,6мм и глубиной 0,6 мм располо-
на зубцах с N17 по527. расположить против жить вшахматнлорядке
шлицевых выступов с попеременным сдви- на каждом выступе зуб -
гом на 1мм относительно средней линии/Щю cN23noN67
выступов.
QCT3725
24652-
42±1-А
-20
-28
-10
5160 ±2-
-2,5
45±1-\*---Ц5О±1-
----------960*2-

боковое поднутрение, начи-
ная с зубца N 40^ , $
+005 Г \ Т — I •
-^-г'018 777} Я=1,5 Поперечный Поперечный
15 /7 л - 1 профиль круг- профиль криг-
11 Продольный профиль зубцов нророльныи профиль лых зубцов лых зубцов
cN1nom6ucN23noN67 ^RO nnMio10^ cN1no™ cH17noN22
.+0,05
Поперечный
профиль шли-
SZ <х> чтпотоиспкзпопы ГНЛЯ ппЫ7Ь
?// | Протягиваемое отверстие 4
Число шлицов - 6
Длина- 48 мм
цовсП23поМ74-
Профиль шлицевых
выступов
Материал:
инструментальная стальХвГ
1оердость:
зубцов и направл частей №62+66
хвостовой части ПС= 35-45
Фиг. 85. Комбини-
рованная цилин-
дрическо-шлицевая
протяжка обыкно-
венной конструк-
ции.
Угол скоса шлицевых ребер сверху принимается равным прибли-
зительно 20—30°, а с боков 10°.
Ширина шлицевых ребер.
Ьн = Ьмин (55)
где ^мин — минимальная ширина шлицев в отверстии; допуск на Ьн
принимается обычно по посадке Ш (ОСТ 1012).
Ширина шлицевых выступов Ьп на режущих и калибрующих зуб-
цах комплектных протяжек принимается для первой протяжки
по формуле (52). У остальных протяжек комплекта ширину Ьп сле-
дует уменьшить на величину, компенсирующую погрешность шага
и расположения шлицевых выступов (ориентировочно 0,007—
0,01 мм). Вместе с тем, допустимо последовательное и равномерное
уменьшение ширины шлицевых выступов от протяжки к протяжке,
соответственно условиям, изложенным на стр. 119. При этом на
последней протяжке комплекта необходимо делать первые зубцы
с большим подъемом (0,25 0,6 мм) начиная с основания шлица
для срезания бокового припуска, оставшегося после предыдущих
протяжек. Последующие зубцы последней протяжки работают с нор-
мальным подъемом.
Отклонения на диаметр впадин комплектных протяжек начиная
со второй протяжки можно принимать по посадкам Х3 или Л с соот-
ветствующим устройством «внутренних» направляющих, как было
показано на фиг. 83. В отдельных случаях, когда не предъявляется
особых требований к концентричности окружностей протягиваемого
шлицевого отверстия, допуски могут быть приняты по посадке Х4.
На фиг. 85 представлен чертеж комбинированной цилиндрически-
шлицевой протяжки обыкновенной конструкции, предназначенной
для протягивания шестишлицевого отверстия с размерами, указан-
ными на чертеже. Предварительное отверстие подготовлено сверлом
и имеет наименьший диаметр 25,3 мм. Материал обрабатываемой
детали — сталь марки 45 (НВ 220—250). Длина протягиваемого
отверстия 48 мм. Протягивание производится на станке модели 7510
с использованием в качестве смазочно-охлаждающей жидкости суль-
фофрезола.
60. Прогрессивная конструкция шлицевых протяжек
Подобно цилиндрическим прогрессивным протяжкам широкое
распространение получили прогрессивные протяжки и для обработки
шлицевых отверстий с прямобочным профилем. Такие протяжки
обладают всеми достоинствами прогрессивных круглых протяжек
и обеспечивают при больших подъемах на зубец высокое качество
протянутых шлицевых канавок и увеличенную стойкость режущих
элементов. При этом длина протяжек уменьшается, что дает экономию
инструментальной стали и повышает производительность труда.
Характерной особенностью прогрессивных шлицевых протяжек
является срезание отдельных слоев металла в шлицевых пазах
12 Щеголев 105 17/
йе каждым зубцом, а двумя зубцами, составляющими режущую
секцию. Первый зубец 1 (фиг. 86) каждой секции Снабжен боковыми
скосами-фасками, благодаря чему он срезает узкую стружку, не ка-
сающуюся сторон шлицевой канавки. Второй зубец 2 имеет режущую
кромку полной ширины и срезает две стружки с краев канавки,
причем стружка отходит в сторону от стенок шлицевой канавки
и не царапает ее; каждый второй зубец секции выполняется на 0,015—
0,02 мм ниже первого.
Ширина режущей кромки первого зубца секции составляет
0,6—0,7 полной ширины, но не превышает 10 мм.
Фиг. 86/ Форма режущих кромок секционных шлицевых зубцов.
Шлицевые зубцы разделяются на черновые, или обдирочные,
переходные, чистовые и калибрующие. Черновые зубцы при протя-
гивании стали имеют подачу на секцию до 0,2—0,3 мм (подъем 0,4—
0,6 мм). Переходные зубцы имеют постепенно снижающийся подъем
и выполняются также секциями из двух зубцов. Чистовые зубцы
делаются с подъемом в 0,01—0,015 мм и при ширине шлицев до 10 мм
не разделяются на секции. Калибрующие зубцы, как всегда, не имеют
подъема.
Скосы на первых зубцах каждой секции могут выполняться или
в виде прямых фасок (фиг. 86, а), как это было впервые осуществлено
П. П. Юнкиным, или в форме боковых выкружек по дуге окруж-
ности Re (фиг. 86, б), как у протяжек переменного резания [40],
или же в виде прямых лысок (фиг. 86, в), как у цилиндрических про-
тяжек, работающих по групповой многогранной схеме [19]. Наибо-
лее простыми в изготовлении являются выкружки, так как они могут
быть выполнены шлифовальным кругом одновременно с обеих сторон
шлицевых впадин подобно тому, как было сказано на стр. 152. Изго-
товление плоских фасок наиболее трудоемко. Поэтому необходимо
стремиться, где это возможно, снабжать шлицевые выступы первых
зубцов выкружками. Однако при малом числе шлицев на протяжках
выкружки не могут делить стружку по ширине на части, особенно
при работе с большой подачей. В связи с этим рекомендуется при
двух и трех шлицах в отверстии снабжать протяжку фасками
(фиг. 86, а), при четырех и шести шлицах (диаметр свыше 30—40 мм)
выполнять скосы по многограннику (фиг. 86, в), а при шести (диа-
метр до 30—40 мм) и большем числе шлицев делать выкружки
(фиг. 86, б). Во всяком случае необходимо проверять могут ли
178
выкружки делить стружку по ширине, для чего высота их должна
быть больше толщины среза не менее чем в два раза, так как срез
при переходе в стружку имеет усадку. Эта проверка может быть
осуществлена графическим построением или по таблицам, приведен-
ным в специальной литературе [19, 48].
Скосы при любом выполнении должны быть снабжены задними
углами в 3—4°. Стружкоделительных канавок на прогрессивных шли-
цевых протяжках не делают. Стружечные канавки выполняются
только с вогнутой спинкой (фиг. 43, а).
Остальные элементы шлицевых протяжек с прогрессивной схемой
резания рассчитываются и выполняются примерно так же, как
у цилиндрических протяжек прогрессивной конструкции, причем
комбинированные цилиндрическо-шлицевые прогрессивные протяжки
обеспечивают более высокое качество протянутых отверстий, чем
протяжки, обрабатывающие шлицевые отверстия раздельно. Вопрос
о характерных особенностях комбинированных протяжек будет рас-
смотрен ниже (п. 62), после описания устройства фасочных зубцов.
61. Фасочные зубцы на шлицевых протяжках
Для получения фасок на кромках шлицевых выступов в отверстии
и для снятия заусенцев шлицевые протяжки снабжаются фасочными
зубцами.
Прежде чем говорить о форме этих зубцов, нужно отметить, что
угол Р фаски у основания шлицевых канавок (фиг. 87, а) обычно
стремятся выполнять равным не 45°, как указывается на чертеже
протягиваемой детали, а другой величины — в зависимости от числа
шлицев и, а именно: при и = 6 р = 30°; при и = 8 и 16 Р = 45°
и при п = 10 р = 36°. При этих углах процесс изготовления и изме-
рения фасочных зубцов упрощается*.
Зная размер фаски е и угол Р (фиг. 87, а), можно определить диа-
метр йф .того зубца, на котором кончается фаска в шлицевом пазу
следующим путем:
• л b + Чет
- =
М = 0,5 d sin (06+ р);
р — м
sin р ’
с = 0,56 ctg.fi;
= [2 (Е — с) ’ d<f> = '
(56)
* Естественно, что вопрос об изменении углов фасок должен быть согласован
с конструктором детали. В случае чрезмерного сокращения рабочего участка шлица
при уменьшенных углах р рекомендуется снижать исходную величину фаски е
(фиг. 87, а).
12*
179
Диаметр последнег О асочного зубца йфП на протяжке (фиг. 87, б)
следует принимать на 0,3—0,4 мм больше d#, т. е.
^Фп — ^ф-\- (0,3 0,4) мм. (57)
Фасочные зубцы могут располагаться впереди или позади шли-
цевой протяжки, чтобы был свободный подход или свободный выход
шлифовального круга, обрабатывающего их. Предпочтительно рас-
полагать фасочные зубцы впереди протяжки, так как это облегчает
работу шлицевых или круглых зубцов (у комбинированных протя-
жек). Суммарный подъем на фасочные зубцы принимается равным
разности между диаметром последнего фасочного зубца и диаметром
о)
-*Ь >-
Р
Фиг. 87. Фаски в отверстии и фасочные зубцы.
того отверстия, с которого начинают работать эти зубцы, т. е. внутрен-
ним диаметром шлицевого отверстия (когда последнее окончательно
подготовлено под протягивание шлицев) или диаметром предваритель-
ного отверстия (при использовании комбинированной протяжки).
Диаметр впадин йфв между фасочными выступами (фиг. 87, б)
выбирается в соответствии с указаниями для шлицевых протяжек
(стр. 172), причем исходным диаметром является здесь диаметр отвер-
стия в детали, с которого начинают образовываться фаски. При
большом количестве шлицев на протяжке отрезки окружности йфв
получаются настолько малыми,что дно между фасочными выступами
приходится прорезать почти в форме острия.
В целях создания заднего угла на боковых кромках фасочных
выступов их следует шлифовать при подъеме заднего центра протяжки,
подобно тому как это делается для шлицевых протяжек с треуголь-
ными шлицами (стр. 204). Подъем заднего центра составляет при-
близительно 0,15—0,2г;юи на 100 мм длины протяжки.
180
Фасочные зубцы, когда они работают первыми, могут срезать
стружку либо по обыкновенной схеме (фиг. 87, в) при относительно
малом подъеме на зубец, либо по прогрессивной схеме при работе
с большой подачей. В последнем случае фасочные зубцы выполняются
секциями (по два зуба в секции), причем первые зубцы в каждой сек-
ции имеют на боковых сторонах скосы — выкружки (фиг. 87, г)
для разделения толстой стружки по ширине, так же, как в шлицевых
протяжках прогрессивной конструкции.
62. Комбинированные шлицевые протяжки прогрессивной конструкции
В отличие от комбинированных цилиндрическо-шлицевых про-
тяжек обыкновенной конструкции (стр. 170), такие же протяжки
прогрессивной конструкции характеризуются тем, что обе основные
части их, т. е. цилиндрическая и шлицевая, выполняются с прогрес-
сивной схемой резания. Кроме того, эти протяжки, как правило,
снабжаются фасочными зубцами, которые или срезают фаски, или
устраняют заусенцы на краях шлицевых канавок в отверстии, обра-
зуя при этом фаски шириной до 0,2 мм.
На суммарную длину, технологичность и эксплуатационные
свойства комбинированных шлицевых протяжек прогрессивной кон-
струкции оказывают влияние взаимное расположение (комбинация)
зубцов, обрабатывающих те или иные элементы шлицевого отверстия.
В соответствии с классификацией НИИТАВТОПРОМ [48] раз-
личают следующие комбинации в размещении зубцов (частей) на этих
протяжках:
1-я комбинация — цилиндрическая + шлицевая части;
2-я » — цилиндрическая + шлицевая + фасочная части;
3-я » — шлицевая <(- цилиндрическая части;
4-я » — фасочная + шлицевая + цилиндрическая части;
5-я » — фасочная + цилиндрическая + шлицевая части.
У протяжек, выполняемых по первой и второй комбинациям,
устройство зубцов такое же, как у цилиндрической и шлицевой про-
грессивных протяжек (соответственно), причем черновые части изго-
товляются секциями из двух зубцов. Протяжка первой комбинации
не имеет фасочных зубцов, однако у основания первых шлицевых
зубцов, если требуется, можно сделать дуговые кромки, которые
будут образовывать на вершинах шлицевых выступов в отверстии
небольшие округленные притупления. Протяжки второй комбина-
ции снабжаются двумя-тремя фасочными зубцами с подъемом в 0,3—
0,6 мм на каждый зубец и с шагом, равным шагу калибрующих зуб-
цов. Расстояние между последним шлицевым и первым фасочным зуб-
цами следует принимать равным 16 мм, но не менее шага обдирочных
зубцов, что необходимо для свободного выхода шлифовального круга,
обрабатывающего фасочные зубцы. Ввиду того, что протяжки с та-
кими комбинациями частей получаются относительно длинными,
рекомендуется первую комбинацию применять при длине отверстия
от 10 до 24 мм, а также при протягивании деталей пакетом с общей
длиной от 24 до 60 мм. Вторую комбинацию целесообразно исполь-
181
зовать при длине протягиваемого отверстия от 24 до 30 мм. Третью
и четвертую комбинации рекомендуется применять при большой
длине отверстия (свыше 27 мм), так как при протягивании коротких
отверстий возникает опасность перекоса протягиваемой детали
во время перехода ее со шлицевой части на цилиндрическую. Нужно
иметь в виду, что цилиндрическая часть протяжек третьей и четвер-
той комбинаций выполняется с круглыми зубцами без выкружек,
при относительно большом подъеме на каждый зубец в связи с малой
шириной слоя срезаемого металла, оставшегося после прохода шли-
цевых зубцов. Поэтому протяжки этих комбинаций получаются
относительно короткими. Только при ширине промежутков между
шлицевыми канавками более 10 мм следует круглые черновые зубцы
выполнять секциями по два зубца, причем выкружки на каждом пер-
вом зубце необходимо располагать так, чтобы режущие выступы
размещались между прорезанными ранее шлицевыми канавками.
Расстояния между отдельными частями протяжек рассматриваемых
комбинаций необходимо увеличивать до 16—20 мм по той же при-
чине, которая была указана выше.
Протяжки пятой комбинации имеют круглые зубцы .такого же
устройства, как протяжки третьей и четвертой комбинаций; поэтому
они получаются небольшой длины. Вместе с тем эти протяжки более
технологичны, так как шлифовальный круг, обрабатывающий шли-
цевую часть, упирается при выходе в спинку последнего круглого
зубца, что менее опасно с точки зрения повреждения последнего.
Однако протяжки пятой комбинации следует применять только в том
случае, если длина протягиваемой поверхности больше длины калиб-
рующей части цилиндрйческих зубцов. Если это условие не выдер-
жано, возможен поворот обрабатываемой детали, вследствие чего
канавки, прорезанные фасочными зубцами, могут не совпадать
со шлицевыми выступами на протяжке. Поэтому деталь может быть
испорчена, а протяжка повреждена или даже сломана. Во всяком
случае протяжки пятой комбинации следует использовать при длине
протягивания не менее 45—50 мм, при которой в большинстве слу-
чаев выдерживается указанное выше условие.
63. Пример расчета комбинированной шлицевой протяжки
прогрессивной конструкции
Требуется протянуть шлицевое отверстие 6D60 X 54 X 14 А3И2
(фиг. 88) в штампованной детали из стали марки 40ХН (НВ < 200);
длина протягивания L = 37 мм. Деталь достаточно толстостенная.
Характер производства — массовый. Станок — горизонтально-про-
тяжной модели 7520, в хорошем состоянии, с наибольшим тяговым
усилием 20 000 кг. Смазочно-охлаждающая жидкость — эмульсия.
Высота выступающих частей опорного приспособления = 30 мм.
Тяговый патрон на станке для хвостовика по ГОСТ 4044—48. Про-
тяжка изготовляется из быстрорежущей стали Р9 с приварным хво-
стовиком из стали 40Х. Наибольшее допустимое усилие станка при-
нимаем Q = 0,9-20 000 = 18 000 кг.
182
£>6„ = dMaKC — д = 54,4—0,01 =
ЪЦ MUlvU ' '
зубцов D6tu = DMaxc — d = 60,06 —0,005 =
0.09
5^^-
Фиг. 88. Шлицевое отверстие.
Предварительное отверстие обрабатывается зенкером. Величина
припуска на цилиндрическую часть А01( по табл. 3 составляет 1,2 мм.
Диаметр предварительного отверстия Do = dMaKC — Ао„ =
= 54,4—1,2 = 53,2 мм
Диаметр зенкера dUH — Do + ак = 53,2 + 0,15 = 53,35 мм.
Диаметры калибрующих частей:
для цилиндрических зубцов
= 54,39 мм,
для шлицевых
= 60,055 мм.
Здесь д принята равной соответственно 0,01 и 0,005 мм. Ширина
шлицевого выступа на протяжке Ьп = Ьмакс — — 14,09—0,005 =
= 14,085—°’01 мм.
Принимаем четвертую комби-
нацию основных частей протяжки:
фасочная + шлицевая + цилин-
дрические части (п. 62). Угол
фаски Р взамен 45° берем рав-
ным 30° (п. 61). Тогда высота
фаски будет f е ctg р = 0,5 х
X 1,732 — 0,866 мм. Это значение
следует признать чрезмерно боль-
шим. Поэтому уменьшаем е до
0,35 мм; соответственно f 0,35 X
X 1,732 = 0,606 мм, что допу-
стимо.
Размер Л4 до фаски и диаметр d(p
того зубца, на котором кончается
фаска (фиг. 87), в соответствии
с формулой (56)\ составляют:
sin 0* =
Ьп + 2е _ 14,085 + 2'0,35 __ 14,79
d ~ 54,4 54,4
= 0,27187;
- 15°46'32";
М = 0,5dsin (6Й + р) = 0,5-54,4 sin 45°47' = 19,494 мм;
Е = = 38,988 ~ 38,99 мм;
sin р sin 30 0,5
с = 0,5bп ctg Р = 0,5-14,09 ctg 30°'= 0,5-14,09-1,73205 = 12,202 мм;
= 2(Е — с) = 2 (38,99—12,20) = 53^8 = °>26297' = 14 44 ,
d = = .14’°^ = JJg- = 55,402 ~ 55,40 мм.
v sin sin 14 44 0,25432 ’
’ Диаметр последнего фасочного зубца (57) == + (0,3 н-
0,4) = 55,40 + (0,3 -4- 0,4) = 55,70 -4- 55,80; принимаем 55,80 мм.
183
Диаметр хвостовика Dx < Do — 0,5 = 53,2—0,5 = 52,7 мм; ок-
ругляем до ближайшего меньшего стандартного диаметра (табл. 17):
Ъг — 50 мм с Fx = 1134,1 jkjk2.
Усилие, допускаемое прочностью этого хвостовика, Рх =
= Fx [<тх] = 1134,1-25 % 28350 кг, т. е. значительно больше допус-
тимого по тяговому усилию станка. В целях снижения веса протяжки
принимаем следующий меньший диаметр: Dt = 42 мм с Fx =
= 855,3 ли42; этому соответствует Рх = 855,3-25 «к 21380 кг, что
вполне достаточно.
Для дальнейшего расчета принимаем меньшее из двух значений
усилия, а именно Рдоп = 18 000 кг.
Максимальная глубина стружечной канавки по допускаемому
усилию (43)
/г0[о] =0,5(о0— 1,1]/^) =0,5(53,2—1,1 «s 14,2 мм.
Шаг и наибольшее количество одновременно работающих зубцов
по формуле (4) с коэффициентом т — 2 (массовое производство)*
t = myL — 2]Л37= 12,2; принимаем t =- 12 мм; Zi = у + 1 =||+
+ 1 = 4,08, т. е. 4 зубца.
Размеры стружечной канавки основной формы (фиг. 43, а) с вогну-
той спинкой (по табл. 7) для t = 12 мм составляют: Ло = 5 мм < Л0[<ф
г = 2,5 мм; R = 8 мм; g = 4 мм; Fa — 19,6 мм.
Подача для черновых секций по условиям размещения стружки
в канавке при коэффициенте Кмин — 2,5 (стр. 150) составляет
F 19 6
s,k ~ ~пг—~ от 'ьт = 0,211; принимаем 0,2 мм.
L'lXMUH Ol'Ab
Подача, допускаемая дуговыми выкружками на шлицевых зуб-
цах [19], больше s2k. Принимаем окончательно для черновых зуб-
цов всех частей протяжки sZ4 = 0,2 мм.
Количество зубцов в черновых секциях:
фасочная часть гЦСф = 2 (стр. 181),
шлицевая часть гчсш = 2 (стр. 181),
цилиндрическая часть гчСи1 = 2, так как ширина промежутка между
шлицевыми выступами по диаметру d = 54,4 мм составляет bnd %
^^—(6 + 26) = 3’14654’4—(14+2-0,35) = 13,75, т. е. > 10 жлг.
Сила протягивания на черновых зубцах:
на фасочной части
Ср S*4(b + 2е) nziKy КсКи _
$ гчсф
216-0,255-(14-|-2-0,35)-6-4-0,93-1-1,15
=------:--—-—!--------------------% 10400 кг;
Ср = 202 + 23- = 216 (табл. 25); = 0,2°-85 = 0,265 (табл. 27);
Kv = is» = 0,93; Кс = 1; Ки = 1,15 (табл. 26);
184
на шлицевой части
Cpsxz4bnziK^ КсКи 216-0,255-14-6.4-0,93-1.1,15
Рш =--------------------= -----------5----------% 9900 кг;
%чсш 4
на цилиндрической части
Ср sxZ4 bnd nzi Ку К с К и 216.0,255 • 13,75 • 6 • 4 • 0,93 • 1 • 1,15
Р„ =----------------------=---------------л-----------9800 кг.
*чсц *
Таким образом, ни станок, ни протяжка не являются достаточно
натуженными. Поэтому напряжения в материале протяжки не под-
считываем.
Распределение припуска:
на фасочную часть
АОф ~ йфп — Вц — 55,8 — 53,2 = 2,6 мм;
на шлицевую часть
Аои, — В макс — — 60,06 — 55,75 = 4,31 мм
U UM <MUrv(/ UM 1 1 77
(определение дано ниже); при этом на переходные зубцы Аощп^
0,46 мм и на чистовые зубцы Аошцт % 0,05 мм;
на цилиндрическую часть
Ло„ = dMaKC — DQ = 54,4 — 53,2 = 1,2 мм,
UUf JrLCLtbv U 7 ' '
при этом на переходные зубцы Аоцп^ 0,46 мм и на чистовые зубцы
Аоцчт 0,05 ММ.
Величина припусков окончательно уточняется при определении
диаметра зубцов. ;
Подача на зуб:
на каждую двузубую секцию фасочной части sz^ = sZ4 — 0,2 мм
(см. выше);
на шлицевую часть:
черновые секции sZ4U[> = s24 = 0,2 мм;
переходные секции sznlu = от 0,12 до 0,03 мм;
чистовые зубцы згцтш = от 0,01 до 0,005 мм;
’на цилиндрическую часть:
черновые секции sZ4Ji = sZ4 = 0,2 мм;
переходные секции sznUi= от 0,12 до 0,05 мм;
чистовые зубцы sZ4mU( = от 0,20 до 0,01 мм.
Шаги зубцов:
секционных tc = t = 12 мм (см. выше);
чистовых и калибрующих (20) tK = (0,6 -н 0,7) tc = (0,6 -н 0,7) • 12 =
= 7,2 -т- 8,4; принимаем tK — 9 мм с размерами стружечной ка-
навки: h0 = 3,5 мм; г — 1,8 мм; R = 6 мм; g = 3 мм (табл. 7).
Диаметры зубцов:
фасочных — первый = DQ = 53,2 мм; последний йфП = 55,80 мм
(см. выше);
185
шлицевых — первый с!ш1 = — 0,05 = 55,80—0,05 = 55,75 мм;
последний dMn = Deiu = 60,055 мм;
цилиндрических — первый = Do + 2smlf = 53,2 + 2-0,2 =
= 53,6 мм; последний <7ЦП = £>вч = 54,39 мм.
Количество секций и зубцов в частях протяжки: в фасочной части
“Ф 2^ 2+2 “ b’bU’
принимаем: 1-й зубец несекционный, без подъема, и 7 секций; z4(b =
= 21цф +1=27 + 1 = 15 зубцов; ‘
в шлицевой части
; _ Аош. — (Аопш + Аочтис) _ 4,31 — (0,46 + 0,05) _ п к.
2sZ4tu ~ 2-0,2 “
принимаем: 1-й черновой зубец несекционный и 10 секций, десятую
секцию с уменьшенным подъемом относим к переходным зубцам;
z4lu = 21чш +1=2-9+1 = 19 зубцов.
1пш =3 + 1. Одна секция перешла от черновых зубцов. Тогда
zniu =2-4 = 8 зубцов; z4mM = 5 (принято)*;
в цилиндрической части
; Аоц — (Аспц + Аочтц) 1»2 —(0,46 + 0,05) _
2sZ4Ut ~ 2-0,2 1>Z’
принимаем 2 черновые секции (вторая с уменьшенным подъемом);
= 2Ч =2-2 = 4 зубца; inVi = 3; znVt = 3-2 = 6 зубцов;
2чпк = 2 (принято).
Количество калибрующих #зубцов (табл. 15):
на шлицевой части zKlu = 7 (3-й класс точности отверстия);
на цилиндрической части zKUt = 5 (5-й класс точности отверстия).
Длина режущих и калибрующих частей:
фасочная часть
. Ьф = (?чф - 1) tc = (15 - 1)12 = 168 мм
(калибрующих зубцов нет),
шлицевая часть
4" = + zniu) h ~ (19 + 8) • 12 = 324 мм\
^чтш 4“ 4~ %кш, 0^ ~ (^4~ 1)9 = 99 ММ,
цилиндрическая часть
Ьчц 4" ЦПц — (гчц 4“ = (4 + 6)12 = 120 мм',
^чтц 4“ ^6# ~ 4“ 1) ^ = (2 + 5 1)9 = 54 мм.
* Здесь и в дальнейшем слово «принято» обозначает, что величина опреде-
лена на основании предварительно составленной таблицы диаметров зубцов.
186
Общая длина режущих и калибрующих зубцов*
Z5 + Z6 = 168 + 324 + 99 4- 120 + 54 +Г20 + 16 = 801 лш2.
Передние и задние углы, вспомогательный угол в плане (боковое
поднутрение):
на черновых и переходных зубцах у = 15° (табл. 10), а = 3°
(табл. 11);
на чистовых зубцах у = 15°, а = 2°;
на калибрующих зубцах у = 15°, ак = 1° (стр. 93), <рх = 2°;
на выкружках ад = 4°.
Количество и радиусы выкружек (стр. 151):
на фасочных зубцах Nr$ = 6 (по числу шлицев), Ьг = 8 мм, R Ьг =
— 80—85 мм (определено графически);
на шлицевых зубцах Ьг = 8 мм, Rbr = 80 ч- 85 мм;
на цилиндрических зубцах AZfI{ — 6 (по числу шлицев); Ьг = 7 мм;
Rbr = 80н-85 мм.
Диаметр впадиц между фасочными и шлицевыми выступами
de„ ~ de = 54,4х» мм.
Диаметры и длина гладких частей:
хвостовик: Dr = 42х» мм (см. выше); Zx = 90 мм (табл. 17);
шейка: D2 = Dr — 1 = 42—1 = 41е» мм;
переходный конус: £>3 = £>2 = 42 мм, 13 = 25 мм (п. 32);
передняя направляющая часть: Dt = Do = 53,5Л мм; lt = L =
= 37 мм % 40 мм (п. 33);
длина до первого зуба I = с + lc + la +16 + L + 15 = 128 + 75 +
+ 35 + 30 + 37 + 15 = 320 мм;
задняя направляющая часть D7 = d = 54,4Л мм, 17 = 25 мм (п. 34,
табл. 20), а с учетом последнего шага 17 = 34 мм;
длина приваренной части (шов посередине переходного конуса)
lce = l — рз =320 — 40 — |%270 мм.
Общая длина протяжки Lno = I + /7 + (/5 + /в) = 320 + 34 +
+ 801 = 1155 мм.
Центровые отверстия (табл. 21) = 4 мм с предохранительным
конусом. Ширина боковой ленточки на шлицевых зубцах /0 =
= 0,8 -н 1 мм. Ширина ленточки на вершинах калибрующих зуб-
цов fK = 0,2 0,3 мм (стр. 93). Диаметр шлицевого зубца, с которого
начинается боковое поднутрение (угол фх), = den + 2,5 =
= 54,4 + 2,5 = 56,9 мм, чему соответствует зубец № 21.
Чертеж рассчитанной протяжки представлен на фиг. 89, (см.
вклейку в конце книги), причем отдельные размеры протяжки
подверглись небольшим изменениям по сравнению с расчетными
данными.
Допустимые отклонения на размеры и технические условия
проставлены в соответствии с указаниями в данном расчете, техни-
ческими условиями по ГОСТ 7943—56 и данными, приведенными в на-
стоящей работе.
* Два последних слагаемых учитывают увеличенные шаги между фасочной
и шлицевой и между шлицевой и цилиндрической частями.
187
Расчет произведен применительно к одному варианту. Можно
предполагать, что другие варианты расчета могут привести к более
благоприятным результатам [40, 48].
64. Калибрующие протяжки
Калибрующие протяжки предназначаются для выправления дефор-
мированных в цементации изделий со шлицевыми отверстиями.
Изделие до цементации протягивается обычной или прогрессивной
протяжкой до окончательных размеров без оставления каких-либо
припусков на калибрующую протяжку, которая в последующем
срезает только те части изделия, которые выступают за нормальный
профиль.
Калибрующая протяжка представляет собой комбинированную
цилиндрическо-шлицевую режущую протяжку, в которой одна группа
зубцов обрабатывает шлицы, а другая — их внутренние цилиндри-
ческие участки. Шлицевые зубцы в калибрующей протяжке распо-
лагаются впереди, а цилиндрические — сзади (фиг. 90). Если бы
было наоборот, то после прохода цилиндрических зубцов шлицевые
могли бы не попасть в соответствующие им канавки изделия и поэ-
тому сломались бы.
Впереди шлицевых зубцов протяжка имеет направляющую реб-
ристую часть, такую же, какая делается у комплектных шлицевых
протяжек.
Поскольку слой металла, удаляемый калибрующими протяжками,
невелик и имеет случайную форму и размеры, эти протяжки делают
относительно короткими.
Подъем шлицевых зубцов по наружному диаметру в среднем
равен 0,6 мм, уменьшаясь до 0,4 мм в очень малых протяжках и уве-
личиваясь до 0,8 мм в очень крупных. Диаметр первого режущего
шлицевого зубца обычно берется равным dx = d8 + (0,8 -ч- 1,5) мм,
где de — минимальный внутренний диаметр шлицевого отверстия.
Диаметр последнего режущего зубца dn такой же, как у режущей
протяжки, применяемой для данного изделия.
Число режущих шлицевых зубцов определяется по формуле
Число калибрующих шлицевых зубцов делается равным 4—5.
Толщина зубца Ьп (шлицевого выступа) одинакова у режущих
и калибрующих зубцов и равна толщине зубцов в режущей протяжке.
Допуски на наружный диаметр режущих и калибрующих шлицевых
зубцов такие же, как у режущих протяжек.
Цилиндрический участок имеет три режущих и три калибрую-
щих зубца. Диаметр первого режущего цилиндрического зубца
равняется минимальному допустимому внутреннему диаметру шли-
цевого отверстия. Диаметр последнего режущего зубца, а также диа-
метры калибрующих зубцов и допуски на режущие и калибрующие
188
а 1° 0°30'
Допуск —0,025 -0,015
Диаметры d 35,50 36,00 36,50 37,00 37,50 38,00 38,50 39,00 39,50 39,85 40,03 40,08 40,03 40,03 34,00 34,12 34,20 34,20 34,20 34,20
Номера зубцов 1 2 3 4 5 1 6 7 8 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
28,5±Ц2519+^
Фаска
1*95в
1x95°
230-
-22^A
6-6
10,03- qjm
А-А
5^5-оог
---------510----------------
На углах направляющих шлицев
сделать фаски 0,5x95°
LSZZ
033,95-0^5
2X9
15
ОС
2*95°
20*
4R0
—п-------196
15° .
8,5

На зубцах N 17,18,19 и 20 сделать
прямую ленточку шириною 0.2 мм
V// '

Продольный профиль шлицевых Продольный профиль цилин-
зубцовcN1 по№9 Прическах зубцовcN15noN2Q
Материал:
инструментальная сталь ХВГ
Твердость:
п п _ режущей части RC=62+69
Продольный профиль цилин- хвостовой части ДС=35-95
Фиг. 90. Калибрующая шлицевая протяжка.
зубцы такие же, как у соответствующих цилиндрических зубцов
режущей протяжки.
На вершинах шлицевых и цилиндрических калибрующих зубцов
оставляют ленточку шириной около 0,2 мм, как это делается у обыч-
ных протяжек.
Шаги шлицевых зубцов такие же, как у обычной режущей про-
тяжки для данного изделия. Шаги цилиндрических зубцов — уко-
роченные. Переходный шаг от шлицевых к цилиндрическим зубцам
приходится удлинять настолько, чтобы обеспечить нормальную глу-
бину стружечной канавки у первого цилиндрического зубца.
Фиг. 91. Направляющие выступы на шлицевых зубцах.
Направляющая часть имеет следующие размеры:
Г>4 = Z) — (0,10-н 0,15) мм;
Ьн = Ьмин — (0,05 0,08) мм,
где D — минимальный допустимый наружный диаметр шлицевого
отверстия.
Размеры остальных, не указанных выше элементов калибрующей
протяжки принимаются такие же, как у протяжек, обрабатывающих
данную деталь перед цементацией.
Несмотря на относительно широкое распространение, калибрую-
щие протяжки описанной конструкции не всегда дают удовлетвори-
тельные результаты, так как при работе ими нарушается концентрич-
ность окружностей шлицевого отверстия. Это возникает вследствие
отсутствия направляемости протяжки во время ее движения в отвер-
стии. Поэтому предложено такие протяжки снабжать направляющими
выступами, располагающимися позади шлицевых зубцов и ориенти-
рующими протяжку по дну шлицевых канавок *. Форма таких высту-
пов приведена на фиг. 91. Ширина их принимается меньше ширины
протягиваемых шлицев на 0,2—0,5 мм, а диаметр имеет постоянное
значение, равное наружному диаметру шлицев с отклонениями
посадки Х4**.
* Опыт Кировского завода.
** В тех случаях, когда требуется концентричность элементов шлицевого
отверстия относительно закаленных зубцов шестерни, необходимо отверстие про-
тягивать полностью после закалки. Для этого на поверхности отверстия и с торцов
детали оставляют слой металла толщиной около 1 мм, который срезается после цемен-
тации, затем деталь закаливается, отверстие расшлифовывается в меру при базировке
по зубцам и после этого протягивается.
190
Калибрующие шлицевые протяжки широко применяются также
для исправления шлицевых канавок, дно которых повреждается
при напрессовании обрабатываемых деталей на шлицевые оправки,
используемые для проведения промежуточных операций (точение,
нарезание зубцов и пр.). Шлицевые отверстия в этих случаях протя-
гиваются с припуском 0,2—0,25 мм по наружному диаметру шлицев;
припуск срезается в дальнейшем калибрующими прошивками *.
Калибрующие протяжки можно делать с режущими кромками
и на боковых сторонах шлицевых выступов. Такие протяжки обеспе-
чивают более высокую точность и чистоту шлицев, но трудны в изго-
товлении. Они применяются для отверстий с широкими шлицами
[58].
65. Протяжки для шлицевых отверстий с эвольвентным профилем
(эвольвентные протяжки)
Основные размеры и допуски шлицевых соединений с эвольвент-
ным профилем регламентированы ГОСТ 6033—51, а размеры калибрую-
щих зубцов и технические условия на эвольвентные протяжки —
ГОСТ 6767—53.
На фиг. 92 представлены поперечные сечения протягиваемого
эвольвентного отверстия (слева) и протяжки (справа) со следующими
обозначениями основных элементов:
Отверстие Протяжка
Наружный диаметр............................... D dn
Внутренний диаметр........................... <1а den
Диаметр делительной окружности................ d$ d^n.
Диаметр основной окружности................... d0 don
Шаг по дуге делительной окружности............. t Т
Ширина впадин в отверстии и толщина выступов
на протяжке по делительной окружности . . S Ьдп
Профильный угол исходного контура............ аз
Модуль........................................ tn tn
Число шлицев................................... г п
Смещение исходного контура..................... х хп
Диаметр окружности через начальные точки пере-
ходных кривых . ........................... D3 Dan
Эвольвентное отверстие можно протягивать комбинированной
цилиндрическо-шлицевой или только шлицевой протяжкой. В послед-
нем случае цилиндр выступов эвольвентного отверстия окончательно
подготовляется каким-либо другим инструментом, в том числе цилинд-
рической протяжкой.
При протягивании эвольвентных шлицев комбинированной про-
тяжкой, у которой цилиндрическая часть расположена впереди
* Исправление шлицевых канавок по указанному методу осуществляется
при шлицевых соединениях с центрированием по наружному диаметру шлицев.
191
шлицевых, наружный диаметр <4 первого эвольвентного зубца опре-
деляется следующим соотношением:
= Н- 2sz = dB макс Ьц -|- 2з2, (58)
где £)6Ч — диаметр калибрующих зубцов цилиндрической части
комбинированной протяжки;
sz — подача для эвольвентных зубцов;
— разбивание (усадка) отверстия цилиндрической круглой
частью (стр. 92).
Фиг. 92. Профили эвольвентного отверстия и протяжки.
Когда протягивание производится некомбинированной протяжкой,
величина
di = Do м н (59)
где D0MUH —минимальный диаметр отверстия, подготовленного под
эвольвентную протяжку (его величина не должна
выходить за предельные значения dA).
Диаметры выступов последующих зубцов определяются по общим
условиям (стр. 84) путем последовательного прибавления к dt удвоен-
ной величины подачи sz.
У эвольвентных протяжек с модулем до 1,5 мм величина подачи
принимается одинаковой для всех режущих зубцов, кроме четырех-
пяти последних (переходные зубцы), на которых она постепенно
уменьшается. При модуле больше 1,5 мм подача может последова-
тельно увеличиваться ступенями, но не более чем по 0,08 мм, при
обработке стали протяжками обыкновенной конструкции.
Наружный диаметр (диаметр окружности выступов) последнего
режущего dn и всех калибрующих D6 зубцов определяется по общим
условиям (стр. 91), т. е.
= ^6 — D макс
где б — разбивание отверстия по дну впадин шлицевого отвер-
стия (может быть принято соответственно указаниям
на стр. 92).
192
Диаметр делительной окружности на протяжке
dda = dd, (60)
Наибольшее допустимое значение внутреннего диаметра (диа-
метра ' окружности впадин) на протяжке
^вп ~
где de — номинальный внутренний диаметр шлицевого соединения *.
Минимальное значение den обычно не регламентируется.
Окружной шаг шлицевых выступов на протяжке по делительной
окружности
T = i = ^ = am, (61)
где п — количество шлицев.
Толщина шлицевых выступов на протяжке по делительной окруж-
ности
^дп ~ $макс (62)
' где 6Ь — разбивание шлицевых впадин протяжкой (можно принять
приблизительно равным V3 — V2 допуска на 5)** ***.
Угол исходного контура протяжки
= «а.
Диаметр основной окружности
dOn = d0 = dd cos ad. (6c)
Диаметр ролика (проволоки) для контроля толщины шлица про-
тяжки по делительной окружности**.
dP = rfzSinIaft ;, (64)
р cos(aa + 0a) v 7
где — половина центрального угла шлицевой впадины по дели-
тельной окружности (фиг. 92), определяемая по формуле
Для эвольвентных отверстий, помимо контроля толщины шлига
по делительной окружности, желательно производить контроль еие
по двум диаметрам — например, по диаметрам, соответствующим
* Величина dQn может быть также принята равной максимальному внутрен-
нему диаметру dr шлицевого вала.
** Верхнее и нижнее отклонения следует принимать по ГОСТ 6767—53.
*** Формулы, относящиеся к элементам эвольвентного профиля и контролю
его размеров, приводятся без выводов, поскольку они известны из теории зубча-
того зацепления.
13 Щеголев 105 19м
% и % высоты шлица. Обозначая dt диаметр, на котором произво-
дится контроль, вычисление диаметра ролика dpi производим в сле-
дующем порядке.
Угол давления на окружности di-
do
cos «z = .
Толщина шлица на окружности df
bt = di (ЬдП^КС + invadn — invaz). (66)
\ uon J
Ширина шлицевой впадины протяжки по окружности d.t
о ________________________ jtdi i
Половина центрального угла впадины:
б,- = 57,29578^. (67).
Искомый диаметр ролика
= (68>
Значения dp и dpi принимаются равными ближайшему стандарт-
ному диаметру проволоки по ГОСТ 2475—44.
Размер между наружными образующими роликов (фиг. 92) опре-
деляется следующими зависимостями.
При четном числе шлицев
Do = + d0;
Р cosap 1 Р
jnv„ ЬдпМакс । i dp П
lnV“p “ ~d^~ + lnVa*> + do ~ п *
При нечетном числе шлицев
£>„ = —^—cos — + d„. (69')
Р cos ap п 1 Р v 7
В отдельных случаях ролик, диаметр которого определяется зави-
симостью (64) или (68), может коснуться дна шлицевой впадины
протяжки прежде, чем соприкоснется с боковыми сторонами высту-
пов, что выявляется зависимостью
Dp-2dp<den. (70)
В этом случае необходимо либо перейти на больший диаметр
касания профиля протяжки, либо снабдить ролик лыской, обращен-
ной к дну впадины.
194
Согласно ГОСТ 6767—53 верхнее отклонение толщины шлицевых
эвольвентных выступов, измеренное по делительной окружности,
не должно превышать 33—120 мк, а нижнее 23—98 мк — в зависи-
мости от модуля, числа шлицев и класса точности протяжки. В соот-
ветствии с тем же ГОСТ предельная разность соседних окружных
шагов может составлять не более 6—15 мк, а накопленная погреш-
ность — не более 12—30 мк, в зависимости от тех же параметров.
Отклонение профиля шлицевых выступов от теоретической эволь-
венты не должно быть больше 10—28 мк, также в зависимости от этих
параметров.
При необходимости замены эвольвенты дугой окружности следует
определить и проставить на чертеже протяжки величину радиуса
и координаты его центра для заменяющей
дуги *. Расчет расстояния Dp по роликам
выполняется не по тем зависимостям, кото-
рые даны в выражениях (64) и (69), а, напри-
мер, по данным статьи [35].
Уменьшение силы трения на боковых
эвольвентных сторонах шлицевых выступов
протяжки может быть достигнуто удалением
(сошлифовыванием) тех участков эвольвент- Фиг. 93. Поднутрение
ного профиля зубцов, которые не принимают эвольвентных шлицев,
участия в образовании боковых сторон на вы-
ступах обрабатываемого отверстия**. Форма образующегося при этом
профиля впадин протяжки приведена на фиг. 93, где ас — участок
эвольвенты, остающийся на зубце протяжки; се—участок поднутрен-
ного профиля. Суммарная величина смещения профиля be, относя-
щаяся к последнему зубцу протяжки, составляет 0,15—0,3 мм;
ас % 0,5—0,6 мм. Поднутрение (участок сё) очерчивается обычно
прямой линией; оно выполняется начиная с того зубца, высота кото-
рого приблизительно равна 1 мм, и воспроизводится плоским или
коническим шлифовальным кругом при смещении заднего центра
в горизонтальной плоскости.
Другой метод снижения сил трения на эвольвентных протяжках
заключается в снятии затылков на боковых сторонах зубцов протяжки
на расстоянии 0,8—1,0 мм от режущей кромки. Однако этот метод
весьма трудоемкий и не всегда достигает цели.
Наиболее рациональным методом, снижающим силы трения и уст-
раняющим налипание металла, следует считать шлифование шлице-
вых впадин при подъеме заднего центра протяжки, благодаря чему про-
филь режущих кромок протяжки постепенно смещается к ее центру и на
боковых сторонах шлицевых выступов образуются задние углы,
* Аналитические методы замены эвольвенты окружностью изложены
у М. Д. Пекарского и др. (Металлорежущие инструменты, справочник конструк-
тора, Свердловск, 1947, стр. 302—307), у И. И. Баенко и др. «Станки и инструмент»
1948, № 4. Общие методы замены сложных кривых дугами окружности приведены
у И. А. Фрайфельда (Инструменты, работающие методом обкатки, Машгиз, 1948),
у М. И. Юликова («Станки и инструмент», 1948, № 8) и др.
** Опыт Кировского завода.
13* 195
подобно тому, как это осуществляется на шлицевых протяжках с треу-
гольными шлицами (стр. 201). Чтобы не вносить при этом крупных
искажений в профиль протягиваемого отверстия, приходится корри-
гировать протяжку. Методы корригирования изложены в специаль-
ной литературе [6, 401.
Сила протягивания Р для эвольвентных протяжек подсчиты-
вается по эмпирической формуле (35). Однако при пользовании этой
формулой необходимо иметь в виду, что ширина шлицев Ъ здесь
переменная. Чтобы не усложнять расчета,значение b можно принять
постоянным — по первому зубцу протяжки. Определение величины b
производится по формуле (66).
Для протяжек со ступенчатым увеличением
толщины стружки следует также определять
значение Р в начале каждой ступени.
Последний калибрующий зубец мелкошлице-
вых протяжек обычно удлиняется. Ширина вер-
шины его (размер g на фиг. 43) принимается
в два-три раза больше, чем на всех остальных
Фиг. 94. Профили зубцах. Этим предотвращается повреждение гото-
зубцов одной сек- вых шлицев вследствие возможного проворачи-
шлицевойЛЬпоотяж^ вания протяжки при выходе из отверстия, так
ки.₽0ТЯЖ' как задняя направляющая часть данных протя-
жек выполняется, как правило, гладкой.
Позади протяжки делается гладкая цилиндрическая цапфа,
на которую насаживается кольцо для контроля профиля и размеров
протяжки. Это кольцо обрабатывается вместе с протяжкой, а затем
перед контролем снимается с нее.
Все остальные элементы эвольвентно-шлицевых протяжек выпол-
няются по общим условиям.
Эвольвентные шлицевые протяжки могут выполняться либо
обыкновенной конструкции, с относительно малым подъемом на каж-
дый зубец, либо прогрессивной конструкции, когда значительно уве-
личенный подъем осуществляется на каждую секцию, состоящую
обычно из двух зубцов. Устройство режущих элементов прогрессив-
ных эвольвентных протяжек сходно с устройством протяжек для
прямобочных профилей (фиг. 94); рассчитываются и конструируются
они в основном одинаково [40].
66. Пример расчета протяжки для шлицевого отверстия
с эвольвентным профилем обыкновенной конструкции
Требуется протянуть отверстие Эв. 38 х 1,5 х 24sSa, т. е. соот-
ветственно ГОСТ 6033—51, с центрированием по профилю (по S)
и с размерами: D = 38,3+0105.лш, dA — 35+0J7 мм, dd = 36 мм,
п = 24, т = 1,5 мм; ад = 30°; s = 2,645+°^ дш при х = 0,25;
диаметр впадин вала с закругленным дном dr = 33,85 (обозначения
см. на стр. 192).
Длина протягиваемого отверстия L — 40 мм.
Материал обрабатываемой детали — сталь 20Х (НВ = 180—220).
196
Протягивание производится на горизонтально-протяжном станке
модели 7510; станок в хорошем состоянии. Высота опорного приспо-
собления 16 — 30 мм. Смазочной жидкостью служит смесь расти-
тельного и минерального масел. Материал протяжки — быстроре-
жущая сталь Р9. Отверстие под протягивание шлицев подготовлено
цилиндрической протяжкой и имеет диаметр 35,10+0105 мм.
Диаметр первого зубца (59) = ЬОлая == 35,10 мм.
Диаметры последнего режущего и калибрующих зубцов dn —
” De = DMaKC — 6 = 38,35—0 38,35 мм.
Суммарный подъем протяжки == D6—dx = 38,35—35,10 =
= 3,25 мм.
Диаметр делительной окружности dgn = dg = 36 мм.
Диаметр окружности впадин den — dr = 33,85 мм (не более,
при закругленном дне).
Окружной шаг (61) Т — t — лт = я-1,5 = 4,7124 ми.
Толщина шлицевых выступов (62) Ьдпмакс = SMalcc — 6ft.
Полагаем:
= г/з'0>04 = 0,013 мм.
Тогда, согласно выражению (62),
Ьдпмакс = 2,715 - 0,013 == 2,702 мм.
Диаметр основной окружности (63)
don = d0 — dgcos ад — 36-cos30° — 36-0,86603 = 31,177 мм.
Диаметр ролика, отнесенный к делительной окружности (64)
и (65)
= 57,29578
j _ dg sin
Р “ cos (ad + 6a) cos33°12'
7* Ьдпмакс__29578 4*7124 2,702 __,
ddn. ~ ’ 36 ~
« 3,1996 = 3°12';
36 sin 3°12' 36 • 0,05582 o . n.
“ адзбгё"“2’401^;
ближайший размер по ГОСТ 2475—44 составляет 2,311 мм.
Наибольший размер по роликам (69)
;«тт „ __ Ьдпмакс L i dp „ л 2,702
inv +lnv 4-------------~зб~ +
+ Inv 30е + = 0,07505 + 0,05375 +
+ 0,07412 — 0,1309 - 0,07202;
ар = 32°48'16";
Dp макс ” 5^7^ + — cos 32W15" +• 2’311
= 39,403^39,4 мм.
197
Учитывая, что допуск на толщину шлицевого выступа (зуба,
на протяжке составляет 14 мк, (ГОСТ 6767—53), определяем Ьдпмин =
= 2,702—0,014 = 2,688 мм, чему соответствует рассчитанное ана-
логичным путем значение Dряин = 39,38 мм при том же диаметре
ролика.
Проверим, отсутствует ли касание ролика с дном впадины на про-
тяжке (70):
D0MUH — 2(L < d - 39,38 — 2-2,311 = 34,758 > 33,85;
у OH* 9 9 9 r 9
значит, касание отсутствует.
Шаг всех зубцов и число одновременно работающих зубцов
(табл. 8) t = 9 мм\ zt = 5.
Размеры стружечных канавок и углы (табл. 7, 10 и 11): Ло =
= 3,5 мм\ г = 1,8 мм; Fa = 9,63 мм2; у = 20°; а = 3°; ак = 1°;
канавка с прямолинейной спинкой (фиг. 43, б).
Ширину вершины последнего калибрующего зубца g считаем
равной 7,5 мм.
Подача на зуб принимается различная на отдельных группах —
ступенях зубцов*:
Диаметр зубцов (мм) Подача на зуб (мм)
До 35,5 0,04
35,5—36 0,05
36—38,15 0,06
38,15 Уменьшается
Окончательные значения диаметров и количество зубцов уста-
новлены при составлении таблицы на чертеже протяжки (фиг. 95)** ***.
Количество режущих зубцов получилось равным гр — 33.
Количество калибрующих зубцов (по табл. 15) zK = 6.
Коэффициент заполнения канавок стружкой (11)
is _ Fa ______ 9,63 __ . .
А “ siMaKCL ~ 0,06-40
Сила протягивания
Pm = CpbmsxzmnzlK-rKcKa^
Значение Ьт, т. е. длины режущих кромок на шлицевых высту-
пах в начале каждой ступени (66),
bm = dm + inv ад — inv <хЛ) =
= dm -36- + mv 30 — inv aOT ,
* Для первой ступени подача на зуб выбрана на основании табл. 6, для
остальных ступеней — путем пробного расчета силы протягивания, величину которой
стремились сохранить постоянной в начале каждой ступени.
** Более подробные данные о расчете ступенчатых протяжек приведены ниже,
в гл. IX.
*** Индекс т соответствует номеру ступени.
198
077 ±2
20
-232-
т7
—32
31
20-
40±f-

вр
м*2-
0СТ3725

J<?—I
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
28212
Ленточка 0,2мм на -
(зубцах cN 39 по N39
Продольный профильрежуищх и
калибрующих зубцов cN1 noN39
У
'33р5волее)
0,2 на зубце N 39
Материал.
Режущей части -
-быстрорежущая сталь Р9
хвостовика — сталь WX
зубцов и направляющих частей Rfrtt+W
хвостовой части ОС=35- 95
1. Разность соседних
окружных шагов не более
0,008 мм.
2. Накопленная погреш-
ность окружного шага не
более 0,018 мм.
3. Отклонение профиля
от теоретической эвольвенты
не более 0,012 мм.
4. Непараллельность бо-
ковых сторон шлицевых
выступов относительно оси
не '
более 0,014 мм.
боковые стороны шлицевых выступов Число шлицов - 24
срезать начиная с зубца Л20 Модуль - 1,5 мм
Угол зацепления -30 °
Фиг. 95. Эвольвентная
обыкновенной
шлицевая протяжка
конструкции.
Значения bm и nbm
Таблица 33
Номер ступени dm cos am ^т inv am Ьщ nbm
I 35,10 0,8882 27°21' 0,03990 3,120 74,90
II 35,60 0,8757 28°52' 0,04745 2,896 69,50
III 36,12 0,8631 30°20' 0,05572 2,640- 63,36
где
Рассчитанные значения inv am, Ьт и Ьтп, соответствующие диа-
метрам зубцов в начале каждой ступени, приведены в табл. 33.
На основании табл. 33, 25 и 26 подсчитаны силы протягивания Рт,
величины которых сведены в табл. 34.
Таблица 34
Силы протягивания Рт
Номер ступени В ММ Ср КС Ku Ркг
I 0,04 6340
II 0,05 284 0,84 0,95 1,15 7070
III 0,06 7500
Таким образом, силы Рт различаются между собой на относи-
тельно небольшую величину.
Напряжения в материале протяжек:
по первой стружечной канавке
О = ] Е/л(л(, < |о[ _ 35 кг/мм,.
F = = (35,10 — 2-3,5 )а
1 4 4 ’
по хвостовой части
О = Ртм^с = 7500^ _ 15 3 кг/мм^ < [(т] = 25 кг/мм^
Хвостовик (по табл. 17): — 32 мм; Fx = 490,9 мм2.
Боковое поднутрение шлицевых выступов делается начиная
с зубца-№ 20. Ленточка ас = 0,8~0’2 мм (фиг. 93); смещение поднут-
рения на последнем зубце be = 0,2 мм.
200
Длина режущих и калибрующих частей l5 + 1в = (z„ + zK —1) =
= (33 + 6—1)9 = 342 мм.
Размеры гладких частей*:
хвостовик: Dx = 32ZoIi32 мм, = 80 мм;
шейка £>2 = 31,5 мм;
переходный конус: Ds = 32 мм, 13 — 20 мм;
передняя направляющая часть: = 35,1OZo’,o85 мм, = 40 мм;
длина протяжки до первого зуба I — 282 мм (фиг. 59, б); задняя
направляющая часть: Г>7 = 35,1OZo;o85 мм, 17 = 25 мм, а с учетом
последнего удлиненного зубца /7 — 38 мм; задняя цапфа £>8 = 20 мм,
ls = 15 мм.
Общая длина протяжки Ln — 677 мм.
Основные технические условия и допустимые отклонения при-
няты по ГОСТ 6767—53.
Чертеж протяжки приведен на фиг. 95.
67. Протяжки для шлицевых отверстий с треугольным профилем
( «елочные» протяжки)
Профиль отверстия с треугольными шлицами и поперечное сече-
ние зубца протяжки для него представлены на фиг. 96. Обозначение
основных элементов принято примерно такое же, как и для отверстий
Фиг. 96. Профиль отверстия и зубца протяжки с треугольными
шлицами.
и протяжек с эволь^ентным профилем. Кроме того, здесь dp — диа-
метр ролика, a Dp — расстояние между наружными образующими
роликами.
Наружный диаметр режущих и калибрующих зубцов dlt dn, D6
диаметр делительной (правильнее — средней) окружности ddn, внут-
ренний диаметр dsn, окружной шаг Т и толщина шлицевых высту-
пов Ьдп по средней окружности определяются у этих протяжек
* Расчет не приводится; указываются только результаты.
201
теми же соотношениями, которые были установлены для эвольвент-
ных протяжек.
Полдвина угла профиля шлицевой впадины на протяжке
=
где Р — половина угла профиля выступа на отверстии.
Половина угла профиля шлицевых выступов на протяжке
Л„ = Р--^> (71)
Фиг. 97. Измерение протяжки посред-
ством роликов.
где п — число шлицев.
Радиус Rn закругления вершин на шлицевых выступах протяжки
принимается той же величины, что и радиус R на дне впадин отвер-
стия, т. е.
Rn = R-
Диаметр окружности, прохо-
дящей через центр закругления
вершин,
dR = D.-2Rn9 (72)
где Dq — наружный диаметр ка-
либрующих зубцов.
Величина dR является постоян-
ной для всех зубцов протяжки,
на которых имеется полное или
частичное закругление.
Поскольку на чертеже отвер-
стия обычно указывается толщина
выступа (зуба) Ьд по делительной
окружности, вычисление наибольшей толщины шлицевого выступа
Ьдпмакс на протяжке производят по следующей формуле:
Ьдп макс (Т мин) $Ь>
(73)
гдебд — разбивание шлицевой впадины отверстия протяжкой (может
быть принято таким же как у эвольвентных протяжек).
Диаметр ролика dpi для контроля протяжки по окружности
с любым диаметром определяется соответственно построению
на фиг. 97 следующим путем.
Половина центрального угла впадины % на протяжке по средней
окружности определяется условием (65), как и на эвольвентной
протяжке.
Синус угла между стороной шлицевой впадины и радиусом,
проведенным в точку пересечения этой стороны с окружностью dl
(треугольники О АВ и О АС),
Sin^.= ^sin(₽„-05). (74)
202
Половина центрального угла впадины 6Z по окружности dt-
= (75)
Диаметр ролика (из треугольника ОВЕ)
(7б>
Расчетное значение диаметра ролика должно быть округлено
до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 2475—44.
Расстояние между наружными образующими роликов Dpi при
четном числе шлицев определяется следующим равенством (фиг. 97):
Dpl = 2(0F + FE+*^y
Определив OF из треугольника OFC и FE из треугольника FBE,
получаем после преобразования
Г) __ ddn Sin О’ + dpi . , /771
uPi ~ + аР1’ (//>
где
о - ₽л - (78)
При нечетном числе шлицев
Dpi = 2(OF+FE)cos^ + dpi
ИЛИ
D = ddn sin_& + dpi с 9(Г_ .
Pl Sin prt п 1 Р1 v 7
В частном случае, при касании роликов по средней окружности,
соответствен но пол учится:
* dfin sin 6^
dP = cos'‘ <76>
При четном n
г) _ ddn sin O’ + dp . • /77
Dp~—— + dp’ <77)
а при нечетном n
Dp = d*^ + dP cos— + d„. (79')
P Sin pn n 1 p ' '
Допустимые отклонения в размерах и геометрической форме
элементов могут быть приняты по данным для эвольвентных протя-
жек. Допустимые отклонения на половину угла шлицевой впадины Рп
составляют обычно ±8'.
203
Подсчет силы протягивания производится так же, как указано
для протяжек с эвольвентными шлицами, т. е. по эмпирической фор-
муле (35), в которую подставляется ширина стружки на первом зубце,
определяемая по формуле
=
ndj / 180° д '
180s- п 01
(80)
где 6, — половина центрального угла впадины на первом шлице-
вом зубце; определяется зависимостями (74) и (75);
dt — диаметр первого шлицевого зубца.
Фиг. 98. Корригирование профиля треугольных шлицев.
Уменьшение силы трения на боковых сторонах шлицевых высту-
пов протяжек может быть осуществлено путем шлифования шлице-
вых впадин при подъеме заднего центра на величину, соответствую-
щую 0,0015—0,002 мм на каждый зубец протяжки. На всю длину
протяжки разность в высоте центров составит:
Сч = (0,0015-0,002)^^, (81)
где гш — общее количество шлицевых зубцов на протяжке (режущих
и калибрующих);
16 + 1в — длина режущей и калибрующей частей;
Ln — общая длина протяжки.
Возникающее при этом методе искажение профиля изготовляемых
шлицев может быть устранено корригированием профиля шлицевых
впадин на протяжках, а следовательно, и профиля круга, предназна-
ченного для их шлифования. Наиболее простой способ корригиро-
вания заключается в таком изменении угла шлицевых впадин, при
котором вершины ступенек, образующиеся при этом на фактическом
профиле II, располагаются на исходном профиле I шлицевой впа-
дины (фиг. 98, а).
204
Для определения корригированной величины половины угла
профиля шлицевой впадины воспользуемся построением, приве-
денным на фиг. 98, б. Здесь:
.ВАС—исходный профиль впадины с углом 20я;
— корригированный профиль с углом 2РК*;
dt — диаметр зубца, для которого определяется значение 0К;
С{ — смещение профиля впадины на зубце с диаметром d;.
Остальные обозначения приняты такие же, как при определении
диаметра контрольного ролика (фиг. 97). Притупление дна профилей
показано прямыми линиями на фиг. 98, а.
Пользуясь этим построением, можно написать:
rt{jR _ ЕАг _ EA + Ci _ EEctgpn + Ci _
Нк EF ~ EF ~ EF ~
-Ctg₽„ + -g-;
(А)
EF = 4- sin = 4- sin (pn - 0,).
Величина смещения Cz равняется произведению смещения SC
каждого^зубца на число зубцов zc, находящихся между исходным
зубцом** с диаметром d' и зубцом с диаметром dt.
Очевидно, что число таких зубцов соответствует разности диамет-
ров dt и d', деленной на удвоенную величину подачи, т. е. на подъем
зубцов.
Тогда
с, = SCze = SC 4=^-
В свою очередь, величина сГ связана со значением d1 следующим
условием (треугольник OAF):
d' = d^L,
1 sinprt
Подставляя значения EF, Ci и dr в равенство (А), будем иметь
после преобразования:
ctg рк = ctg ₽я +
sin Рк — sin
sin (Prt —-th) sin рл
SC
«2 ’
* Оба профиля здесь приняты остроугольными, что не отражается, однако,
на результате расчета, распространяемом на реальные профили с закругленным
или притупленным дном впадины.
** Исходным зубцом здесь условно назван тот, окружность которого проходит
через дно впадин. Очевидно, что это будет круглый гладкий зубец. Первый шли-
цевый зубец будет следующий за ним с глубиной впадин, равной sz при обычном
профиле, и с глубиной, равной sz + SC при смещении профиля.
205
Это выражение показывает, что угол корригированного профиля
протяжки меньше угла профиля в отверстии и изменяется в зависи-
мости от диаметра зубцов, поскольку угол •&[ является величиной
переменной по условию (74). Однако проведенные подсчеты показали,
что изменение угла Рк для обычных размеров мелкошлицевых отвер-
стий очень незначительно (в пределах двух-трех минут). Поэтому
можно принять его постоянным для данной протяжки и рассчиты-
вать по среднему диаметру, т. е.
ctg р* = ctg р„ + . s‘(82)
& 8ГЛ I Sin (РЛ — Ф)51прл Sz ' '
Значение угла $ (фиг. 98) определяется равенством (78). Разница
между значениями и колеблется для наиболее распространен-
ных размеров протяжек в пределах
от 1° до 1°30'. Геометрическая высота
уступов q на профиле впадин отверстия
может быть определена с достаточной
точностью из построения на фиг. 99,
если последовательно рассматривать
треугольники efg и efk, принимая их
за прямоугольные:
<7 = gf = ef sin (ря — рк);
Фиг. 99. Высота уступов на
профиле отверстия.
sz
cos(pK-Od)-
Тогда
_ s? sin (P„ — P«)
4 cos(PK —6a) ‘
(83р
Подсчеты показывают, что обычное
значение q составляем 0,001—0,002л«л<*.
Расстояние между образующими роликов Dpt здесь будет пере-
менным. Оно определяется следующей зависимостью:
n _ sin । __2ЛГ? 4- d
Uf>l~ sin prt + sin
(84)
где dp — диаметр ролика, рассчитанный по формуле (76') при каса-
нии по средней окружности для впадины с исходным углом
профиля Р„.
Очевидно, что таким роликом можно измерять только те зубцы,
у которых наружный диаметр dt больше ddn.
Для измерения зубцов с меньшим диаметром ролик необходимо
подсчитать по формуле (76).
* Фактическая величина гребешков будет несколько больше вследствие пла-
стической деформации металла при резании и погрешностей при изготовлении
протяжки,
206
68. Пример расчета шлицевой протяжки для отверстия
с треугольными шлицами
Протягиваемое отверстие имеет следующие размеры, обозначение
которых было приведено на фиг. 96: D = 30,46 мм; de — 28+oj4 мм;
dd = 29 мм; п = 36; t = 2,53 мм; Ьд = l,265Zo$ мм; р = 35° ±
± 15'; 7? = 0,3 мм. Длина протягиваемого отверстия L = 38 мм.
Материал обрабатываемой детали — сталь 40Х; НВ — 190—220.
Станок — горизонтально-протяжной модели 7А510, в хорошем сос-
тоянии. Смазочная жидкость — эмульсия. Материал протяжки —
быстрорежущая сталь Р18.
Предварительное отверстие подготовлено протяжкой и имеет
диаметр 28,2+°-08 мм.
Диаметр первого зубца dt = Do = 28,2 мм.
Диаметр последнего режущего и калибрующих зубцов прини-
мается равным наружному диаметру шлицевого отверстия (поскольку
допуск на него не указан), т. е. dn = De = D = 30,46 мм.
Суммарный подъем протяжки 'g&d = D6 — Do = 30,46 — 28,2 =
= 2,26 мм.
Диаметр средней окружности ddn = dd = 29 мм.
Диаметр окружности впадин dgn = dg = de ном = 28 мм
(не более).
Величина шага Т — t = 2,53 мм.
Половина угла профиля шлицевой впадины Р„ = р = 35° + 8'.
Половина угла профиля шлицевых выступов (71)
Толщина шлицевых выступов (73)
Ьдп макс = {Т-Ьд мин) -6,, = (2,53 - 1,205) -
— 0,013 = 1,312^1,31 мм.
Разбивание бй условно принято равным одной трети от допуска
на Ьд.
Диаметр ролика, отнесенный к средней окружности (65) и (76'),
= 57,296 = 57,296 2,53 ~1,31 =
° ddn 29
= 2,4104° = 2°24'37";
. ddn sin Оа 29-sin 2°24'37" 29-0,04206 t
р cos cos 35° 0,81915 ’
Ближайший стандартней размер по ГОСТ 2475—44 dp = 1,441 мм.
207
Размер по роликам (78) и (77'):
ft = 0П — = 35° — 2°24'37" = 32°35'23",
п ___ d5nsinft + dp . , _ 29-sin 32°35'23" +1,441 . . ... _
Р~ 'гйР ~ sinlS5 Г 1,441 “
29-0,53862 + 1,441 . , ... О1 1ос о. 1П
0,573576 >441 31,186 31,19_о.о2 мм.
Диаметр окружности центров закруглений (72) dR = D6 — 2Ra —
= 30,46—2-0,3 = 29,86 мм; принимаем 29,9 мм.
Шаг всех зубцов и число одновременно работающих зубцов
(табл. 8): t = 9 мм; zt = 5.
Размеры стружечных канавок и величина углов (табл. 7, 10, 11):
Ло = 3,5 мм; г = 1,8 мм; Fa - 9,63 леи2; у = 15°; а = 3°; ак = 1°.
Ширину вершины последнего калибрующего зубца считаем рав-
ной 7,5 мм.
Подача на зуб принимается постоянной (мелкие шлицы) и равной
0,04 мм соответственно табл. 6.
Коэффициент заполнения стружечных канавок (11)
____ Ра ___ 9,63 _й Q х IZ ____ Q
Л — szL ~ 0,04-38 — > ^мин ~ *
Сила протягивания по первым зубцам (35), (74) и (80):
sin ft, = -^2- sin ft = sin 32°35'23" = 0,5537 »; ft, = 33°37';
e, = pn — ft, = 35° — 33°37' = 1°23' = 1,38°;
I. ftdi I 180° n \ n28,2 / 180° i nno\ i 70 .
— 180°^ n 180° у 36 I»38 j — 1,78MM,
P = Cpb^nz^K^ = 284-1,78-0,04°’85-36-5-0,93 X
X 1-1,15 я» 6330 кг,
Напряжение в материале протяжки:
по первой стружечной канавке
а = = -5^5- = 18 кг!мне < [о] = 35 кг мм*;
ООО '
р = л (^-2^)2 = л (28,2-2^3,5)2 = 353
х 4 4 '
* Большой точности расчета здесь не требуется.
?08
по хвостовой части
р 6330 П(1 . , ,t
о = -у- = 283 g- = 22,4 кг/мме.
Хвостовик (по табл. 17): Dr = 25 мм; Fx — 283,5 Л4Л2.
Количество режущих зубцов (16)
Д Arf „ ___ 2-26 . 2___ 30 2‘
ZP 2sz 2-0,04”' 2 dU’2,
принимаем 30 зубцов.
Количество калибрующих зубцов (табл. 15) zK = 6.
Длина режущей и калибрующей части
== (^р *4~ ?к) == (30 6) • 9 — 324 мм 325 мм.
Размеры гладких частей *:
хвостовик: D± = 25^^085 мм, 1Х = 75 мм;
шейка: Р2 = 24,5 мм;
переходный конус: D3 = 25 мм, 13 — 20 мм;
передняя направляющая часть: = 28,22о;°7 мм, = 38 мм;
длина протяжки до первого зуба (фиг. 59, б')(1 = 273 мм;
задняя направляющая часть: Р7 = 28,27о’,°от мм, /7 = 25 мм;
задняя цапфа: D3 = 15 мм; 13 = 12 мм.
Общая длина протяжки Ln = 635 мм.
Чертеж протяжки приведен на фиг. 100.
Вариант протяжки co смещенным профилем
Принимаем смещение профиля на зубец SC = 0,002 мм.
Подъем заднего центра протяжки
Са = 6^7-^ = 0,002-36^ = 0,13 мм.
ц ш 1$ + /в 325
Половина угла профиля впадины и шлифовального круга
cteB -cteB I sinpn-sinfr 6C _
<-ig PK - cig ря-b sin(pn_^) sin p„ Sz
— w i sin 35° “ sin 32°35'23" 0,002
- Cig М + s.n 2о24,37,, sin 35о • 004 --
1 Л0о1ло । 0,573576 — 0,538620 0,002 , клллпл
= J’428148 + 0,042055-0,573576 ’W = 1’500604;
Рк = 33°40'46"; принимаем 33°40'.
* Приводятся только результаты подсчета.
14 Щеголев 105
(82):
209
Материал Профиль несмещенный
Режущей части -
•быстрорежущая сталь Pf8
явостооиха-сталь ЧОХ
Твердость
Зубцов и направляющих частей РС= 62^64
тостовой части Рв- 35+45
Профиль смещенный (вариант)',
шлифовать при подъеме заднего
центра на 0,13мм
Число шлицов-36
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
1. Разность соседних
окружных шагов не более
0,008 мм.
2. Накопленная погреш-
ность окружного шага не
более 0,018 мм.
3. Непараллельность бо-
ковых сторон шлицевых вы-
ступов относительно оси не
более 0,015 мм.
Фиг. 100. Протяжка для шлицевого отверстия с треугольным профилем.
Размер по роликам (84):
для последнего калибрующего зубца № 36 d0 = 1,441 мм; zc =
- z — 1 = 36—1 - 35;
Л — ddn sin I 4- d —
UP™ ~ sin рл + sin Pk + dP ~
29» sin 32°35z23zz 1,441
sin 35° sin 33°40z
2-0,002.35+ 1,441 =
29-0,538620 , 1,441
0.573576 0,55436
2-0,002-35 + 1,441 = 31,133 мм;
принимаем 31,13 мм;
для зубца № 15, у которого d = 29,32 мм ddn = 29 мм
(фиг. 100)
zc = 15— 1 = 14;
/Dplb = Dp3Q + 2SC(36 — 14) = 31,133 + 2-0,002-22 = 31,22 мм.
69. Протяжки для отверстий с винтовыми шлицами
Шлицевые выступы этих протяжек, называемых также шлице-
винтовыми, располагаются по винтовым линиям, соответственно
шлицам изделия (фиг. 101).
Стружечные канавки и зубцы обычно имеют кольцевую форму,
т. е. располагаются в плоскостях, перпендикулярных оси протяжки.
Фиг. 101. Шлице-винтовые протяжки.
При относительно больших углах наклона шлицев (более 15—
20°) стружечные канавки выполняются винтовыми, но с направле-
нием, обратным направлению шлицевых выступов (например, при
правом наклоне шлицев канавки для стружки делаются левыми,
и наоборот).
В зависимости от выбранного шага зубцов протяжки и угла
наклона шлицев т в обрабатываемом изделии винтовая линия стру-
жечных канавок может иметь или нормальное направление к винто-
вой линии зубцов, или несколько отклоненное от него.
В остальном конструкция винтовых протяжек аналогична кон-
струкции обычных шлицевых.
Как уже указывалось (стр. 24), протягивание винтовых шлицев
осуществляется либо с принудительным вращением протяжки (изде-
лия), либо без принудительного вращения. В последнем случае
протяжка или обрабатываемая деталь вращается непосредственно
14* 211
УО-ороб Материал:
Профиль шлица Режущей части-
6 нормальном ~ быстрорежущая сталь Р13
сечении хоостооика-сталь WK
Твердость:
зубцов и направляющих частей
RC-62+61
хвостовой части №35+15
Число шлицев............. п = 16
Модуль по нормали . . . . т = 2,25 мм
Угол зацепления по нормали а = 20°
Диаметр делительной окруж-
ности .................... 36,963 мм
Диаметр основной окруж-
ности ...................... 34,625 мм
Угол наклона спирали, по
0 36,963 ................ 13°6'38"
Шаг спирали............... 498,607 мм
Направление спирали . . . Левое
Допуски:
На отклонение эвольвенты 0,006 мм
» неконцентричность на-
чальной окружности . 0,010 мм
» суммарная погрешность
в шаге................... 0,012 мм
» отклонение шага спи-
рали на длине 25 мм 0,005 мм
Фиг. 102. Эвольвентная шли це-винтов а я протяжка.
(за счет осевого перемещения протяжки) *. Принципиальные схемы
механизмов для принудительного вращения протяжки были при-
ведены на фиг. 15.
При определении осевой силы протягивания Р здесь приходится
учитывать силы, необходимые не только для осуществления процесса
резания, но также и для преодоления сил трения, возникающих
в опорном приспособлении обрабатываемого изделия и в тяговом
патроне. Винтовая протяжка подвергается скручиванию касательной
силой, величина которой зависит как от способа осуществления вра-
щательного движения, так и от положения стружечных канавок
относительно шлицевых выступов**.
Осевое усилие при работе с принудительным вращением меньше,
чем при работе без него, но касательное усилие больше. Преиму-
щество второго способа перед первым в отношении напряжений про-
тяжки может сказаться только при больших углах наклона шлицев.
Но так как протяжками обычно протягивают винтовые шлицевые
канавки с малыми углами наклона, разница в напряжениях про-
тяжки/при том и другом способах будет незначительна или даже ско-
рее склонится в пользу первого способа. Главное же преимущество
работы с принудительным вращением заключается в большей точ-
ности шага нарезки, так как отсутствует давление зубцов протяжки
на боковые стороны готовых витков, которое имеет место при первом
способе, причем тем в большей степени, чем больше угол наклона.
Поэтому протягивание без принудительного вращения следует при-
менять для малых углов наклона и относительно неточного шага.
Шлицевые канавки с точным шагом и большим углом наклона пред-
почтительно протягивать с принудительным вращением.
В качестве примера на фиг. 102 представлена шлице-винтовая
протяжка для обработки левых эвольвентных винтовых канавок
в заготовке шестерни, изготовленной из стали 40Х и имеющей длину
25 мм.
Протяжка предназначена для работы на горизонтальном протяж-
ном станке при естественном вращении заготовки, устанавливаемой
на вращающуюся опору. Задний конец протяжки снабжен цилиндри-
ческой цапфой, на которую насаживается втулка, предназначенная
для контроля шлицев после окончательного шлифования протяжки.
Во время работы протяжки на этой цапфе помещается гладкая втулка,
удерживаемая от смещения двумя гайками.
* Протягивание с непосредственным вращением детали не всегда применимо
для протяжек, имеющих винтовые стружечные канавки.
** Расчет сил, возникающих при работе шлице-винтовых протяжек, приведен
в ранее опубликованной работе автора [70].
ГЛАВА IX
ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОТВЕРСТИЙ с плоскими ГРАНЯМИ
70. Квадратные и шестигранные протяжки
Предварительное отверстие под квадратную и шестигранную
протяжки делается обычно сверлом и имеет наименьший диаметр
Z)o, равный расстоянию S между сторонами протягиваемого отвер-
стия (диаметр вписанной окружности), т. е.
Г) _ Q
^0
В том случае, когда следы предварительного отверстия на пло-
скостях квадрата или шестигранника нежелательны, диаметр при-
нимается на 0,3 -н 0,5 мм меньше S. Довольно часто, однако, встре-
чаются отверстия, на сторонах которых допустимы следы предва-
рительного цилиндрического отверстия.
Общие принципы образования протяжками сторон квадратного
и аналогичного ему шестигранного отверстий были изложены выше,
в гл. II, п. 12, где приведены также принципиальные указания
относительно формы режущих кромок. Здесь будет разобрана кон-
струкция квадратной и шестигранной протяжек, зубцы которых
создают стороны отверстия отдельными участками, т. е. по генератор-
ной схеме.
Конструктивная форма зубцов таких протяжек приведена
на фиг. 103, а—для квадратного и 103, б — для шестигранного
отверстий. Главные режущие кромки 1 располагаются на углах зуб-
цов и имеют форму дуг концентрических окружностей, диаметр кото-
рых d постепенно увеличивается от првого зубца к последнему.
На первом зубце
di = Dq,
а на последнем режущем и на всех калибрующих зубцах
dn = Dq = DMaKC + S, (85)
где DMaKC — наибольший размер протягиваемого отверстия между
углами — диаметр описанной окружности;
б — разбивание или усадка отверстия (стр. 92)-
2И
Диаметры на промежуточных зубцах определяются общим усло-
вием (стр. 85).
Прямые стороны 2 (фиг. 103) профиля зубцов являются вспомо-
гательными кромками. Расстояние S„ между ними, постоянное для
всех'зубцов протяжки, определяется следующим условием:
5Я = SMaKC + S5, (86)
где SMaKC — наибольшее допустимое расстояние между сторонами
протягиваемого отверстия;
6$ — разбивание или усадка отверстия по размеру S.
Фиг. 103. Зубцы квадратных и шестигранных протяжек»
Допустимое отклонение на размер Sn может быть принято рав-
ным V3 — х/4 допуска на отверстие со знаком минус, оно не должно
превышать отклонений посадки С3 по ОСТ 1013.
Поскольку Sn обычно больше £>0, все зубцы с диаметрами от DQ
до Sn — круглые. Плоские участки появляются на тех зубцах, диа-
метр которых больше Sn.
Вследствие постоянства Sn и изменения dL длина главных 1 и вспо-
могательных 2 кромок на зубцах протяжек является переменной,
что явствует из схемы образования квадратного отверстия, приведен-
ной ранее (фиг. 32). На первом зубце прямых участков нет, а дуговые
участки сливаются в одну общую окружность с диаметром d±. На
последнем зубце, наоборот, дуговые участки исчезают и остаются
только прямолинейные. Однако поскольку редко встречаются ква-
дратные и шестигранные отверстия с совершенно острыми углами,
так как углы притупляются на ту или иную величину, дуговые
участки остаются и на последних зубцах протяжек.
Суммарная длина главных режущих кромок на зубце
с любым значением dz* для правильного многоугольника может
* В пределах S < < D =-------
cos-----
fl
215
быть подсчитана по следующей формуле, вытекающей? из построе-
ния на фиг. 104.
ЭД =
2nd^n [ «О/
= лаИ 1 jggo
л0 S
О/ = arccos —7- ,
di
(87)
где n — число граней (углов) отверстия.
Для квадратного отверстия соответственно будем иметь
/ о° \
2 6,= »/,. 1-^ , (87')
Фиг. 104. Определение длины
режущих кромок.
а для шестигранного
2 11 -ggoI.
(87")
Для уменьшения трения на плоских сторонах зубцов делают зад-
ний угол в Iе (фиг. 103), который располагается позади ленточки
шириной 0,8—1 мм. Если этой ленточки не сделать, может возник-
нуть искажение прямых сторон отверстия, которые приобретают
форму гипербол (хотя и с очень небольшой стрелкой выпуклости
внутрь отверстия).
Стружечные канавки на таких протяжках выполняются круго-
выми, что значительно облегчает изготовление и заточку зубцов.
При пересечении спинки стружечной канавки с плоскостями зад-
них граней, примыкающих к прямым участкам режущей кромки,
образуются также гиперболы *. Размеры стружечной канавки сле-
дует по возможности принимать по основному ряду табл. 7, хотя
на нескольких первых зубцах для обеспечения прочности про-
тяжки приходится иногда прибегать к мелкой канавке.
* На чертежах протяжки их обычно показывают дугами окружности.
216
Глубина стружечной канавки в различных местах поперечного
профиля зубца имеет переменное значение: на главных кромках
канавка имеет полную глубину, а на вспомогательных — умень-
шенную. Возможны случаи, когда на плоских сторонах зубцов ка-
навка совершенно исчезает. Чтобы облегчить движение протяжки
в отверстии, такие зубцы снабжают продольной канавкой глуби-
ной до 0,5 мм (фиг. 105). Необходимо, чтобы размер Sn не возрастал
к концу протяжки, а уменьшался в пределах допуска; в противном
случае возможно заклинивание протяжки в отверстии, что может
привести к ее разрушению или к вырыву металла со стенок отверстия.
Рмаис Геометрия режущих элементов (перед -
Фиг. 106. Графики силы протягивания.
Стружкоделительные канавки размещают в шахматном порядке
на всех режущих зубцах с дуговыми режущими кромками, которые
в рассматриваемых протяжках срезают металл по обыкновенной
схеме. При ширине режущих кромок bt = 4—10 мм делается одна
канавка, при > 10 мм — две. На первых, круглых зубцах ко-
личество канавок принимается такое же, как у цилиндрических
протяжек (табл. 13).
Выбор подачи на зуб sz при конструировании квадратных, ше-
стигранных и подобных им протяжек является очень важным вопро-
сом. Выше указывалось (гл. VI, п. 43), что при одинаковой подаче
на всех зубцах площадь поперечного сечения среза получается пе-
ременной, уменьшаясь к концу протяжки. Подобным же образом
будет изменяться и сила протягивания. Изменение силы протяги-
вания Рмакс графически представлено на фиг. 106, а, где по оси орди-
нат отложена сила протягивания, а по оси абсцисс — длина 15
режущей части протяжки *. Такая протяжка имеет излишне боль-
шую длину; при работе ею станок используется нерационально.
* Все графики на фиг. 106 отображают изменение только наибольшей силы
протягивания, без учета ее колебания вследствие переменной величины числа одно-
временно работающих зубцов.
217
При постоянной величине поперечного сечения среза, достигае-
мой последовательным увеличением подачи по мере уменьшения
ширины среза, можно значительно уменьшить длину протяжки и
обеспечить более благоприятную загрузку станка, что вытекает
из графика на фиг. 106, б. Одинаковая загрузка станка по всей
длине протяжки (фиг. 106, в) может быть достигнута, когда про-
изведение площади поперечного сечения среза на удельную силу
протягивания будет постоянным для всех зубцов. Поскольку удель-
ная сила уменьшается с возрастанием подачи, площадь сечения среза
должна увеличиваться от зубца к зубцу. Протяжка в этом случае
будет самая короткая.
Однако у протяжек, выполненных соответственно графикам
фиг. 106, бив, подача на последних зубцах может достичь таких
больших значений, что объем стружечных канавок будет недостато-
чен. Малая длина режущих кромок в сочетании с большой нагруз-
кой приведет к очень быстрому затуплению зубцов. Кроме того,
изменяющийся подъем на всех зубцах, причем с весьма малой раз-
ницей, усложняет изготовление протяжек.
Поэтому на практике обычно все зубцы протяжки разбивают на
несколько групп — ступеней, с постоянной подачей на зуб в преде-
лах каждой ступени. Подача же на отдельных ступенях разная:
наименьшая на первой и наибольшая на последней, причем величина
ее корректируется в соответствии с условиями прочности, объемом
стружечных канавок и стойкостью протяжек. Такого рода протяжки
называют ступенчатыми. Примерный график изменения нагрузки
При их работе приведен на фиг. 106, г. Длина протяжек получается
больше, чем при работе по графикам бив, но меньше, чем при
работе по графику а.
Количество ступеней принимается равным трем для квадратных
протяжек с расстоянием между сторонами S < 15 мм и четырем
при S > 15 мм. У шестигранных протяжек делают две ступени при
S < 20 мм и три, когда S > 20 мм.
При решении задачи о выборе подачи на зуб SZm & о количестве
зубцов гт для каждой ступени могут быть приняты два условия *:
1) количество металла, срезаемое отдельными ступенями, должно
быть одинаковым;
2) силы протягивания Р^на первых зубцах всех ступеней также
должны быть одинаковыми или во всяком случае близкими по ве-
личине.
Обозначив через FM площадь угла правильного многоугольника
(на фиг. 107 площадь АВСЕА), N — число ступеней, т — номер
ступени и Fm—площадь металла, срезанного ступенями, предше-
ствующими рассматриваемой (на фиг. 107 площадь AFGCEA),
можем записать согласно первому условию
(А)
* При расчете ступенчатых протяжек принимают иногда и другие условия как
это указано в работах М, С. Берлинера [9], В. А. Турбинера [63], Ю. Л. Фру*
мина [64] и др.
218
Площадь FM может быть определена как разность площадей
многоугольника и круга с диаметром S, деленная на количество
углов п, т. е.
р _ S2 360° nS2 — 52 Лл 360° п ’)
ГМ— 4 tg 2п 4п ~ 4 2п п )
Для квадратного и шестигранного отверстий соответственно
получается:
FMk = 0.05365S2 и FMm = 0.01345S2,
или, с учетом обычного притупления углов квадрата, состав-
ляющего в среднем 5% от диаметра описанной окружности:
7^0,0524S2.
Таблица 35
Коэффициент т\т
Номер ступени т Квадратные протяжки Шестигранные протяжки
3 сту- пени 4 сту- пени 2 сту- пени 3 сту- пени
I 1 I 1 1
II 1,06 1,045 1,039 1,023
III 1,15 1,105 — 1,058
IV — 1,190 — —
Фиг. 107. Площадь металла на ступень
протяжки.
В свою очередь площадь Fm представляет разность площадей
части кольца, относящейся к одному углу отверстия (на фиг. 107 —
А А'С'С), и двух равновеликих полусегментов AA'F и CC'G с вы-
сотой 0,5 (dno—S) и основанием 0,5]/"dno— S2, т. е. является
функцией диаметра последнего зубца dno на предыдущей ступени при
данном значении расстояния между сторонами отверстия S.
Таким образом, исходное условие (А) приводится к уравнению
с одним неизвестным dno, определив которое, можно подсчитать зна-
чение диаметра dm первого зубца рассматриваемой ступени путем
добавления удвоенной величины подачи s2fn. Однако решение этого
уравнения сопряжено со сложными математическими выкладками,
проведение которых не оправдывается практическими требованиями.
Вместе с тем анализ этой зависимости показывает, что с достаточной
для практики точностью диаметр dm можно принять равным произ-
ведению некоторого коэффициента х\т на S. С учетом подачи на пер-
вом зубце рассчитываемой ступени это приведет к выражению
dm = ^S + 2s2m. (88)
219
Подобранные значения коэффициента х\т, удовлетворяющие с до-
статочной степенью точности условию (А), приведены в табл. 35
для квадратных и шестигранных протяжек.
Второе условие позволяет установить зависимость между по-
дачами на зуб на первой ступени зг1 и на последующих ступенях s2tn.
Сила протягивания Рт для квадратных, шестигранных й подоб-
ных им протяжек, отнесенная к началу каждой ступени, может
быть определена на основе эмпирической формулы (33) для ци-
линдрических протяжек с учетом измененной длины режущих кро-
мок, а именно:
Pm = ^^x2mz^KeKa.
Значения постоянной Ср показателя степени х и поправочных
коэффициентов КТКС и 7<м выбираются по табл. 25 и 26 применительно
к цилиндрическим протяжкам. Суммарная длина режущих кромок
на первом зубце каждой ступени Zbm подсчитывается по формуле
(87), в которой значение dL надо заменить величиной диаметра dm
рассматриваемой ступени. Однако, учитывая своеобразную форму
поперечного сечения среза (фиг. 107), имеющего вид дуговой трапе-
ции, следует диаметр первого зубца ступени относить к средней
линии этой трапеции, т. е. принимать величину dm меньшей на ве-
личину подачи s2tn.\ Тогда общее выражение для Рт приводится
к виду:
/ п§°т \ х
Рт ~ Ср SZfn} I 1 180° \
A * (89)
= arccos---------.
TH Л ~
dm s2
Для квадратных протяжек соответственно уравнению (87')
получается
Рщ — ^р^т 45°~^Szm (89)
а для шестигранных
рт = Ср (dm - 8гп) (1 - 4г) (89")
Для первой ступени, у которой первые зубцы имеют круговую
режущую кромку, силу протягивания можно подсчитывать по фор-
муле для цилиндрических протяжек:
(90)
Соответственно второму исходному условию силы протягивания
в начале всех ступеней принимаются одинаковыми, т. е.
Pi = Рт-
220
Подставляя в это равенство установленные выше значения Рг и Рт
а также учитывая соотношение (88), получаем
SSzi — (T]mS + szm) ( 1 180° )Szm ;C0S

Отбрасывая значение слагаемого sZm как
с Tj^S, будем иметь:
Л m3 + szm
малое по сравнению
_________1
/. п^т
Пт I 1 jggo
s,
ztn
— . fi° _ 1
x > COS —
4] tn
Обозначив теперь первый множитель через , получаем в окон-
чательном виде
Szm ~ ^>mSzl- (91)
Величины коэффициента %т, вычисленные с достаточной точ-
ностью для квадратных и шестигранных протяжек при обработке
стали и чугуна, приведены в табл. 36.
Таблица 36
Коэффициент
Номер ступени т Квадратные протяжки Шестигранные протяжки
3 ступени 4 ступени 2 ступени 3 ступени
сталь чугун сталь чугун сталь чугун сталь чугун
I 1 1 1 1 1 1 1 1
II 1,8 1,98 1,5 1,6 2,3 2,65 1,8 1,98
III 3 3,58 2,3 2,65 — — 2,95 3,55
IV — — 3,8 4,75 — — •5 —
Таким образом, приняв определенную величину силы протяги-
вания Pj и соответствующую ей подачу s2I для первой ступени,
можно определить, пользуясь условием (91) и данными табл. 36,
подачу sZfn для любой ступени. Рассчитанные значения s2fn при не-
обходимости должны быть скорректированы в соответствии с усло-
виями заполнения стружечных канавок, стойкости протяжек и чи-
стоты обработанных поверхностей. В частности, опыт показал, что
при протягивании стали протяжками рассматриваемой конструкции
нежелательны подачи более 0,15 мм, а при обработке чугуна —
0,2 мм.
В табл. 37 и 38 приведены ориентировочные значения величин
подач на ступенях квадратных и шестигранных протяжек, работаю-
щих по среднеуглеродистой стали.
221
Таблица 37
Подачи на зуб для квадратных
протяжек в мм
Таблица 38
Подачи на зуб для шестигранных
протяжек в мм
S Szl szII Szlll S2lV
9 0,015 0,025 0,04 —
12 0,015 0,03 0,05 —
14 0,020 0,035 0,06 —
17 0,020 0,030 0,04 0,08
19 0,020 0,035 0,05 0,09
22 0,025 0,04 0,06 0,10
24 0,025 0,04 0,06 0,10
27 0,03 0,05 0,08 0,12
30 и 32 0,03 0,06 0,09 0,15
s *zl szII Szin
14 0,020 0,04 —
17 0,020 0,045 —
22 0,025 0,045 0,075
27 0,03 0,045 0,09’
32 0,03 0,06 0,10
36 0,035 0,065 0,115
41 0,035 0,07 0,12
46 0,045 0,075 0,125
50 0,05 0,10 0,15
Количество режущих зубцов гт на каждой ступени, кроме
последней, определяется следующим общим условием:
_ (dm+i — 2Sjm+1) — (dm — 2sZ(n)
zm---------------2Г ’ ( '
m
где и sZzn+i — диаметр и подача на первом зубце последующей
ступени;
dm и sZfn — то же на первом зубце рассчитываемой ступени.
Фиг. 108. Передняя направляющая для квадратных и шести-
гранных протяжек.
Для последней ступени
= dn-(d^-2Szm) + (2
zm
где dn — диаметр последнего зубца протяжки.
Дополнительные два-четыре зубца являются переходными,
с уменьшающейся величиной подачи. Для первой ступени, если она
начинается с круглого зубца, добавляется один зубец.
222
Конструкция и размеры калибрующих зубцов и гладких частей
квадратных и шестигранных протяжек должны полностью удовлетво-
рять общим условиям.
Комплектные протяжки для рассматриваемых отверстий также
выполняют по установленным выше общим правилам (стр. 118).
Передняя направляющая для всех протяжек в комплекте, кроме
первой, делается с плоскими гранями (фиг. 108). Расстояние S4/
должно удовлетворять следующему условию:
^ = $пмин, (93)
а диаметр по закругленным углам
(94)
где SnMUH и dnMUH — наименьшие допустимые размеры последних
зубцов предыдущей протяжки в комплекте.
Допуски на S4/h D4/ рекомендуется принимать по табл. 23.
71. Пример расчета квадратной протяжки
Требуется протянуть квадратное отверстие со следующими
исходными данными:
Расстояние между сторонами...................S = 24-^0’14 мм
Диаметр по углам.............................D = 32,б+0’34 мм
Длина........................................L == 40 мм
Материал обрабатываемой детали — сталь марки 40Х (НВ=200—230).
Предварительная обработка отверстия производится сверлом.
Наименьший диаметр отверстия 24 мм, диаметр сверла 24,2 мм.
Протягивание осуществляется на горизонтально-протяжном станке
модели 7510 (в хорошем состоянии) с применением эмульсии. Патрон
на' станке — с чекой. Длина протяжки ограничена производствен-
ными возможностями инструментального цеха и составляет 700 мм.
Материал протяжки — инструментальная сталь марки ХВГ.
Принимаем четыре ступени (стр. 218). Подачу на первом зубце
первой ступени по табл. 37 выбираем равной 0,025 мм, т. е. s2l =
— 0,025 мм. Диаметр первого зубца протяжки:
.=r D0 = SMut/ = 24 мм.
JL V /П>и>п
Диаметр последнего режущего и калибрующих зубцов (85)
d-п = ~ DMaKC б.
Принимая' б =« 0,015 мм (округленно 0,02 мм), получаем
d„ = D6 = 32,94 — 0,02 = 32,92 мм.
Расстояние между сторонами зубцов (86)
Sn = SMaKC — бе = 24,14 — 0,02 = 24,12 мм.
и MCLKL О 1 1 7
Шаг режущих зубцов (по табл. 8) t — 9 мм.
Количество одновременно работающих зубцов zt = 5.
223
Размеры основной стружечной канавки (табл. 7): h0 = 3,5 мм
г = 1,8 мм-, Fa — 9,63 мм2.
Углы зубцов (табл. 10 и 11): у = 15°; а = 3°.
Сила протягивания на первой ступени (90)
Ср = 842
х = 0,85
Кг = 0,93
(табл. 25) К = 1
1,15
(табл. 26)
Р1^842-24-0,025°'85-5-0,93-1-1,15^4650 kz<Q =
= 0,8-10 000 = 8000 кг.
Поперечные сечения протяжки:
по первой стружечной канавке
р л (dj 2/z0)2 л (24 2-3,5)2 997 «о2
Г j — -------д------ — ---------------- ZZ/ мм
по хвостовой части для хвостовика под чеку (табл. 16) с диаметром
Z?! = 22 мм
Fx = 248 мм2.
Напряжения в материале протяжки по первой стружечной ка-
навке
о = = 20,5 кг!мм2 < [о] = 30 кг/'мм2
(для легированной инструментальной стали).
Коэффициент заполнения стружечной канавки на первой ступени:
= = 0,025-40 9’6 > = 3 (табл. 9).
Таким образом, первая ступень полностью удовлетворяет всем
требованиям.
Подача на остальных ступенях (91)
Szm =
s2n — 1,5-0,025 = 0,0375 мм; принимаем 0,04 мм;
szlll = 2,3-0,025 = 0,0575 » » 0,06 »
s2iv = 3,8-0,025 = 0,095 » » 0,10 »*
* Поскольку принятые подачи на каждой ступени весьма близки к расчетным
значениям, не требуется определять силу протягивания для остальных ступеней,
когда уже высчитана сила протягивания для первой ступени. В случае значи-
тельного отклонения s? в сторону увеличения необходимо определить силы про-
тягивания по формуле (89') и произвести новую проверку протяжки на прочность
и предельную величину тяговой силы станка.
224
Коэффициент заполнения стружечной канавки на остальные
ступенях (11)
= 0,04-40 ~ > Кмин = 3,5;
~ 0,06-40 4 > Кмин — 3,5,
^v = ТОГ -2’4’
Для четвертой ступени принимаем ту же стружечную канавку,
но с вогнутой спинкой зубца при 7? = 6 мм. Учитывая, что четвер-
тая ступень срезает относительно узкую стружку, можно полагать
коэффициент Kiv = 2,4 достаточным для размещения срезаемого
слоя металла в канавке.
Диаметры первых зубцов на ступенях (88)
+ 2szm-
d, = 1 - 24 + 2-0,025 = 24,05 мм;
dn = 1,045-24 + 2-0,04 = 25,16 мм;
din = 1,105-24 + 2-0,06 = 26,64 мм;
dw = 1,19-24 + 2-0,1 = 28,76 мм.
Подсчитанные значения dm могут быть подвергнуты небольшой
корректировке при составлении таблицы диаметров зубцов на чер-
теже протяжки (см. зубцы № 24 на фиг. 109, а также № 2 и 19 на
фиг. 110, которыми начинаются вторая, третья и четвертая ступень).
Количество режущих зубцов в ступенях (92) и (92') :
_ (dm н — 2szm+l) — (dm — 2szm)
Zm 2sz
= (25,(6 — 2-0,04)— (24,05 — 2-0,025) + ! . _ y e 23-
• U,U2.O
_ (26,64 — 2-0,06) — (25,16 — 2-0,04) _ 1Я.
Zn 2-0,04
_ (28,76 —2-0,1) —(26,64 —2-0,06) ,7.
Znl “ 2-0,06
32,85 —(28,76 —2-0,1) , n oo л oo
Ziv = —-----------------——}- 2 = 23,4; принимаем 23
Общее количество режущих зубцов
zp — + Zu 4~ Zin + ziv = 23 18 4“ 17 + 23 — 81.
* См. стр. 222.
15 Щеголев 105
225
в
о>
1°30'
Канавки в шахматном порядке на зубцах с
НЧпоМгпо 2шт,:на зубцах с N35noNmo1uim&_
4 Н 4

Фиг. 109. Квадратная протяжка
первая.
8
Профиль зубцовcN4no№3(зубцы. N1 —3круглые)
Размер 24,12 должен уменьшаться
к заднему концу протяжки 6 преде-
лах допустимого отклонения
Материал: инструментальная сталь
ХВГ /ОСТ 5950-5!
Твердость: зубцов и направляющих
частей №01-04
хвостовой части №35-45
Окно расположить
перпендикулярно
» ой стороне |—
\ >Ы о
-673±2-
чо-
15°
45°
Фиг. НО. Квадратная
протяжка вторая.
Профиль режущих
зубцобсМпоНТП
^-^5
5-5
75±1
238±2-

£
На зубцах сN1поМЧпо одной струж-
коделительной канавке в шахмат-
ном порядке
ОСТ3725
В
3-В
-405±2-

Размер 24,09 должен
уменьшаться к задне-
му концу протяжки
в пределах допустимого
отклонения
На зубцахN42ne4
оставлять ленточ-
ку f-0,2 мм
Профиль режущих
и калибрующих зуб-
цов с N21 по N45
Материал.
Инструментальная сталь
ХВГГОСТ 5950-51
Твердость.
Зубцов и направляющих частей
ЯС= 61+64
Хвостовой части ЙО* 35+45
Длина режущей части
Z6 = zpt = 81 -9 = 729 мм.
Калибрующая часть (стр. 94): гк = 4 (табл. 15); tK — 9 мм.
13 = tKzK = 9 • 4 = 36 мм.
Стружечные канавки — такие же, как на четвертой ступени.
Ленточка на вершинах зубцов принимается равной 0,2 мм.
Расчет гладких частей не производим; записываем только ре-
зультирующие цифры *:
хвостовик: — 222o;“s мм, = 75 мм;
шейка и переходный конус: D2 — 21,5 мм, D3 = 22 мм, 13 = 20 мм;
передняя направляющая часть: = 242о’о7 мм’ ~ 40 мм;
длина протяжки до первого зуба I — 238 мм (фиг. 59, а);
задняя направляющая часть: О7 = 24мм, 17 = 30 мм.
Общая длина протяжки Ln = I + l6 + Ze + Z7 = 238 + 729 +
+ 36 + 30 = 1033 мм, т. е. превышает предельную длину
La = 700 мм.
Переходим к комплекту протяжек.
Количество протяжек в комплекте (28)
. 1$ + /в
1 г _______/ >
макс 4 о
где
/0 = I + /7 = 238 + 30 = 268 мм,
Число зубцов в каждой протяжке (29)
, zP + zK+3(j-\) _ 81 + 4 + 3(2-1) ..
1 1 2
Принимаем для первой протяжки 43 зубца, а для второй — 45,
причем в первую протяжку полностью войдут первые две ступени.
Длина режущей и калибрующей частей:
первой протяжки
Zj = z7jZ — 43 • 9 = 387 мм;
второй протяжки
Zjj == == 45*9 === 405 мм.
Зубцы № 1—3 первой протяжки — круглые (стр. 215).
На второй протяжке начиная с зубца № 19 (IV ступень) при-
нимаем стружечную канавку с вогнутой спинкой зубцов.
Количество стружкоделительных канавок: на зубцах № 1 и 3
(круглые зубцы) первой протяжки—двенадцать (табл. 13), на.
* Расчет 'размеров гладких частей общий с другими типами протяжек для
отверстий (см., например, расчет цилиндрической протяжки на стр. 138).
228
зубцах № 4—34 — две, на зубцах № 35—41 — одна. У второй про-
тяжки на зубцах № 1—14 — одна канавка.
Расстояние между сторонами зубцов:
первой протяжки
<$i = Sa — 24,12—о оз мм;
второй протяжки
Sn = SiMaH = 24,09-0,03 мм.
Передняя направляющая второй протяжки (93, 94):
= Sn мин = 24,09 _ о ’из мм
Dij = dni = 26,50 2® мм (ЛОПУХИ по табл. 23).
Общая длина протяжек:
первой
L„i = 4 + == 268 + 387 = 655 + 2 мм;
второй
L„u = /о hi “ 268 + 405 = 673 + 2 мм.
Центровые отверстия (табл. 21) d* = 2,5 мм (ОСТ 3725, тип В).
Чертежи протяжек приведены на фиг. 109 и НО.
72. Прямоугольные протяжки
Обработка прямоугольных отверстий протяжками обычно произ-
водится по одной из схем, приведенных на фиг. 111. Исходное от-
верстие, как правило, имеет цилиндрическую форму. При отно-
шении сторон прямоугольника -у < 2 (фиг. 111, а) сверлится одно
Фиг. 111. Схемы протягивания прямоугольных отверстий.
отверстие, которое протягивается затем на квадрат квадратной
протяжкой и доводится до прямоугольной формы плоской протяж-
кой, имеющей зубцы только на узких сторонах (как показано на
фиг. 112, а на примере протяжки обычной конструкции). Зубцы на
широких сторонах (фиг. 112, б) делают при повышенных требова-
ниях к точности размеров (точнее 4-го класса) и чистоте обработан-
ных поверхностей, а также прц протягивании прямоугольного
229
отверстия комплектом протяжек со ступенчатым срезанием металла
(стр. 119). Эти зубцы располагаются позади зубцов, обрабатываю-
щих узкие стороны, или выполняются на отдельной калибрующей
протяжке *.
Зубцы на протяжках рассматриваемого типа чаще всего делаются
прямыми, но при длине режущих кромок более 10—12 мм допу-
стимы наклонные (косые) зубцы, которые при определенных усло-
виях могут обеспечить полную плавность работы протяжки (стр. 75).
Как уже указывалось (стр. 130), направление наклона зубцов на
противоположных сторонах принимается различное, с таким расче-
том, чтобы боковая составляющая силы резания прижимала про-
Фиг. 112. Поперечные сечения зубцов прямоугольной протяжки.
тяжку к наиболее прочной стороне протягиваемой детали или к той
стороне, чистота поверхности которой должна быть выше. Угол
наклона т принимается обычно не меньше 75—80°.
Неработающие, гладкие стороны протяжки снабжаются продоль-
ными канавками глубиной 0,5—1 мм (фиг. 112) и боковым под-
нутрением с углом 1—2° на расстоянии 0,8—1 мм от краев режущих
кромок. В целях повышения стойкости протяжек их следует снаб-
жать переходными кромками-скосами обычно в виде прямых наклон-
ных линий под углом 45°. Конструкция всех элементов, примыкаю-
щих к главным кромкам, в основном такая же, как и у шпоночных
или шлицевых обыкновенных и прогрессивных протяжек. Подобного
рода протяжки применяются также при обработке деталей, у которых
предварительное отверстие близко по форме к окончательному от-
верстию, например, после прорубания штампом, после долбления,
копирного фрезерования и пр.
* Зубцы с режущими кромками на всех четырех сторонах не применяются,
так как на них невозможно сделать^передний угол, не повредив прямолинейности
лезвий в процессе обработки передних граней.
230
Для отверстий с отношением сторон -^-<1,5 наряду с указан-
ными выше протяжками находят применение прямоугольные про-
тяжки, работающие по схеме, представленной на фиг. 111,6. Главные
режущие кромки зубцов таких протяжек очерчиваются дугами кон-
центричных окружностей исходного отверстия до того момента,
пока они не коснутся узких сторон протягиваемого отверстия.
После этого наряду с дуговыми режущими кромками, выполняю-
щими главную работу резания, появляются прямые кромки, рас-
стояние В между которыми остается постоянным. В этой части кон-
струкция зубцов, приведенная на фиг. 113, полностью соответствует
конструкции зубцов квадратных протяжек. На фигуре показана
также геометрия режущих элементов на главных и на вспомогатель-
ных (прямцх) кромках. Широкие стороны протяжек снабжаются
такими же продольными канавками и боковым поднутрением, как
и протяжки разобранной выше конструкции. Протяжки с дуговыми
режущими кромками изготовляют и затачивают на центровых стан-
ках; в этом отношении они являются более технологичными, чем
прямоугольные протяжки с прямыми режущими кромками. По-,
скольку каждый зубец протяжек с дуговыми кромками строит одно-
временно все четыре стороны отверстия, длина их получается меньше
длины протяжек предыдущей конструкции, где раздельно обраба-,
тывается каждая пара сторон.
.Когда отношение сторон прямоугольника больше 2, делают,
столько предварительных отверстий, сколько полностью разме-
щается по ширине прямоугольника (фиг. 111, в). Эти отверстия про-
тягивают квадратной протяжкой, а оставшиеся между ними про-
межутки вырезают плоскими протяжками с односторонним или
двусторонним расположением зубцов на узких сторонах. Обычно,
при нечетном числе предварительных цилиндрических отверстий
(например, три отверстия) первоначально обрабатываются на
квадрат крайние отверстия, а потом средние.
При протягивании крупных прямоугольных, а также квадрат-'
ных отверстий, когда чрезмерно большие размеры и вес про'гяжек,*
231
работающих по схемам, приведенным на фиг. 111, а, б и в, делают
их неудобными в эксплуатации, приходится прибегать к раздельной
обработке граней плоскими протяжками, имеющими зубцы только
на одной стороне. Такие односторонние плоские протяжки выпол-
няются подобно шпоночным протяжкам с плоским телом (гл. X)
и снабжаются поднутрением на боковых сторонах (как показано
на фиг. 114, а) или неглубокими выемками, облегчающими движение
протяжки в прорезаемом металле. Хотя эти протяжки бывают чаще
Фиг. 114. Зубцы плоских протяжек.
всего с прямыми зубцами, наклонные зубцы более желательны,
так как они обеспечивают плавность нагрузки. Однако зубцы с од-
носторонним наклоном (правым или левым) не всегда допустимы,
так как они вызывают односторонний отжим протяжки и способ-
ствуют повреждению одной из узких граней отверстия стружкой,
отходящей в сторону. Небольшой наклон, определяемый углом
75—80°, обеспечивает достаточно удовлетворительные результаты
работы, если при этом будут выдержаны условия полной равно-
мерности нагрузки (стр. 77). Все же наиболее рациональной кон-
струкцией нужно признать конструкцию протяжек с двойным на-
клоном зубцов (фиг. 114, б). Изготовление зубцов в этом случае за-
трудняется дополнительной работой по продлению стружечных
канавок за среднюю линию протяжки, чтобы обеспечить здесь пере-
крытие режущих кромок. Однако можно выполнить зубцы на боко-
вых сторонах протяжки, что облегчает ее работу и устраняет нали-
пание металла, особенно интенсивное при обработке вязких сталей,
232
Боковые зубцы выполняют без подъема и без стружкоделительных
канавок. Угол наклона зубцов т как на широкой (рабочей), так и на
боковых сторонах принимается равным углу, дополняющему перед-
ний угол у до 90°, т. е. 90° — у.
В целях уменьшения веса плоских протяжек работа ими произ-
водится с применением внутренних направляющих, которые встав-
ляются в предварительное отверстие и отверстие, подготовленное
предыдущими протяжками (стр. 35) *.
Фиг. 115. Плоские протяжки прогрессивного резания.
При обработке прямоугольных, а также квадратных отверстий
наряду с плоскими протяжками, имеющими подъем на каждый зу-
бец, можно применять протяжки, работающие по прогрессивной
схеме срезания стружки.
Принципиальная схема одной из конструкций такой протяжки
представлена на фиг. 115, а. Зубцы протяжки разделяются на
группы-секции и снабжаются выступами. Высота зубцов в пределах
каждой секции одинакова. Подъем осуществляется только от секции
к секции. Количество зубцов zc, приходящееся на секцию, прини-
мается равным zc = 3 5, в зависимости от ширины протяжкой В.
Стружка по ширине делится выступами на -^-частей. На фиг. 115, а
представлены две секции с пятью зубцами в каждой. Выступ первого
зубца левой секции вырезает канавку шириной , а последующие
четыре зубца увеличивают ее до полной ширины протягиваемой по-
верхности. Правая секция на фиг. 115, а начинает работать с краев
* Подробнее см. статью П. М. Павлова [44 Ь
233
поверхности и заканчивает срезанием узкого выступа, остающегося
после четырех зубцов. Широкие выступы (более 15—18 мм) снаб-
жаются выемками.
Другая плоская протяжка тоже прогрессивной конструкции, но
более простая по выполнению, показана на фиг. 115, б. Здесь первая
группа зубцов вырезает в припуске несколько относительно узких
трапецеидальных канавок, а следующая за ними группа с прямыми-
гладкими кромками срезает оставшиеся выступы. Таким образом,
каждый из двух зубцов, входящие в секцию, разнесен пр своим
отдельным группам. Однако принципиальная особенность прогрес-
сивной схемы — срезание толстой стружки узкими участками —
сохранена здесь полностью. При более или менее значительном при-
пуске на протягивание количество групп зубцов может быть уве-
личено.
Как в той, так и в другой конструкциях количество черновых сек-
ций, выполняющих главную работу, а также число зачищающих
зубцов определяются теми же условиями, что и для цилиндриче-
ских протяжек прогрессивного резания.
Благодаря значительному подъему каждой секции (0,25—0,4 мм)
прогрессивные протяжки получаются короче, чем обычные плоские,
срезающие стружку относительно тонкими слоями.
73. Протяжки для комбинированных отверстий
К группе комбинированных отверстий в данном случае отно-
сятся отверстия, профиль которых состоит из прямых линий и дуг
окружностей, а также сложные отверстия, очерченные только пря-
мыми линиями. Примеры некоторых отверстий и схемы срезания
стружки при их протягивании приведены на фиг. 116.
Отверстие, показанное на фиг. 116, а и состоящее из двух парал-
лельных прямых и двух дуг окружности с одним центром, протяги-
вается из предварительного круглого отверстия протяжкой,
устройство которой подобно устройству протяжки, приведенной
на фиг. 113. Основное отличие заключается в том, что дуговые
участки режущих кромок не переходят в прямые линии, как это
наблюдается при протягивании чисто прямоугольного отверстия.
Протяжка для отверстия по фиг. 116, б с одной плоской стороной
имеет в основном такую же конструкцию, как и предыдущая про-
тяжка. Расстояние от центра протяжки до плоскости рассчитывается
по тем правилам, которые установлены для протяжек, обрабатываю-
щих цилиндрическое отверстие со шпонкой (стр. 251).
На фиг. 116, в показано отверстие, у которого боковые стороны
сопряжены с плоскими участками, т. е. очерчены дугами окружности
с радиусом, равным половине высоты. Такие отверстия часто назы-
вают овальными.
Режущие кромки протяжки образуются здесь дугами, концен-
тричными окружности предварительного отверстия, т. е. так же,
каку протяжек,обрабатывающих отверстие по фиг. 116, а. Однако,
начиная с зубца, режущие кромки которого входят в закругленную
234
Фиг. 116* Комбинированные отверстия.
Фиг. 117. Профиль зубца
овальной протяжки.
235
часть профиля, обе стороны протяжки должны быть прошлифованы
вдоль всех остальных зубцов на полуокружность постоянного ра-
диуса г, равного радиусу закругления боковых сторон отверстия.
Тогда кромки каждого зубца с той и другой стороны будут состоять
из трех участков (фиг. 117) — участка 2—3, очерченного дугой из
центра отверстия (главная режущая кромка), и двух участков
1—2 и 3—4, образованных дугой радиуса г. Участок 2—3 постепенно
уменьшается к последним зубцам, а участки 1—2 и 3—4 увеличи-
ваются. На последнем режущем и на калибрующих зубцах участок
2—3 совершенно исчезает. Для уменьшения трения на участках
1—2 и 3—4 и для устранения налипания металла необходимо
снабдить эти участки задним углом, величина которого может быть
меньше, чем на основных кромках, — например 1°. Однако образо-
вание этого угла значительно усложняет изготовление протяжки,
так как ее приходится вращать на смещенных центрах. Поэтому
при продольном шлифовании профиля узких сторон следует ось
протяжки ставить не параллельно движению фасонного шлифоваль-
ного круга, а с небольшим подъемом к концу протяжки. Благодаря
этому образуются зазоры на участках 1—2 и 3—4 и отпадает не-
обходимость в заднем угле на них. Чтобы устранить здесь искаже-
ние формы отверстия, необходимо корригировать радиус профиля
Шлифовального круга в соответствии с теми условиями, которые
установлены для наружных фасонных протяжек, работающих по
генераторному принципу, и изложены ниже (гл. XIII).
Протягивание тех же отверстий, но предварительно подготовлен-
ных копирным фрезерованием или штамповкой, с более или менее
равномерным припуском, можно производить по двум схемам.
По одной из них (фиг. 116, г) режущие кромки каждого зубца про-
тяжки образуются линиями, эквидистантными форме требуемого
отверстия, и срезают стружку всеми точками своего профиля. По-
добного рода протяжка проста по конструкции, имеет относительно
небольшую длину, но ее трудно изготовить ввиду сложности сопря-
жения кривых и прямых участков режущих кромок и образования
На них задних углов. Затруднительна также заточка этих протяжек.
При работе по другой схеме (фиг. 116, д) протяжка получается
более длинной, но относительно проста в изготовлении. Здесь пер-
воначально обрабатываются плоские участки отверстия группой
зубцов, имеющих прямые режущие кромки и расположенных с обеих
сторон протяжки или первоначально только с одной, а затем с дру-
гой стороны (узкие отверстия). Вторая группа зубцов срезает металл
с закруглений. Устройство этой части полностью совпадает с устрой-
ством зубцов, обрабатывающих закругления по схеме фиг. 116, в;
разница только в том, что главные кромки здесь прямые, а не ду-
говые.
Протягивание отверстий, представленных на фиг. 116, е и ж,
не вызывает больших трудностей. Вначале обрабатывается по тому
или иному методу прямоугольное отверстие, в котором затем проре-
заются канавки протяжкой, имеющей призматическое тело с зуб-
цами, подобными зубцам плоских шпоночных протяжек. Поперечное
236
сечение подобной протяжки по одному из зубцов приведено на
фиг. 116, е. При сравнительно больших отверстиях протяжки де-
лаются составной конструкции или работают с внутренними направ-
ляющими.
При протягивании трапецеидальных пазов с односторонним
(фиг. 116, з) или двусторонним наклоном схема образования отвер-
стий остается той же, что и при протягивании отверстий с прямо-
угольными канавками. Для облегчения движения протяжки в от-
верстии нижние стороны пазовых зубцов снабжают канавками,
кромки которых не имеют подъема, а верхние, скошенные, выпол-
няют с небольшим смещением к концу — как у наружных генера-
торных протяжек, обрабатывающих угловые пазы (гл. XIII).
ГЛАВА X
ШПОНОЧНЫЕ И СОСТАВНЫЕ ПРОТЯЖКИ
74. Основные типы шпоночных протяжек
Для протягивания шпоночных канавок в цилиндрических от-
верстиях применяют в основном два типа протяжек: протяжки с пло-
ским телом и протяжки с цилиндрическим телом.
Протяжки с плоским телом имеют
форму полосы с прямоугольным
сечением; как уже указывалось
(стр. 22), они движутся при работе
в ^прямоугольном пазу направляю-
щей оправки (фиг. 118). Задним
цилиндрическим концом эта оправка
вставляется в отверстие переходного
или опорного кольца, которое,
в свою очередь, присоединяется
к столу иди планшайбе протяжного
станка. На передний конец оправки
. 11О тт надевается обрабатываемая деталь,
Фиг. 118. Направляющая оправка, внутри отверстия которой должна
быть прорезана шпоночная канавка.
Промежуточный цилиндрический бурт-фланец является опорной
частью оправки. Продольное сечение направляющей оправки 1
с обрабатываемым изделием 2, опорным кольцом 3, опорной плитой
(столом) станка 4 и тяговым патроном 5 показано на фиг. 119, на ко-
торой даны также обозначения некоторых элементов, необходимых
для определения размеров протяжки.
Протяжки с плоским телом делятся на две разновидности: про-
тяжки с утолщенным телом (фиг. 120, а) и протяжки с тонким те-
лом, или ленточные (фиг. 120, б).
Как видно из фиг. 120, первая разновидность характеризуется
тем, что тело протяжки выполняется большей ширины, чем сами
зубцы. У второй разновидности тело имеет такую же ширину (тол-
щину), как и зубцы.
238
Протяжки с утолщенным телом применяются чаще, так как они
более жестки и выдерживают большие нагрузки, чем тонкие про-
тяжки. * Однако протяжки с тонким телом могут помещаться в от-
верстиях с меньшими диаметрами.
Фиг. П9. Положение шпоночной протяжки на станке.
Фиг. 120. Шпоночные протяжки с плоским телом.
Рассмотрим в первую очередь конструкцию протяжек с утолщен-
ным телом, многие элементы которой присущи и тонким протяжкам.
75. Плоские протяжки с утолщенным телом
На фиг. 121 показано поперечное сечение протяжки 1 по первой
стружечной канавке вместе с передней частью направляющей
оправки 2 и обрабатываемым изделием 3. Профиль прорезаемой шпо-
ночной канавки 4 обозначен пунктирной линией.
* Согласно проекту межотраслевой нормали ВНИИ [51] протяжки с утол-
щенным телом рекомендуется применять для пазов шириной 3—10 мм, а протяжки
с тонким телом для пазов шириной 12—45 мм.
239
Припуск А на обработку шпоночной протяжкой, а следовательно,
и суммарный подъем зубцов будет складываться из глубины канавки
и стрелки fQ дуги, соответствующей ширине протягиваемой ка-
навки Ь. Таким образом,
Д = = —D + fo, (95)*
где 6 — расстояние от края отверстия до дна канавки (наибольший
допустимый размер);
D—диаметр отверстия (наименьший размер).
Фиг. 121. Сечение зубца плоской протяжки.
Величина стрелки f0
может быть определена по
следующей формуле
/о = 0,5(0-
— VD2 — Ь2). (96)
Значения fQ для наибо-
лее распространенных раз-
меров шпоночных канавок
приведены в табл. 39.
Как следует из фиг. 121,
первый зубец входит в
отверстие, лишь касаясь
его контура. Несколько
следующих зубцов рабо-
тают не всей длиной своих
режущих кромок, а только
краями, пока не углубятся
в металл на величину
стрелки.
Ширина тела утолщенной протяжки
принимается равной
В Ь + (2 -н 6) мм,
(97)
в зависимости от ширины протягиваемой канавки.
Высоту зубчатой части Л' можно считать приблизительно равной
ho> 1,25Ло, (98)
где h0 — глубина стружечных канавок.
При этом необходимо учитывать, чтобы полностью сточенная по
высоте протяжка не задевала верхними углами за материал детали;
это значит, что высота Л' должна быть больше глубины стружечной
канавки.
На шпоночных протяжках обычно делают стружечные канавки
с прямолинейной спинкой зубца (фиг. 43, б).
* Ввиду относительно большого допуска на глубину стандартных шпоноч-
ных канавок величина разбивания обычно не учитывается. Для специальных
канавок разбивание необходимо принимать во внимание.
240
Таблица 39
Величины стрелки f0 для шпоночных канавок в мм
ь D fo b D fo b D h
50 1,32
8 0,29 0,23 34 0,48 52 1,26
10 о 35 0,46 55 1,19
3 12 0,19 о 36 0,45 58 1,15
13 0,17 38 0,42 60 1,1
16 62 1,05
65 1
68 0,95 0,93
32 0,80 70
11 0,38 34 0,75 72 0,90
12 0,34 35 0,73 75 0,86
13 0,32 36 0,71 78 0,83
4 10 40 0,63
14 15 16 0,29 0,27 0,25 42 44 45 46 0,60 0,57 0,56 0,55 58 60 62 65 68 1,43 1,38 1,34 1,27 1,2
48 0,52
15 16 0,43 0,40 70 1,2 1,15
0,98 18 72
5 18 0,36 38 75 1,1
20 0,32 40 0,92 78 1,05
22 0,29 42 0,88 80 1,02
12 50 52 0,73 0,70 82 85 1,00 0,96

20 0,46 55 58 0,66 0,63 88 0,93
22 24 0,42 0,38 68 1,51 1,46

6 44 1,15 70
25 0,36 45 1,12 72 1,42
26 0,35 46 1,09 75 1,36 .
28 0,32 48 50 1,05 1 87 80 1,31 1,25
90 1,25
52 0,95 ZrV 82
25 0,66 14 55 0,9 0,85 0,83 0,80 0,76 0,73 85 1,2
58 88 1,15
8 26 28 30 0,63 0,59 0,55 60 62 65 90 92 95 1,12 1,10 1,06
32 0,51 68 98 1,03
Высота сечения протяжки по первому зубцу hx должна удовле-.
творять следующему условию:
A1>^r + /Zo’ (99)
которое вытекает из условия прочности при растяжении протяжки
силой Р, действующей на площадь поперечного сечения тела и режу-
щего выступа в той его части, которая лежит ниже дна стружечной
16 Щеголев 105 241
канавки. Сила протягивания определяется по эмпирической формуле
(34). Величина допускаемого напряжения [о] указана на стр. 135.
Полученное значение желательно округлять до стандартной
величины, приведенной в табл. 40. Необходимо стремиться к тому,
чтобы высота тела Но, определяе-
Таблица 40 мая зависимостью
(100)
была не меньше его толщины В, *
Размеры поперечного сечения плоских
шпоночных протяжек с утолщенным
телом для стандартных шпоночных
канавок в мм
ь hy В ** ^мин
3 6 4 3,5 8
4 9 6 6 13
5 11 8 6,5 16
6 15 10 10 20
8 18 12 12 25
10 22 15 15 30
12 28 18 20 37
14 30 20 22 42
16 35 22 25 48
18 40 26 25 55
20 45 26 25 62
* ht — высота по первому зуб- цу — соответствует высоте хвосто- виков по ГОСТ 4043—48 * * Dmuh — наименьший диаметр отверстия, в котором может рабо- тать протяжка без подкладки.
Значение HQ является постоян-
ным по длине протяжки, а высота
зубчатой части Л' увеличивается
к последнему зубцу на величину
суммарного подъема 2дЛ.
Высота протяжки по послед-
нему режущему зубцу hn и по ка-
либрующим зубцам Н6 составляет
(101)
Выбор ширины режущего вы-
ступа Ьп, а также конструктивное
оформление его (поднутрение, пе-
реходные кромки и пр.) произво-
дятся точно так же, как и для
шлицевых протяжек обыкновен-
ной конструкции (стр. 170).
Основание режущего выступа
закругляется радиусом около 1 мм.
Края тела протяжки притупляют-
ся скосами (фасками) высотой
0,5—1 мм с углом 45°.
Допустимые отклонения на ши-
рину тела протяжки принимаются по посадке Д 2-го класса точности..
Калибрующие и рабочие зубцы шпоночных протяжек имеют
одинаковый шаг. Длина последнего калибрующего зубца обычно
принимается равной или большей 1,5/ (/ — шаг зубцов), в соответ-
ствии с чем длина этой части
4 = t (z« + °>5)-
(102)
Задняя направляющая часть, как правило, здесь не делается,
ввиду того что по выходе из обрабатываемой детали протяжка еще
некоторое время поддерживается направляющей оправкой.
Остальные элементы режущей и калибрующей частей на этих про-
тяжках выполняются по общим условиям, причем величина разби-
вания шпоночного паза по ширине 6Ь принимается обычно в пределах
от 0 до 0,01 -мм.
* Необходимо проверить, кроме того, допускают ли принятые значения ht
и В возможность размещения в направляющей оправке (см. ниже, стр. 247).
242
Кроме зубцов обычной конструкции, характеризующихся пря-
мыми режущими кромками и стружкоделительными канавками,
при протягивании шпоночных канавок может быть осуществлено
устройство зубцов, которое применяется в шлицевых протяжках
прогрессивного резания (стр. 177).
• В этих шпоночных протяжках черновые и переходные зубцы
располагаются по два в каждой секции. Первый зубец секции — про-
резной 1 — выполняется со скосами на боковых сторонах (фиг. 122)
с углом 20—25°. Второй зубец — гладкий 2 — делается на 0,03—
0,04 мм ниже предыдущего. Подъем выполняется на каждой секции.
Фиг. 122. Секции из двух зубцов плоской про-
грессивной протяжки.
Общая длина гладких частей протяжки I (фиг. 119) определяется
суммой длин отдельных элементов, а именно:
I li — 13 + 1С + 1а + 1б 4“ h + ^4, (ЮЗ)
где li — длина хвостовика, зависящая от способа крепления и раз-
меров протяжки и определяемая, например, по табл. 18 и 19;
13 — длина входа патрона в отверстие станка;
1С — толщина опорной плиты (стола) станка;
1а — длина выступающей части опорного кольца;
/б — длина выступающей части фланца направляющей оправки;
1в — длина посадочной части оправки;
/' — длина, необходимая для беспрепятственного насаживания
изделия в том случае, когда работа ведется без отключения
протяжки от станка после каждого рабочего хода (что
довольно часто осуществляется при протягивании шпоноч-
ных и подобных им канавок). Очевидно, что при работе
с переносом протяжки участок /' может отсутствовать.
Величину 13 можно принимать равной 0—15 мм, хотя при обра-
ботке шпоночных канавок на относительно крупных протяжных
станках она может входить в зависимость (103) даже со знаком плюс.
16* 243
Размер 1С зависит от выбранного типа станка (стр. 340), размеры
1ап1б — от конструкции кольца и оправки. Длина 1в и Z4 обычно при-
нимается больше длины протягиваемого отверстия на 5—15 мм.
В том случае, когда работа производится с планшайбой, необ-
ходимо при подсчете I учитывать и толщину планшайбы.
Необходимо иметь в виду, что значение Z, подсчитанное по зави-
симости (103), является наименьшим допустимым. Однако для про-
тяжек, работающих без отсоединения, длина I может быть несколько
уменьшена, что особенно целесообразно при протягивании более
или менее длинных отверстий. Протяжку снизу срезают, т. е. умень-
шают высоту гладкой части, как показано на фиг. 123. В исходном
Фиг. 123. Шпоночная протяжка с уступом.
положении такая протяжка может опуститься за счет упругой де-
формации на величину среза hc и позволяет беспрепятственно наса-
дить деталь на оправку над зубчатой частью. Длина Z4 может быть
значительно меньше длины отверстия L. Расстояние q от уступа до
первого зубца должно быть таким, чтобы протяжка получила устой-
чивое направление в оправке раньше чем первый зубец войдет
в работу. Можно принять q 20 мм, выход срезанной части из
оправки у % 10 мм; тогда
q + у 30 мм.
Высота уступа hc должна быть не меньше разности высот глад-
кой части Н2 и того зубца hK, который при исходном положении про-
тяжки приходится напротив торца детали.
Как видно из фиг. 119, ребро, на котором находятся зубцы,
продолжается и на гладкой части. Для возможности насаживания
деталей оно должно быть распространено на длину не менее 1в + Z4.
Номинальная высота гладкой части может быть принята равной
высоте первого зубца hlt с отклонениями посадки Л4, т. е.
н, = Н2 = h3}*. (104)
Типы и размеры хвостовиков для шпоночных и подобных им про-
тяжек были приведены раньше, в гл. IV.
244
Переход от гладкой части протяжки к резьбовому хвостовику
(стр. 100) осуществляется по фиг. 124, а в случае, когда Н2 <
и по фиг. 124, б в случае, когда Н2 > Dv.
В протяжках малой высоты иногда не представляется возможным
разместить прорезь под чеку без резкого ослабления хвостовиков
или самой чеки. Из затруднения выходят, увеличив высоту хвостовой
части, как показано на фиг. 124, в.
Из приведенных примеров видно, что крепежные элементы рас-
полагаются ближе к верху протяжки (к зубцам) как к месту прило-
жения силы протягивания. Это условие ^необходимо соблюдать при
Фиг. 124. Переходы к хвостовику.
всех способах присоединения и для всех видов протяжек с односто-
ронним расположением зубцов, например, плоских протяжек. Несо-
блюдение этого условия приводит к выворачиванию протяжки в мо-
мент ее выхода из отверстия и повреждению протянутого паза послед-
ними зубцами. 1
76. Плоские протяжки с тонким телом j
Как указывалось выше, толщина тела В этих протяжек равна
ширине шпоночного паза, или правильнее — ширине -зубчатого
выступа Ьп. В целях уменьшения трения на боковых сторонах про-
тяжки делается поднутрение с углом <рх = 0°30' -н 1° (фиг. 125),
причем высота зубчатой части Ло должна удовлетворять условию (98).
Высота первого зубца протяжки должна удовлетворять условию
Ьп [ст] + Л°’
где Р — сила протягивания;
[о]—допустимое напряжение в материале протяжки;
Ло — глубина стружечной канавки.
245
Расчетные значения hr рекомендуется округлять до цифр, при-
веденных в табл. 41 и ориентированных на использование хвостови-
ков по ГОСТ 4043—48. Указанное в таблице значение DHut1 обозна-
чает наименьший диаметр, в котором может работать соответствую-
Фиг. 125. Шпоночная протяжка с тон-
ким телом.
Таблица 41
Размеры поперечного сечения
плоских шпоночных протяжек
с тонким телом в мм
Ьп л0 В мин
12 28 6 38
14 30 6 40
16 35 7 46
18 40 8 56
20 45 10 62
24 50 12
28 55 12
32 60 12
36 60 15
40 60 15
45 60 16
щая протяжка без подкладки. Размер hY относится к протяжкам, обра-
батывающим изделие за один проход, и протяжкам для первого про-
хода. Остальные элементы выбираются по тем же условиям, что
и для протяжек с утолщенным
телом.
Комплектные шпоночные
протяжки как с утолщенным,
так и с тонким телом конструи-
руются по общим принципам,
изложенным в гл. V. Взамен
нескольких протяжек может
быть использована одна, кото-
рой обрабатывают канавку,
размещая подкладки между по-
дошвой протяжки и дном
Фиг. 126. Калибрующая пазовая
протяжка.
паза в направляющей оправке
(стр. 35). Такой метод оправдывает себя в серийном производстве.
Поскольку при работе комплектом протяжек или при нескольких
проходах одной протяжкой стенки и канавки могут получиться
неудовлетворительной чистоты и с уступами, прибегают к калибрую-
щим протяжкам. Зубцы таких протяжек располагаются на боковых
сторонах, как показано на фиг. 126. Калибрующие протяжки чаще
246
всего используются при обработке канавок больших размеров (напри-
мер шириной 20—24 мм и больше); на протягивание ими оставляют
припуск около 0,8—1,2 мм по ширине паза.
Крупные шпоночные протяжки изготовляются сборной конструк-
ции, главным образом со вставными зубцами (стр. 255).
Конструктивные особенности плоских протяжек для обработки
шпоночных канавок в конических отверстиях) (стр. 22) такие же, как
у протяжек для канавок в цилиндрических отверстиях.
77. Направляющие оправки
Основные типы направляющих оправок для шпоночных протяжек
с плоским телом приведены на фиг. 127; тип а является наиболее
распространенным. Оправка, выполненная по этому типу, прочно
присоединяется к опорному кольцу станка тремя винтами и поэтому
может выдерживать значительный вес обрабатываемых деталей.
Оправка типа б снабжена одним полуотверстием для винта, предо-
храняющего ее от проворачивания и сдвига во время работы. Подоб-
Фиг. 127. Направляющие оправки.
ная конструкция применяется в тех случаях, когда трудно
расположить отверстия для винтов во фланце оправки. Тип б
используется в основном при протягивании деталей с относительно
небольшим весом, так как оправка удерживается только тре-
нием в отверстии опорного кольца или планшайбы станка. Ши-
рина Вь направляющего паза в оправках равна наибольшей ши-
рине тела протяжки с отклонениями основного отверстия по 2-му
классу точности, а при протягивании относительно длинных отвер-
стцй (больше 2D) — по 3-му классу.
Глубина паза И (фиг. 121) подсчитывается по следующей формуле:
// = + /0> (Юб)
где hi — высота протяжки по первому зубцу;
/0 — величина стрелки.
Для компенсации стачивания зубцов протяжки на дно паза оправ-
ки помещают сменные подкладки, форма которых приведена
на фиг. 128. Чтобы избежать вначале чрезмерно тонких подкладок,
применяют подкладку какой-либо определенной толщины (напри-
мер 0,5—1 мм) уже для новой протяжки. Естественно, что глубина
паза в этом случае должна быть увеличена на толщину подкладки.
247
Взамен подкладок может быть применен клин, перемещением
которого вдоль паза регулируется положение протяжки относительно
протягиваемого отверстия.
При определении размеров направляющих оправок не следует
допускать чрезмерно малой перемычки и (фиг. 121); величина ее,
как свидетельствуют данные практики, должна быть не меньше
0,15Р.
Из этого вытекает условие, определяющее наибольшее допусти-
мое значение глубины паза Н:
Н < 0,5 (О + /0,5£>2 — В2).
(Ю7)
Касаясь некоторых конструктивных размеров направляющих
оправок (например типа а по фиг. 127), можно добавить следующее.
Диаметр задней цапфы,
вставляемой в опорное
кольцо или планшайбу
станка, должен быть боль-
ше диаметра посадочной
(передней) части. Чтобы
при этом излишне не рас-
ширять сортамент опорных
колец, можно принять этот
диаметр равным, напри-
мер, 30 мм для диаметров
Фиг. 128. Подкладки.
протягиваемого отверстия D < 22 мм\ 50 мм для D = 22 ч- 40 мм\
70 мм для 40 < D < 60 мм и т. д. Длина задней цапфы соответственно
может быть принята равной 25, 30, 40 мм и т. д. Диаметр опорного
фланца следует брать на 30—40 мм больше диаметра задней цапфы,
чтобы можно было разместить отверстия для винтов Мб и их головок.
Толщина фланца составляет 10—15 мм.*
При протягивании канавок в отверстиях больших диаметров
(от 150 мм и выше) применяют для направления плоских протяжек
специальные приспособления, которые снабжаются лотком с постоян-
ной шириной направляющего паза (для постоянной ширины тела
протяжки). Передняя цапфа для насаживания детали делается смен-
ной соответственно диаметру отверстия.
Подобного рода приспособления оправдывают себя в серийном
производстве. **
78. Пример расчета плоской шпоночной протяжки
Требуется обработать шпоночной протяжкой канавку шириной
8+о.оз мм в отверстии диаметром 28+0’045 мм и длиной 32 мм.
Размер t\ (фиг. 121) составляет 30,6+0’34 мм. Материал обрабаты-
* Следует по возможности пользоваться нормальными оправками и опорными
кольцами для них. В работе И. Е. Бурштейна, Л. К. Мануйлова и С. С. Черни-
кова [14] приводится таблица нормальных размеров для оправок (адаптеров).
** Описание такого приспособления приведено в работе Б. А. Алексеева и
В. А. Сергиенко [1].
248
ваемой детали — чугун ствердостьюНВ=2\0. Материал протяжки —
сталь Р9; протяжка с приваренным хвостовиком. Протягивание про-
изводится без смазочно-охлаждающей жидкости на горизонтально-
протяжном станке типа 7510 (табл. 1).
Принимаем протяжку с утолщенным телом и хвостовиком по
табл. 19 (ГОСТ 4043—48).
Суммарный подъем протяжки (95)
S Дй = t\MaKC —D + /0 = 30,94—28+0,59 = 3,53 мм; /
принимаем 3,52 мм; f0 = 0,59 мм (табл. 39). 1
Ширина тела (97)
В Ь + (2 -ч- 6) мм = 8 + (2 -г- 6) мм = 10 -г-14 мм,
принимаем В = 12~o,’ois мм,.
Ширина зубчатой части (52) Ьп = Ьмакс — = 8,03 — 0 =
= 8,03 мм.
Подача на зуб sz = 0,1 мм (табл. 6). Шаг зубцов t = 8,5 мм
(табл. 8). Число одновременно работающих зубцов z( = 4 (табл. 8).
Размеры стружечной канавки (табл. 7): h0 = 3 мм, г = 1,5 мм,
Fa = 7,07 л«л42.
Коэффициент заполнения впадины
К = + = ++ = 2.2 > - 2 (табл. 9).
Передние и задние углы по табл. 10 и 11: у = 10°; а = 4°.
Высота режущего выступа (98) ho = 1,25й0 = 1,25-3 — 3,75 мм;
округляем до 6 мм по табл. 40, что больше t\ — D = 30,94 — 28 =
= 2,94 мм.
Сила протягивания (34)
Р = CpS2&ZfKrK<;Ku;
Ср = 137 (табл. 25); sj = 0,1°-73 = 0,186 (табл. 27); Kr = 1;
Кс=1; К„=1,15 (табл. 26); Р = 137-0,186-8-4-1 -1 -1,15
як 940? кг.
Высота сечения по первому зубцу (99) при [а] = 20 кг/мм2, для
протяжки из быстрорежущей стали
^1мин — в + ^0 = 12.20 + б Яг 10,0 мм;
принимаем согласно табл. 40 hY = 18 мм.
Высота по последнему режущему зубцу (101)
йя = Я6 = йх + 2 Дй = 18 + 3,52 = 21,52 мм.
Количество режущих зубцов (16)
2р = ^-+ 2 = + 2^37>2’>
принимаем 37 зубцов.
249
Продольный профиль режущих
и калибрующих зубцоб
На бершинах калибрующих зуб-
цоб с N38no N61 остаблять
прямую ленточку /шириной 0,2мм
Поперечный профиль зубуоб
На зубцах c N1 по N616kл
Материал
Режущей части —
—бы сто о режуща я сталь Р9
хбостооика — сталь 60 X
Тбердость.
зубуоб и напрабляющих частей
RC=82-80
хбостобои части 00=80-65
Фиг. 129. Плоская шпоночная протяжка.
Длина режущей части: l6 = tzp = 8,5-37 = 314,5 мм.
Канавок для дробления стружки нет (для чугуна).
Угол бокового поднутрения <рх = 1°30'; переходные кромки
высотой 0,3 мм с углом 45°.
Хвостовик плоский по ГОСТ 4043—48 (табл. 19) с размерами:
Их — hi* = 18Zo?o5 мм по условию (104); Ьг = 8 мм; 1± = 70 мм;
рх = = 18-8 = 144 мм2.
Напряжение на растяжение в материале хвостовика
а = 6,5 кг!мм2 < [о] = 15 кг/мм2.
Калибрующая часть:
высота зубцов Нъ= hn = 21,52_0015 мм-,
количество зубцов (табл. 15) zK = 4;
шаг tK = t = 8,5 мм;
длина (102) /в = t (zK + 0,5) = 8,5 (4 + 0,5) = 38,25 мм — 40 мм;
стружечная канавка такая же, как у режущих зубцов;
фаска fK = 0,2 мм.
Длина гладкой части (103) с учетом, что протяжка будет работать
с отключением от станка, составляет I = Ц —13 + 1С + 1а + 16 +
+ 1в + h-
Учитывая, что 13 = 0; 1С = 70 (стр. 340); 1а 20 мм; мм;
l3 = L + 10 мм = 32 + 10 = 42 —40 мм; /4 = 0, получим I —
= 70 + 70 + 20 + 8 + 40 = 208 мм; принимаем 220 мм.
Общая длина
Ln = I + /5 + /в = 220 + 314,5 + 40 = 574,5 мм;
округляем до 575 мм; допуск +2 мм.
Чертеж протяжки приведен на фиг. 129.
Глубина паза в направляющей оправке (106)
Н = /ij + = 18 + 0,59 = 18,59 мм.
Проверка толщины тела оправки по условию (107):
Н < 0,5 (D + /0,5Z)2 —В2);
18,59 < 0,5 (28 + /0,5-282 — 122) = 21,87 мм,
т. е. условие (107) выдержано.
79. Протяжки для отверстий со шпонкой
Отверстия с одной и двумя цельными шпонками (фиг. 130, а и б)
протягиваются из предварительного круглого отверстия, наимень-
ший диаметр которого Do определяется следующей зависимостью:
£>0 = £> — 2(П — Л). (108)
Если следы предварительного отверстия на шпонках нежелатель-
ны, следует принять
D0 = D — 2 (D — /1) — (0,3н-0,5) мм. (108')
После уточнения диаметра инструмента (например сверла для
предварительной обработки) определяют обычным путем величину
суммар ного подъема.
Протяжки по форме и конструкции соответствуют цилиндриче-
ским протяжкам, срезающим стружку кольцами или разделяющим
ее на части. Для образования выступающей шпонки первая часть
зубцов делается с лысками (фиг. 131, а), остальные зубцы снабжаются
252
продольным пазом (фиг. 131, б). Лыска начинается на том зубце,
диаметр которого (1Л по величине следует за диаметром вписанной
окружности DK (фиг. 130), определяемым с учетом допуска A/i
на размер t\, т. е.
DK = D6 - 2 [jDe - Л) + Дл1,
где Dq — диаметр калибрующих зубцов протяжки (стр. 91).
По мере увеличения диаметра режущих зубцов ширина лыски
увеличивается, пока не достигнет значения, равного ширине паза
на протяжке, величина которого составляет
Ьп = 4"
где Ьяин — наименьшая допустимая ширина шпонки;
— поправка на уменьшение ширины шпонки вследствие
искривления протяжки, а также винтообразности и косо-
сти паза.
Значение S& зависит от качества изготовления протяжки; ориен-
тировочно можно принять S& % 0,01—0,015 мм при тщательном
выполнении паза.
Расстояние tn от оси протяжки до лыски зависит от размера t\
обрабатываемого отверстия, а именно
^п = ^\макс J" 0,5£)6. (Ю9)
Величина эта является постоянной для всех зубцов, имеющих
лыски, а также для четырех-пяти зубцов с пазом. Для всех осталь-
ных зубцов tn постепенно уменьшается и в конце протяжки стано-
вится на 0,1—0,2 мм меньше исходного значения. Это достигается
шлифованием дна паза с приподнятым задним концом протяжки.
Диаметр d'A зуба, на котором заканчивается лыска, определяется
следующим условием:
Ъ - 2 + + 3
В том случае, когда на протяжке нет зубца с рассчитанным диа-
метром dA, лыска кончается на зубце с ближайшим меньшим диа-
метром. Очевидно, что все зубцы, диаметр которых больше д!л, будут
иметь паз.
Расчетное значение Ъп на протяжке является наименьшим допу-
стимым, a tn — наибольшим. Поэтому допуски на изготовление
должны приниматься для Ьп только со знаком плюс, а для tn — со
знаком минус*.
* Величина допуска, как установлено для режущих инструментов, составляет
часть допуска на соответствующий размер изделия.
253
Задние грани лысок выполняются не параллельно оси протяжки,
а с небольшим наклоном к ней, за исключением узкого участка
шириной 0,8—1 мм (фиг. 131, угол наклона = 1°.
Боковые стороны паза поднутряются, как указано на фиг. 131, б;
угол фх = 1°. Поднутрение начинают с зубца, имеющего глубину
паза ~ 1,5 мм, и делают отступя на 0,7—0,8 мм от режущих кромок,
т. е. так же, как на выступах шлицевых протяжек. Для повышения
стойкости протяжек края паза должны снабжаться переходными
лезвиями, например, в форме закруглений с радиусом около 0,2—
0,3 мм.
Сила протягивания подсчитывается по формуле (33), относящейся
к цилиндрическим протяжкам, с учетом ширины паза, т. е.
P = Cp[D-^sxzziKyKcKa.
При повышенных требованиях к чистоте торцовой поверхности
шпонки целесообразно образовывать эту поверхность последними
зубцами протяжки. Тогда все зубцы протяжки изготовляются
с пазом, для которого размер tn будет равен
tn = 0,5рЛDl — b2n — (0,2 -г- 0,3) мм.
Для срезания оставшегося металла на вершине шпонки протяжка
снабжается дополнительными зубцами, имеющими прямые кромки
и располагающимися позади протяжки.
Вследствие того, что слой металла, подлежащий удалению при
обработке рассматриваемых отверстий, довольно велик, протяжки,
как правило, получаются очень длинными, что приводит к необходи-
мости выполнять их комплектами. Одна из рациональных конструк-
ций таких протяжек получается при срезании стружки по шлицевой
схеме, приведенной на фиг. 71, а (стр. 142). При работе по этой схеме
шпонка должна располагаться в промежутке между шлицевыми
канавками; окончательные формы и размеры ее получаются, когда
вступают в работу круглые зубцы.
80. Протяжки для отверстий с плоскостью
Протяжки для обработки отверстия с одной или двумя плоскостями
(фиг. 132, а и б) имеют такую же конструкцию и рассчитываются
по тем же формулам, что и протяжки для отверстий с цельными
шпонками. В этом случае все зубцы снабжаются одной или соответ-
ственно двумя плоскостями, отстоящими от оси протяжки на рас-
стояние tn (фиг. 131, а), определяемое зависимостью (109), причем
это расстояние остается постоянным по всей длине протяжки или
уменьшается к ее концу в пределах допуска на обрабатываемое отвер-
стие. Значение диаметра предварительного отверстия Z)o опреде-
ляется формулами (108) или (108').
Нужно отметить, что ось отверстий, обработанных на горизон-
тально-протяжных станках протяжками с несимметричным профи-
254
лем (например цилиндрическими с плоскостью), смещается по отно-
шению к оси предварительного отверстия (увод протяжки) вследствие
неуравновешенности поперечной силы. Смещение может достичь
величины в несколько десятых миллиметра; оно направлено в сто-
рону плоскости. Для уменьшения смещения, когда это необходимо,
Фиг. 132. Отверстия с плоскостями.
следует располагать на станке протяжку плоскостью вверх, в отдель-
ных случаях привешивать на конце ее груз, а также работать с под-
держивающим люнетом.
\ 81. Составные протяжки
Составные, или сборные, протяжки применяют главным образом
для относительно крупных отверстий; изготовление таких протяжек
легче, а, кроме того, экономится инструментальная сталь. Кон-
струкция их отличается от конструк-
ции цельных протяжек тем, что режу- Q) г-гл г-т-л
щие элементы выполняются отдельно тп
от тела или корпуса, изготовляемого Г М I уА |
из конструкционной стали. \ U13
Различают следующие разновидно- |
сти составных протяжек: 1) со встав-
ными зубцами; 2) с насадными зубцами
и 3) с накладными режущими и кали- б)
брующими секциями (секционные про- ГГх РТХ ГГх Л—к
тяжки). Mj На HJ Н
Протяжки со вставными зубцами из I
быстрорежущей стали применяют, на-_______________________j
пример, при протягивании шпоночных
канавок, различного рода пазов и пло- фиг* 133, Вставные зубцы,
скостей. Крепление зубцов в корпусе
осуществляется посредством рифельного соединения с нормальным
профилем и плоских клиньев, размещаемых впереди зубцов, как
показано на фиг. 133, а. Рифли расположены параллельно подошве
протяжки, а клинья, имеющие угол 1°30' — 2°, вколачиваются
255
поочередно с одной и другой стороны зубцов. Такая конструкция
обеспечивает более жесткое присоединение зубцов и вызывает мень-
шую деформацию (изгиб) корпуса, чем протяжка с клиновыми зуб-
цами, вставляемыми в рифельное гнездо сверху.
Припаивание вставных зубцов используется в протяжках с пла-
стинками твердого сплава — шпоночных, плоских и т. п. (фиг. 133, 6).
В плоских протяжках, обрабатывающих детали из чугуна, пластинки
твердых сплавов присоединяются к корпусу механически с помощью
плоских клиньев (стр. 267).
Насадные зубцы, изготовляемые в форме колец, применяются
для крупных цилиндрических и мелкошлицевых протяжек, причем
на каждом кольце делается либо только один зубец (как уже было
разобрано на примере протяжек для глубоких отверстий, стр. 158),
Фиг. 134. Составные круглошпоночные и шлицевые протяжки.
либо несколько зубцов, когда шаг их относительно невелик (напри-
мер у протяжек для калибрования отверстия в большой шестерне
автомобильного заднего моста).
Секционные составные протяжки применяют преимущественно
при обработке канавок и отверстий, профиль которых состоит из
прямых линий, хотя возможно использование их и при обработке
отверстий, очерчиваемых дугами окружностей.
Зубчатые части этих протяжек делятся по длине или по профилю
на отдельные части, прикрепляемые к корпусу. Секции концами
должны упираться в специальные упоры, которые изготовляются
за одно целое с корпусом протяжки или присоединяются к нему
посредством винтов. *
Примеры секционных протяжек для обработки отверстий приве-
дены на фиг. 134, где показаны поперечные сечения тела и зубчатых
частей протяжек совместно с крепежными элементами. Зубчатые
секции шпоночных протяжек с цилиндрическим телом могут быть
размещены в продольном пазу круглого корпуса и присоединены
к нему винтами, располагающимися вдоль секций с одной стороны
(фиг. 134, а и б) или с обеих сторон.
В крупных шлицевых протяжках секции прикрепляются к кор-
пусу, как показано на фиг. 134, а и б, или накладками и винтами
(фиг. 134, в). Эти накладки делаются сплошными по длине протяжки
или выполняются в форме коротких пластин, размещаемых в отдель-
ных ее местах.
* Более подробные данные о конструкции упоров и присоединении секций
к корпусу приведены в гл. XI.
256
Фиг. 135. Соединение режущих секций с корпусом.
Фиг. 136. Составная трехсекционная протяжка.
Щеголев 105
257
Крепление тонких зубчатых секций у составных плоско-шпоноч-
ных протяжек может быть осуществлено с помощью заклепок, подобно
сегментным пилам (фиг. 135, а и б). В пазовых, плоских, прямоуголь-
ных, квадратных и тому подобных протяжках крепление секций
производится винтами с установкой секции в паз (фиг. 135, в) или
на шпоночный выступ (фиг. 135, г и д). Винты на двусторонних про-
тяжках (фиг. 135, д) могут располагаться между зубцами или по кон-
цам секций. Составные конструкции сложных протяжек (фиг. 135, е,
ж, з, и) выполняются в основном по тем же правилам, что и протяжки
более простой конфигурации. Протяжка, показанная на фиг. 135, и,
состоит из наружной полой цилиндрической секции и вложенной
в нее внутренней секции, также цилиндрической формы. Обе секции
соединяются в целое посредством винтов.
Аналогичное устройство имеет составная протяжка для обра-
ботки сложного отверстия в корпусе винтового масляного насоса
(фиг. 135, к). Эта протяжка состоит из трех круглых секций, соединен-
ных в целое шпонками и винтами. Боковая проекция рассматри-
ваемой протяжки показана на фиг. 136.
Для повышения износоустойчивости корпуса протяжек, обрабаты-
вающих плоскости и пазы, в ряде случаев к боковым сторонам таких
протяжек прикрепляются винтами плоские направляющие из поло-
совой закаленной инструментальной стали.
Составные протяжки перетачиваются либо в собранном состоянии
(когда это возможно), либо в разобранном виде — каждая секция
отдельно.
Приведенные примеры далеко не исчерпывают всйГ возможных
случаев выполнения составных протяжек, но вместе с тем они пока-
зывают, что для некоторых сложных отверстий только составная
конструкция может считаться рациональной (фиг. 135, е, з, и, к).
Кроме того, повреждение какой-либо из режущих частей не влечет
выхода из строя всей протяжки, как это обычно бывает с цельными
протяжками.
Составные конструкции протяжек широко используются при
наружном протягивании, что подробнее освещено в следующей
главе. *
* Примеры составных протяжек приводятся также в статье С. И. Веселов-
ского [15].
ГЛАВА XI
ОБЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ НАРУЖНЫХ ПРОТЯЖЕК
82. Основные предпосылки
Протяжки для обработки наружных поверхностей, или наружные
протяжки, имеют много общего в устройстве и принципе работы
с протяжками для отверстий. Так, например, основные элементы
режущей и калибрующей части наружных протяжек, а именно:
величина шага зубцов, количество одновременно работающих зубцов,
количество режущих и калибрующих зубцов, форма и размеры стру-
жечных канавок, величина передних и задних углов, заполняемость
канавок стружкой, количество и размеры приспособлений для деле-
ния стружки, поперечные размеры зубцов и пр. определяются теми
же данными, что и у протяжек для отверстий.
Наружные протяжки, так же как внутренние, могут работать
по трем основным схемам срезания припуска: обыкновенной, гене-
раторной и прогрессивной. Поэтому в дальнейшем будут приведены
лишь характерные особенности, которые в той или иной мере присущи
наружным протяжкам и отсутствуют или слабо выражены у протяжек
для отверстий.
83. Конструктивные формы
По аналогии с внутренними протяжками, различают следующие
конструктивные разновидности форм наружных протяжек: цельные,
составные и наборные или секционные.
Цельные протяжки (фиг. 137, а) характеризуются тем, что все
части их выполнены из одного куска инструментальной стали. Такие
протяжки изготовляются с относительно небольшими размерами
(длиной не более 500 мм) и предназначены для обработки главным
образом простых поверхностей (плоскостей, уступов, канавок)
и элементарных участков сложных поверхностей.
Составные протяжки отличаются от предыдущих тем, что в целях
экономии инструментальной стали их выполняют из двух частей:
самой протяжки и корпуса, скрепленных между собой (фиг. 137, б).
17* 259
Такая конструкция широко применяется для обработки различных
поверхностей, но также с относительно простыми формами.
Наборные, или секционные протяжки (фиг. 138), применяемые
для протягивания сложных поверхностей, подобны протяжкам пре-
дыдущей конструкции и отличаются от них в основном тем, что сама
протяжка разбита на ряд отдельных участков-секций, смонтирован-
ных на общем корпусе.
Такое устройство, помимо того что экономит инструментальную
сталь, способствует также облегчению изготовления протяжки
и в ряде случаев является единственным рациональным вариантом
ее конструкции. Так, например, при изготовлении протяжек с криво-
линейными режущими кромками крайне затруднительно, а иногда
Фиг. 137. Конструктивные формы наружных протяжек.
и невозможно при большой длине протяжки выполнить стружечные
канавки и задние поверхности зубцов, так как для этого требуются
чрезмерно длинные и тонкие консольные оправки для фрез и шли-
фовальных кругов.
Чтобы устранить это затруднение, длинную протяжку необхо-
димо разделить на ряд отдельных коротких участков — секций,
расположив их последовательно одну за другой на общем корпусе.
На фиг. 138 представлена такая наборная протяжка, причем
наверху она показана в собранном состоянии, а внизу — со снятыми
секциями.
Наборная конструкция протяжек, кроме того, обладает еще
тем достоинством, что отдельные секции можно легко перемещать
или регулировать, а следовательно, эти протяжки могут более дли-
тельно использоваться в работе, чем протяжки цельной конструкции.
Цельные протяжки выходят из строя после износа калибрующей,
части, в' наборной же конструкции изношенная калибрующая секция
может быть перемещена на место предыдущей режущей секции, кото-
рая, в свою очередь, займет место третьей секции от конца и т. д.,
вплоть до первой. Такой порядок использования секций позво-
ляет обходиться периодической сменой только калибрующей
секции.
Другой вид наборной протяжки, служащий для обработки подошвы
подшипника, показан на фиг. 139. Эта протяжка обрабатывает
260
Фиг. 138. Наборная протяжка.
Фиг. 139. Наборная протяжка для подошвы подшипника.
выступ 1 (фиг. 139, а), две боковые плоскости 2 и две канавки 3
и состоит (фиг. 139, б) из корпуса 5 и трех групп секций 2, 3 и 4.
Секции расположены в продольном пазу корпуса 5, имеющего корыто-
образное сечение. Первая секция 2 обрабатывает нижнюю, узкую
плоскость выступа 1 (фиг. 139, а). Две плоские двусторонние секции,
входящие в группу 3, снимают стружку с обеих боковых плоскостей 2
детали (фиг. 139, а) и одновременно обрабатывают стороны вы-
ступа 1. Наконец, две пазовые секции группы 4 прорезают канавки 3
(фиг. 139, а).
Для размещения секций в надлежащем положении на корпусе
служат прокладки 1 (фиг. 139, б), которые одновременно с этим
служат и для прикрепления протяжек к корпусу. Для восприятия
осевого усилия, возникающего при снятии стружки и стремящегося
сдвинуть протяжки с места, служит концевой упор 6. Отверстия,
расположенные по обе стороны корпуса, предназначены для прохода
винтов, с помощью которых корпус соединяется с кареткой протяж-
ного станка.
В зависимости от формы поверхности обрабатываемой детали
отдельные секции наборной протяжки можно располагать двояко:
последовательно одну за другой, чтобы они обрабатывали порознь
одну и ту же поверхность детали (фиг. 140, а и 138) или разные поверх-
ности; рядом, одну параллельно другой, чтобы они обрабатывали
одновременно несколько отдельных поверхностей или отдельные
элементарные участки одной сложной поверхности (фиг. 140, б).
Первая наборная протяжка называется протяжкой с последователь-
ным расположением, а вторая — протяжкой с параллельным распо-
ложением секций. Для протягивания сложных поверхностей при-
ходится на одном корпусе последовательно размещать несколько
параллельных групп секций (фиг. 139). В этом случае протяжки
называются наборными, или секционными, со смешанным располо-
жением секций. Наборные (секционные) конструкции характерны
для наружных протяжек и используются преимущественно при
протягивании наружных поверхностей.
262
84. Подача на зуб и подъемы наружных протяжек
Подача на зуб, а следовательно, и подъемы зубцов наружных
протяжек выбирают по тем же принципам, что и для внутренних
протяжек (стр. 64). Однако при одних и тех же условиях работы
здесь может быть принята большая подача, чем при использовании
протяжек для отверстий. Это объясняется некоторой свободой в выборе
поперечных размеров наружных протяжек и связанным с этим уве-
личением их прочности, лучшим выводом стружки из канавок и более
благоприятными условиями подвода смазочно-охлаждающей жидко-
сти к наружным протяжкам. Секционное устройство протяжек поз-
воляет увеличить подачу на первых обдирочных зубцах и несколько
Фиг. 141. Суммарный подъем протяжек.
уменьшить ее на последних, чистовых (переходных) зубцах. Вместе
с тем конструкции наружных протяжек, специально приспособлен-
ные для обдирочной обработки, позволяют работать с подачей до
0,8—1 мм (стр. 285). В табл. 42 приведены ориентировочные величины
применяемых на практике подач и подъемов на зубец наружных
протяжек.
Как и для внутренних протяжек, при подсчете суммарного
подъема наружных протяжек необходимо учитывать не только
номинальную величину припуска А на обработку протягиваемых
деталей, но и величину допуска на размеры обрабатываемой и обра-
ботанной поверхностей. Первый зубец протяжки 1 (фиг. 141) должен
находиться вне зоны допуска на заготовку детали 2 и несколько ниже
верхней ее границы, как схематически показано на фиг. 141, а для
обработки плоскости и на фиг. 141, б для обработки сложной поверх-
ности. Зазор с между первым зубцом протяжки и обрабатываемой
поверхностью предусматривается на случай, если имеются грубые
неравномерности на поверхности заготовки, погрешности в установке
детали,протяжки и приспособления, при недостаточной тщательности
контроля заготовок и пр. Величину с рекомендуется устанавливать
на основании предварительного осмотра и обмера партии заготовок;
обычно значение ее составляет 0,1—0,3 мм.
Последний зубец 3 не доводится до нижней границы поля допуска
на обработанную поверхность детали (здесь, как и в протяжках
для отверстий, учитывается возможное разбивание протягиваемой
\ ' * Ж
Таблица 42
Подача на зуб для наружных протяжек на сторону в мм
Типы протяжек Схема снятия стружки Обрабатываемый материал
Сталь угле- родистая и малолеги- рованная Сталь высо- колегиро- ванная Чугун
Плоские, угло- вые и канавоч- ные Обыкновенная Генераторная и прогрессивная 0,04—0,12 0,15—0,80 0,04—0,10 0,15—0,50 0,06—0,2 0,5—1
Цилиндриче- ские и фасонные и Обыкновенная и генераторная Прогрессивная 0,04—0,10 0,08—0,4 0,04—0,08 0,08—0,3 0,06—0,15 0,1—0,5
поверхности протяжкой). Принимая во внимание более грубые
допуски на протягиваемые наружные поверхности, чем на отверстия,
величину разбивания обычно принимают равной V3—допуска^
чему соответствует врезание протяжки в поле допуска д/) детали
на 0,65—0,75 Д/). Соответственно этому суммарный подъем наружной
(односторонней) протяжки составит:
2 Д/г = Амакс — (0,25 -г- 0,35) ДО + с =
= Do микс — Dлшкс + (0,65 -н 0,75) ДО + с, (110)
где Do макс — наибольший предельный размер заготовки;
О^кс — наибольший предельный размер детали.
При обработке сложных поверхностей с неравномерными припу-
сками (например по фиг. 141, б), главный подъем протяжки рассчи-
тывается по той части поверхности детали, где припуск имеет наиболь-
шую величину.
Суммарный подъем наружных генераторных протяжек (стр. 295)
рассчитывается с учетом наиболее удаленных от протяжки мест
обработанной поверхности (поверхности ab на фиг. 141, в) и наиболее
близких к ней мест заготовки (точка е). Таким образом, пользуясь
обозначениями на фиг. 141, в, можно написать:
S Дй = Do макс - D'MaKc + (0,65 - 0,75) ДО' + с. (110')
Принимая во внимание, что первые зубцы протяжки работают
в зоне предохранительного зазора сив поле допусков на заготовку
Д/), т. е. не всегда участвуют в резании, можно подачу на зуб и подъем
соответствующего количества первых зубцов принимать на 20 -н
-н 25% большими, чем принято в целом для всей протяжки.
264
85. Устройство зубцов
В отличие от внутренних протяжек первый зубец наружных
протяжек, обрабатывающих черные поверхности, выполняется уси-
ленной формы (фиг. 142), так как зубец обычной формы очень часто
выкрашивается или ломается при встрече с твердым слоем — коркой,
покрывающей эти поверхности. Усилен-
ный зубец обычно называется «буферным»
и имеет шаг в 1,5—2 раза больше шага
всех остальных режущих зубцов. В ряде
случаев буферный зубец оснащается пла-
стинкой твердого сплава. При протягива-
нии ранее обработанных поверхностей
буферный зубец не нужен.
Первая стружечная канавка наружных
протяжек, не имеющих передней направ-
ляющей или вообще гладкой части, вы-
полняется открытой формы (фиг. 142).
Режущая кромка первого зубца начи-
нается с самого торца протяжки или на
расстоянии от него, приблизительно
равном половине радиуса дна канавки.
При делении протяжки на ряд последовательно расположенных
секций зубцы не должны перерезаться местами разъема секций
(фиг. 143, а). При правильном сопряжении секций плоскости разъема
проходят по дну стружечных канавок через точку перехода спинки
зубца в закругление дна
(фиг. 143, 6).
Не следует остав-
лять ослабленных и
неполных зубцов на
конце протяжки или на
последней секции (фиг.
144, а), так как такие
зубцы откалываются при
термической обработке
или при работе про-
тяжек. Поэтому непол-
' ные зубцы следует срезать при изготовлении протяжки (фиг. 144,6).
Наклонные зубцы делаются у протяжек с прямолинейными режу-
щими кромками, т. е. у протяжек, обрабатывающих плоскости, уступы
и канавки. Протяжки с кривыми кромками редко имеют наклонные
зубцы ввиду трудности шлифования фасонных задних граней, слож-
ности корригирования профиля шлифовального круга, искажения
величины переднего угла и пр. Из фасонных протяжек наклонными
зубцами снабжаются только те, которые обрабатывают поверхности
относительно малой кривизны при отсутствии резких перегибов
в профиле.
Фиг. 143. Соединение секций.
265
Направление и угол наклона зубцов наружных протяжек с прямо-
линейными кромками выбираются на тех же основаниях, что и для
внутренних протяжек. Величина угла наклона т односторонних
плоских протяжек, обрабатывающих открытые плоскости, прини-
мается в пределах от 45 до 75°, причем меньшие значения т относятся
к массивным протяжкам, применяемым для обработки поверхностей
большой площади на жестких деталях. У протяжек, работающих
на станках, специально приспособленных для наружного протяги-
вания, величина угла т меньше, чем у протяжек, работающих на
внутренне-протяжных станках. Принятая величина т должна по
возможности удовлетворять условию равномерности работы протяжки
Фиг. 144. Последние зубцы протяжек.
(стр. 75). Направление на-
клона зубцов — правое или
левое—следует выбирать так,
чтобы боковая составляющая
силы резания была напра-
влена на более прочную часть
протягиваемой детали; если
же это безразлично, то боко-
вой отжим должен быть
направлен на жесткую часть
корпуса протяжки, а не на
элементы крепления.
Для уравновешивания* боковых усилий на широких протяжках,
работающих на универсальных протяжных станках, рекомендуется
применять блок из двух протяжек с различным наклоном зубцов
или пользоваться одной протяжкой с двояконаклонными цельными
или вставными зубцами (фиг. 114).
При протягивании деталей с косым расположением торцовых
поверхностей зубцы протяжки не должны быть параллельны этшй
торцам, так как в противном случае нарушается плавность работы
протяжки. В наборных (секционных) протяжках необходимо следить
за тем, чтобы свободному выходу стружки из канавок между зубцами
не препятствовали соседние секции,что регулируется выбором правого
или левого наклона зубца.
Зубцы наружных протяжек выполняют как цельными, так
и вставными. Для цельных зубцов рекомендуется применять основ-
ную форму стружечных канавок.
Вставные зубцы применяются для крупных протяжек с большим
шагом (t > 25 мм). Крепление зубцов в корпусе может быть таким,
как указано на фиг. 133 для шпоночных протяжек. Значительный
интерес представляет конструкция крепления, вставных зубцов для
протяжек, обрабатывающих блоки автомобильных двигателей
(фиг. 145, а). Зубцы /, имеющие форму пластинок, крепятся с помощью
плоских клиньев 2, вставляемых вместе с зубцами в трапецеидальные
пазы корпуса и закрепляемых предохранительными винтами 3.
Ввиду того, что корпус протяжки выполнен из чугуна, винты 3
ввинчиваются в стальные гайки 4. Зубцы имеют одинаковую высоту,
а их необходимый подъем &/г осуществляется за счет расположения
266
опорных плоскостей впадин на разном расстоянии от подошвы про
тяжки. Такое устройство упрощает заточку протяжки, так как весь
комплект зубцов затачивается одновременно и отдельно от корпуса.
После ряда переточек по задним граням пластинки переворачивают.
Для восстановления вылета зубцов из корпуса применяется четыре
комплекта подкладок под пластинки; высота подкладок увеличивается
по мере стачивания зубцов.
Для точной регулировки высоты последнего зубца рассматривае-
мая протяжка снабжена специальным устройством (фиг. 145, б).
Фиг. 145 Вставные зубцы.
Зубец /, выполненный из твердого сплава, прижимом 2 и винтами
прикреплен к планке 5, которая может передвигаться в корпусе
протяжки 4 с помощью клина 5, перемещаемого винтом 6.
Помимо вставных зубцов в виде пластин, применяются также
зубцы, выполняемые в форме резцов с призматическим телом.
Такие резцы оснащаются в ряде случаев пластинками твердого
сплава и обеспечивают высокую стойкость протяжки.
Наружные протяжки снабжаются также 3—5 калибрующими
зубцами, которые либо располагаются на одной секции с режущими,
либо (в наборных протяжках) выполняются в виде отдельной секции.
Шаги, размеры канавок и величины передних углов на калибрующих
зубцах такие же, как на режущих. Величина заднего угла калибрую-
щих зубцов составляет ГЗО'—2°.
86. Поперечные сечения и длина
Форма поперечного сечения тела протяжек и секций обычно
представляет прямоугольник (фиг. 146, а — г) или трапецию
(фиг. 146,5), хотя в отдельных случаях приходится применять
и более сложные формы. Ширина поперечного сечения протяжки
или секции Вп принимается равной ширине b обрабатываемой
поверхности детали или больше.
Первое условие, т. е. Вп = b (фиг. 146, а), соблюдается в тех слу-
чаях, когда поперечное сечение протяжки (секции) удовлетворяет усло-
виям прочности или когда увеличению мешают соседние секции. Во
всех же остальных случаях необходимо стремиться к увеличению
267
Вп (фиг. 146, б, в, г), так как оно способствует повышению жесткости
и улучшению устойчивости протяжки или секции в работе. Жела-
тельно, чтобы ширина поперечного сечения Вп была не менее
12—15 мм.
Высота поперечного сечения наружных протяжек и секций Нп
(фиг. 146) желательна не менее 20—25 мм.
Принятая высота, выраженная в числах, кратных 2 или 5, отно-
сится к последним (калибрующим) зубцам. Высота первых зубцов,
очевидно, будет меньше высоты последних на величину суммарного
подъема.
В протяжках с параллельным расположением нескольких секций
округленный размер должна иметь наиболее высокая секция. Высота
Фиг. 146. Поперечные сечения протяжек.
остальных секций уменьшается соответственно размерам протяги-
ваемого профиля детали, однако высота наиболее низкой секции
по возможности не должна быть меньше указанного значения. Попе-
речное сечение протяжек (секций) выбранных размеров проверяется
на прочность; при этом могут быть использованы те условия,
которые установлены для внутренних протяжек. Кроме того, должна
быть обеспечена возможность размещения протяжки вместе с кор-
пусом на салазках наружно-протяжного станка или гарантирован
проход ее сквозь отверстие в столе горизонтально-протяжного
станка. Тело протяжек (секций) снабжается со стороны опорной
плоскости продольными фасками шириной 1 мм под углом 45°.
Такие же фаски желательны и на торцах секций.
Расстояние SZ от первого до последнего зубца как у цель-
ных, так и у наборных наружных протяжек, работающих на наруж-
но-протяжных станках, должно удовлетворять следующему условию
(фиг. 147):
Zl<Lc — (v — W + 20 мм), (111)
где Lc — наибольший ход салазок 1 протяжного станка;
v — расстояние от стола 2 до первого зубца протяжки;
W — расстояние от стола до нижнего края протягиваемой поверх-
ности 3 (определяется конструкцией протяжного приспо-
собления).
Условие (111) предусматривает выход последнего зубца протяжки
за пределы обработанной поверхности минимум на 20 мм. Расстоя-
ние v выбирается так, чтобы первый зубец протяжки располагался
268
выше входного торца детали (можно считать, как минимум, на
20 мм). Тогда
v L -|- W 4” 20 мм.
(112)
где L — длина протягиваемой поверхности в мм.
Общая длина протяжки Ln не должна быть больше длины сала-
/; вместе с тем протяжка не должна выходить за верхний край их,
определяется условием:
зок
что
Ln<Hc-v + W1 (113)
Нс — наивысшее положение верх-
него края салазок над сто-
лом (фиг. 147);
— расстояние от переднего края
протяжки (корпуса) до пер-
вого зубца; выбирается кон-
структивно, в зависимости
от способа крепления секций
на корпусе.
Общая длина наружных протяжек,
работающих на горизонтально-протяж-
ных станках, должна удовлетворять
условиям, установленным для длины
внутренних протяжек (стр. 116).
где
Длина наружных
протяжек.
Фиг. 147.
87. Крепление секций
Крепление секций к корпусам на-
кладных и наборных протяжек произ-
водится с помощью винтов, плоских
клиньев, накладок и др. Наиболее
компактная конструкция корпуса полу-
чается при креплении секций винтами,
которые по отношению к протяжке
могут располагаться сверху, т. е. со
со стороны подошвы, или с боков (фиг. 148).
Расположение винтов сверху по концам секций или накладных
протяжек (фиг. 148, а) применяется для широких массивных протяжек
относительно небольшой длины. Аналогичный способ крепления,
но с расположением винтов вдоль всей протяжки (фиг. 148, б),
используется для протяжек и секций, когда винты нельзя располо-
жить снизу. Оно допустимо для зубцов с большими шагами, где можно
расположить головки винтов между зубцами или в крайнем случае
перерезать гнездом под головку не более одного зубца на каждый
винт. Перекрытие головкой большего количества зубцов приводит
к перегрузке стружкой режущих кромок, расположенных позади
отверстий под винт, и тем самым вызывает ускоренный износ про-
тяжки.
стороны
зубцов, снизу —
269
Прижим секции краем головок винтов (фиг. 148, в) может исполь-
зоваться для протяжек, работающих с легкой нагрузкой.
Расположение винтов снизу, с утопленными в корпус головками
(фиг. 148, г), является наиболее простым и широко используется
в наружных протяжках, обеспечивая высокую прочность крепления *.
Фиг. 148. Крепление секций винтами.
Размещение винтов одновременно с двух сторон (фиг. 148, д, е, ж)
применяется для одно- и двусторонних протяжек и секций,
устанавливаемых в наружные или внутренние углы корпусов.
* При расположении винтов снизу невозможна переточка и настройка секций
без снятия корпуса протяжки со станка. Однако это не имеет значения в цехах
с массовым производством, поскольку там, как правило, имеется заранее заточенная
и отрегулированная запасная протяжка.
270
Крепежные винты обычно имеют цилиндрическую головку
с внутренним шестигранником. Диаметр резьбы колеблется от 5 мм
(при ширине секций 10—12 мм) до 10 мм (при ширине секций свыше
20 мм).
Глубина отверстий под нарезку (глубина сверления) должна
быть по крайней мере на два витка больше глубины самой нарезки.
Для низких секций, когда отверстия
под винты близко подходят к дну
стружечных канавок (фиг. 148, з),
дно резьбовых отверстий рекомен- ~
дуется делать плоским.
Для протяжек и секций, имеющих
ширину не более 40—45 мм, доста-
точен один ряд резьбовых отверстий
(фиг. 149, а). Для более широких —
протяжек резьбовые отверстия рас- ~
полагаются так, как показано на
фиг. 149, б и в.;
Расстояние от края секции или
протяжки до первого резьбового *
отверстия 1В составляет 15 20 ММ, Фиг. 149. Расположение резьбовых
а расстояние между остальными отверстий,
отверстиями 90—150 мм (пропорцио-
нально длине протяжек). Размеры, определяющие положение отвер-
стий, следует проставлять от одной базы, а именно — от заднего
торца протяжки или секции. Для проходных (гладких) отверстий
под винты в секциях или протяжках достаточны диаметры, указан-
Фиг. 150. Крепление секций клиньями.
ные в приложении ГОСТ 885—41 «Сверла спиральные» (по 1-му ряду
грубдй сборки). Края резьбовых и проходных отверстий снабжаются
фаской шириной 1 мм с углом 45°.
Креплением секций к корпусам с помощью клиньев пользуются
в тех случаях, когда применение винтов затруднительно — напри-
мер у тонких протяжек (фиг. 150, а), а также когда по производствен-
ным условиям наборная протяжка регулируется непосредственно
на протяжном станке (фиг. 150, б).
271
Крепление секций накладками применяют сравнительно редко
вследствие сложности его выполнения. Это крепление, так же как
клиновое, позволяет производить регулирование секций наборной
протяжки, не снимая протяжку со станка. Накладки, применяемые
для прижима секций, имеют форму коротких шайб или длинных
полос; длинные накладки осуществляют прижим секций по всей их«
длине, короткие же накладки прижимают секции в отдельных местах
и применяются для протяжек, работающих с легкой нагрузкой.
Фиг. 151. Присоединение цилиндрических секций к корпусу.
Особое устройство имеет крепление цилиндрических и полуци-
линдрических секций, которые довольно часто применяются в наруж-
ных протяжках для обработки криволинейных поверхностей на голов-
ках и крышках шатунов и других подобных им деталях.
Как видно из фиг. 151, а, цилиндрические секции прикрепляются
к корпусам протяжек с помощью стоек, имеющих полукруглые
седла. Секции гладкими цапфами опираются на эти седла и при-
жимаются к ним винтами. В каждой цапфе предусмотрено по два
отверстия под головку крепежного винта, чтобы после износа одной
стороны секцию можно было перевернуть и работать, другой стороной.
Для цилиндрических секций, работающих в тяжелых условиях
(например, при обработке черных поверхностей на крышках под-
шипников автомобильных блоков и при протягивании полукруглых
гнезд на самих блоках), применяется несколько иное, более прочное
крепление. Оно характеризуется тем, что элемент, поддерживающий
секции, выполняется в форме чугунной гребенки (фиг. 151, б), стойки
которой располагаются на расстоянии, обычно равном двум-трем
шагам зубцов секции.
272
Присоединение секций производится винтами, которые распо-
лагаются между стойками и ввинчиваются в тело секций. Весь крепеж-
ный элемент вместе с секциями прикрепляется к корпусу протяжки
винтами, для которых предусмотрены боковые отверстия. Протяжные
секции выполняются в этом случае с цилиндрическими участками
(шейками). Подобного рода крепление позволяет, кроме того, быстрее
производить замену затупившихся секций новым комплектом их.
Фиг. 152. Призматические упоры.
Для восприятия продольной (осевой) силы протягивания при-
меняются упоры, устанавливаемые в конце корпуса, позади послед-
ней секции или группы секций. Вместе с тем возможна установка
промежуточных упоров для секций, заканчивающих свою работу
раньше других и не связанных с ними.
Концевые упоры чаще всего имеют форму призматических бру-
сков — шпонок, которые помещаются в прямоугольной канавке,
прорезанной поперек всего корпуса (фиг. 152, а). Такие упоры могут
быть названы врезными длинными; они присоединяются к корпусу
двумя винтами. Короткие врезные упоры (фиг. 152, б) располагаются
с одной стороны корпуса и применяются в случаях, когда форма
детали не позволяет пользоваться длинными упор-ами, — например,
при обработке деталей с высокими выступами при наличии на корпусе
только одной полки, а также для промежуточных секций. Размеры
поперечного сечения врезных упоров (ширина 15—25 мм и высота 12—
25 мм) уточняются расчетом на прочность.
18 Щеголев 105 273
Другой вид упоров имеет форму призматических плиток, накла-
дываемых на дно канавки в корпусе и присоединяемых к нему посред-
ством винтов и цилиндрических штифтов (фиг. 152, виг) или шпонок.
Такие упоры, называемые накладными, применяются главным обра-
зом в тех случаях, когда использование врезных упоров затрудни-
тельно, например, при большой высоте боковых полок корпуса, при
отсутствии их на корпусе и т. п. Ширина и высота поперечного сече-
ния накладных упоров соответствуют размерам сечения тела секции,
длина составляет 50—100 мм и более, диаметр штифтов 10—12 мм,
а количество их устанавливается расчетом на прочность.
Фиг. 153. Штифтовые упоры.
На фиг. 153 показаны штифтовые упоры, которые применяются
для накладных и секционных протяжек небольшой ширины. Они
либо выполняются в форме цилиндрических стержней — пробок
с лыской (фиг. 153, а), либо снабжаются квадратной головкой и закре-
пляются винтом (фиг. 153, б).
88. Регулирование секций
Секции наборных протяжек регулируют с целью получения необ-
ходимых размеров сложного профиля, обрабатываемого по отдельным
участкам. Регулирование производится в следующих случаях:
1) во время сборки на корпусе нового комплекта секций, отно-
сительные размеры которых при изготовлении очень трудно выдер-
жать вследствие малых допусков на обрабатываемый профиль детали;
2) в процессе эксплуатации протяжек, когда соотношение раз-
меров отдельных секций нарушается по причине неравномерного
износа режущих кромок или неодинакового уменьшения высоты
зубцов при заточке секций.
Осуществляется регулирование с помощью либо подкладок из
тонкого листового металла, помещаемых между подошвой секций
и корпусом, либо специальных регулировочных клиньев, передви-
гаемых вдоль корпуса протяжки. Следует по возможности избегать
подкладок, так как они не обеспечивают устойчивого регулирования,
274
а подбор подкладок нужной толщины отнимает много времени; кроме
того, они могут явиться причиной поломки секций вследствие про-
гиба последних.
Регулировочные клинья применяются в основном для секций,
обрабатывающих относительно простые элементы сложной поверхно-
сти — например, участки плоскостей, уступы, прямоугольные ка-
навки ит. п., когда между ними нет плавных переходов.
Клиньями регулируют протяжки, обрабатывающие участки про-
филя, лежащие как на одной стороне детали, так и на противополож-
ных ее сторонах, особенно в тех случаях, когда требуется выдержать
точные размеры от базы обрабатываемой детали. В секциях с двумя
пересекающимися кромками (например для обработки прямых
углов) регулировочный клин следует располагать под той стороной
Фиг. 154. Положение регулировочного клина.
секции, зубцы которой обрабатывают наиболее ответственный уча-
сток поверхности детали или подвергаются ускоренному износу.
Двойное регулирование таких секций нежелательно ввиду услож-
нения конструкции протяжки.
Регулировочные клинья располагают по всей длине регулируемой
секции; последняя должна быть в этом случае цельной. Клинья
располагают толстым концом как со стороны первых зубцов секции,
так и со стороны последних; предпочтительно размещать клин со
стороны последних зубцов. Наклонная плоскость клина обращается
к корпусу протяжки, угол уклона $кл (фиг. 154) равен ГЗО'—2°,
толщина на тонком конце составляет не менее 2 мм (обычно 5—8 мм),
а ширина равна ширине опорной плоскости регулируемой секции.
Общая длина клина LKA при свободном выходе его тонкого конца
должна удовлетворять следующему условию (фиг. 154):
^кл Ln + 1р + (5 -и 10) мм,
где Ln — длина регулируемой секции;
/р — наибольший ход клина при регулировании.
Значение /р, связанное с величиной допуска на обрабатываемый
размер изделия А и принятым уменьшением 6/7 высоты зубцов про-
тяжки при полном ее стачивании, определяется следующей зависи-
мостью:
1р = (А + 6/7) ctg ро.
18*
275
Если тонкий конец клина не имеет свободного выхода (например,
когда этому мешает следующая по порядку секция), получим
(5-4-10) мм.
Однако в этом случае для регулирования секции необходимо пре-
дусмотреть пространство величиной не менее 1р. Поскольку при
0)
регулировании клин имеет продольное перемещение, отверстия в нем
для прохода винтов, крепящих секцию, должны быть продолговатой
формы, длиной также не менее 1р, как показано на продольном сече-
нии корпуса и клина (фиг. 155).
Для перемещения клиньев применяют специальные винты,
располагающиеся обычно со стороны толстого конца.
Конструкция, изображенная на фиг. 155, а, характеризуется
расположением винта 1 под клином 5, причем винт ввертывается
в корпус протяжки, в котором сделано углубление 2 для головки
винта. Перемещение клина осуществляется посредством буртика 3
на головке винта и прямоугольной канавки 4 на клине. Для прохода
клина под концевым упором в последнем сделано углубление 6
с запасом на подъем верхней плоскости клина. Винт может вверты-
276
ваться не в корпус протяжки, а в клин (фиг. 155, б), что более удобно
для эксплуатации протяжки, так как головка винта при этом более
доступна. Для секций, регулируемых относительно боковых полок
корпуса, винт может располагаться сбоку клина (фиг. 155, в). Нака-
танный буртик этого винта позволяет производить перемещение
клина не только ключом, но и вручную.
При регулировании протяжки крепежные элементы, которыми
секции присоединяются к корпусу, должны быть предварительно
ослаблены, после чего клин перемещается в необходимом направле-
нии. После регулирования секции должны быть вновь закреплены*.
89. Направляющие и выталкиватели
Наружные протяжки в большинстве случаев не нуждаются
в наличии специальных направляющих частей. Жесткое крепление
изделия в зажимном приспособлении обеспечивает нужное положение
Фиг. 156. Направляющие устройства и выталкиватели.
протягиваемой поверхности относительно других поверхностей
(баз) на изделии. Но и при наружном протягивании иногда встре-
чается необходимость в специальных направляющих устройствах.
Так, например, деталь, представленная на фиг. 156, а, должна иметь
пол у цилиндрические участки 1 и 2, симметрично расположенные
относительно ее крыльев. Для обработки этих участков применяются
две протяжки, снабженные направляющими желобами 1 (фиг. 156, б),
которые могут поворачиваться вокруг штифтов 2. Пружины 3
обеспечивают эластичность захвата, необходимую при колебании
размеров заготовки обрабатываемой детали. В самом приспособлении
деталь закрепляется нежестко и может слегка поворачиваться для
* Нужно отметить, что регулировочные устройства усложняют конструкцию
протяжки, ослабляют ее жесткость и являются причиной неполадок в ее работе.
Поэтому в современных конструкциях протяжек по возможности избегают регу-
лировочных устройств, полагаясь на высокое качество изготовления и заточки
протяжек. Случайные погрешности в высоте отдельных секций, которые могут
возникнуть в процессе изготовления протяжки и отразиться на точности обраба-
тываемых ею деталей, устраняются при сборке протяжки тем, что с подошвы секции
сошлифовывается тонкий слой металла, или, наоборот, на нее накладывается
соответствующий слой хрома.
277
установки по направляющим протяжек. Эта же деталь нуждается
в специальном выталкивателе, который снимал бы ее с приспособле-
ния после обработки: вынуть деталь руками очень трудно из-за
тесного расположения протяжек.
Устройство выталкивателей на правых концах обеих протяжек
представлено также на фиг. 156, б. Каждый выталкиватель состоит
из корпуса 5 и качающейся планки 7, между которыми располагается
пружина 4. Корпус прикреплен винтами к колодке протяжки. После
прохода протяжек планки 7 опускаются и пропускают обработан-
ную деталь. При обратном ходе протяжек планки выступами 6
захватывают деталь и снимают ее с приспособления.
Во многих случаях выталкиватели устраиваются непосредственно
на зажимных приспособлениях.
Снять обработанные детали со специальных наружно-протяжных
станков значительно легче, так как здесь зажимное приспособление
отодвигается от протяжки вместе со столом или поворачивается
в сторону.
90. Присоединение протяжек к станкам
Наружные протяжки, работающие на горизонтальных протяж-
ных станках, соединяются с ползуном станка при помощи цельных
или отъемных хвостовиков-оправок. Конструкция и размеры цельных
Фиг. 157. Отъемные "хвостовики.
хвостовиков (фиг. 157, а) такие же, как у протяжек для отверстий
(фиг. 57). Типовые конструкции отъемных хвостовиков-оправок
представлены на фиг. 157, на которой буквами бив отмечены оправки
для одиночных протяжек, а буквами г, д и е для сдвоенных.
Сдвоенные протяжки присоединяются к хвостовикам двумя
внутренними шпонками (фиг. 157, г), двумя полухомутами (фиг. 157, б)
двумя осями (фиг. 157, ё) и т. п.
Крепление, изображенное на фиг. 157, е, позволяет обеим про-
тяжкам расходиться, когда они находятся в исходном положении,
278
что облегчает установку обрабатываемой детали в протяжное при-
способление. Присоединительные части этих оправок (собственно хво-
стовиков) соединяются ползуном станка или при помощи тягового
патрона, или непосредственно ввертываются в резьбовое гнездо
ползуна.
Наружные протяжки, работающие на вертикальных наружно-
протяжных станках, непосредственно к каретке станка, как правило,
не присоединяются. Для этой цели служат корпус протяжки или
корпус и промежуточная плита-подушка. Применение промежуточ-
ных плит способствует упрощению конструкции и устранению лиш-
него веса корпуса. На фиг. 158
показаны поперечные сечения
плит вместе с корпусами, при-
чем на верхней конструкции
даны два корпуса с протяж-
ками. Соединение корпуса и
промежуточных плит между
собой и с салазками станка
производится при помощи вин-
тов, располагаемых по обеим
сторонам корпуса или плиты,
и продольной и поперечных
шпонок. Размеры поперечного
сечения шпонок должны соот-
ветствовать размерам шпоноч-
. ных канавок в салазках стан-
ков. Продольные шпонки дли-
ной 80—100 мм устанавливают-
ся по концам корпуса или пли-
ты. Длина поперечной шпонки
равна ширине корпуса или
плиты. Диаметры винтов, с по-
мощью которых корпус протяжки или промежуточная плита при-
соединяются к ползуну станка или скрепляются между собой, ко-
леблются в пределах от 12 до 16 мм. Расстояние между этими вин-
тами составляет 200—300 .мм, причем первый винт располагается
в 30—50 мм от края корпуса или плиты. Ввиду значительного
веса наборных протяжек корпусы их, а также промежуточные
плиты-подушки снабжаются подъемным кольцом-рымом.
Устройство корпусов, применяемых для крепления протяжных
секций в наборных протяжках, должно обеспечивать прочное и пра-
вильное положение секций соответственно профилю обрабатываемой
детали, с учетом необходимой точности ее размеров. В большинстве
случаев корпус наборных протяжек имеет форму жесткой швеллер-
ной балки, в продольном пазу которой устанавливаются секции.
В целях облегчения изготовления корпуса продольный паз его делают
сквозным и одинакового сечения по всей длине. Ширина и глубина
этого паза должны соответствовать наиболее широкой и глубокой
расстановке секций в корпусе. Необходимое расположение других
279
секций достигается выбором соответствующих размеров попереч-
ного сечения тела секций или применением планок и подкладок,
располагаемых между секциями или со стороны их подошвы.
Суммарная высота корпуса и промежуточной плиты должна быть
сообразована с расстоянием края стола станка от поверхности пол-
зуна и положением на столе протяжного приспособления с закреплён-
ной в нем обрабатываемой деталью.
Наряду с корпусами швеллерного сечения применяются и другие
виды их, например, в форме угольника.
91. Допуски
Допустимые отклонения на размеры режущих элементов и на
высоту зубцов от подошвы наружных протяжек и секций имеют
такие же величины, как у протяжек для отверстий. Допуски на
ширину поперечного сечения протяжек (секций), устанавливаемых
в паз корпуса (фиг. 148, г), принимаются по посадке(отверстие —
паз корпуса) при протягивании открытых поверхностей и уступов,
когда режущие кромки протяжки выходят за пределы обрабатывае-
мой поверхности. Такая же посадка осуществляется при протягивании
канавок, допуск на ширину которых соответствует 3-му классу точ-
ности и ниже. При обработке более точных канавок, а также слож-
ных поверхностей, протягиваемых составными протяжками, следует
д
пользоваться посадкой . В ряде случаев допуски на ширину
протяжек определяются взаимным расположением секций соответ-
ственно обрабатываемому профилю детали.
Для протяжек, устанавливаемых в угол корпуса, у которых высота
(фиг. 148, ё) или ширина секции (фиг. 148, ж) могут рассматриваться
как свободные размеры, вполне допустимы отклонения посадки Сб.
Допустимые отклонения на длину для протяжек и секций со
свободными концами и креплением винтами составляют + 0,15 мм,
а для тех же протяжек, но с креплением клином, + 0,5 мм. У про-
тяжек с несвободными концами (последовательное расположение
секций) допуски принимаются равными ± 0,05 мм. Допуски на рас-
стояния от торца секции (базы) до отверстий под крепежные BHifrbi
составляют +0,15 мм.
Отклонения в величине угла между базовыми плоскостями про-
тяжных секций колеблются в пределах от 5 до 10'. Торцовые пло-
скости секций и протяжек располагаются к базовым плоскостям
под углом 90° с отклонением + 30', когда эти торцы являются сво-
бодными, и + 10—15' — для торцов секций, размещаемых впритык
одна к другой.
ГЛАВА XII
НАРУЖНЫЕ ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛОСКОСТЕЙ
92. Обзор основных конструкций
Протяжки, обрабатывающие открытые наружные плоскости,
а также элементы деталей, образованные пересечением двух или
нескольких плоских поверхностей (например уступы), делятся
в зависимости от способа срезания стружки (схемы протягивания)
на три основные группы: обыкновенные, генераторные и прогрессив-
ные (фиг. 31).
Первая группа — обыкновенные плоские протяжки — пользуется
в настоящее время значительным распространением. Однако в связи
с существенными недостатками (стр. 137) эти протяжки все больше
и больше вытесняются генераторными и особенно прогрессивными
протяжками. Можно полагать, что в дальнейшем обыкновенная
конструкция плоских наружных протяжек может найти применение
при чистовом протягивании плоскостей на чугунных деталях с пред-
варительно срезанной коркой, при протягивании узких плоскостей
(шириной менее 10—12 .мл) на стальных деталях, при срезании фасок
и обработке прочих элементов, когда протяжки можно не снабжать
стружкоделительными канавками.
Вторая группа — протяжки, обрабатывающие плоскости по гене-
раторной схеме — предназначена для протягивания черных чугунных
и стальных деталей относительно небольшой ширины (до 20—25 мм).
В отдельных случаях генераторными протяжками можно протяги-
вать и более широкие поверхности, однако такие протяжки для
широких плоскостей получаются довольно большой длины, имеют
довольно сложную конструкцию, и заточка их представляет извест-
ные трудности.
Третья группа — прогрессивные протяжки — применяется для
обработки плоскостей главным образом по трапецеидальной разно-
видности схемы протягивания.
Прогрессивные плоские протяжки трапецеидальной схемы были
предложены и внедрены в практику НИИТАВТОПРОМ [19]. Они
относительно короткие, обладают большой стойкостью и могут
обрабатывать любые виды материала. Однако эти протяжки не
281
обеспечивают достаточно высокого качества обработанных поверх-
ностей. Поэтому позади такой протяжки на том же корпусе требуется
в ряде случаев разместить секцию с чистовыми зубцами, срезающими
тонкую стружку по обыкновенной схеме.
Следует отметить, что наряду с плоскими протяжками, отражаю-
щими в чистом виде ту или иную схему протягивания, в практике
используются протяжки, работающие по смешанному принципу,
когда одни группы зубцов или секций работают по одной схеме, а дру-
гие — по другой.
В настоящей главе излагаются особенности конструкций генера-
торных протяжек, а также протяжек, работающих по смешанному
принципу; приводятся некоторые сведения, касающиеся прогрессив-
ных протяжек.
93. Генераторные плоские протяжки
Плоские протяжки, образующие поверхности по генераторной
схеме, разделяются на прямые односторонние (фиг. 159, а), прямые
двусторонние (фиг. 159, б), наклонные односторонние (фиг. 159, в)
и наклонные сдвоенные (фиг. 159, г).
Фиг. 159. Типы генераторных плоских протяжек.
Прямые односторонние протяжки начинают срезать припуск
с левой стороны детали (фиг. 159, а, снизу) и заканчивают справа.
Главные режущие кромки расположены по краям зубцов на уступе
и сдвинуты одна относительно другой на величину бокового подъема
ДА (фиг. 160, слева).
Главный угол в плане <р, составляемый режущими кромками
с обработанной плоскостью детали или подошвой протяжки (сече-
ние А—Л), имеет величину 60—90°. Высота уступа Ау постоянна
282
на всех режущих зубцах и равна толщине припуска плюс 1,5—2 мм.
Глубина стружечной канавки /г0 должна удовлетворять условию
/г0 я» + г,
где г — радиус закругления на дне канавки.
Передний угол на вспомогательной кромке ув (сечение Б—Б
на фиг. 160) колеблется от 0 до + 5°; передний угол на главных
кромках у принимается в зависимости от обрабатываемого металла
(для чугуна он обычно равен 10°); угол наклона зубцов т =^90° — у;
Фиг. 160. Зубцы односторонних протяжек.
А-А
задний угол главных кромок а, отсчитываемый от оси протяжки,
составляет 5—6°, а задний угол на вспомогательных кромках
3 -г- 5°. Переходная кромка fn имеет длину 0,3—0,5 мм, кромка
наклонена под углом-у-и снабжается задним углом. Угол уступа ф
определяется по следующей зависимости:
= (114)
где t — осевой шаг зубцов;
Дй — подъем на зубец (для чугуна он равен 0,2—0,8 мм).
Количество режущих зубцов подсчитывается по формуле
z = A±^.ctg<p + 1 (115)
Д/г 1 4 7
где В — ширина обрабатываемой плоскости;
А — наибольшая толщина припуска.
Длина /0 первого зубца должна быть не менее 8—10 мм. Ширина
протяжки Вп должна удовлетворять условию
Вп = В + A ctg <р + /о.
283
Она округляется в большую сторону до чисел, кратных 2 или 5.
Форма и размеры стружечных канавок такие же, как у обычных
протяжек.
Протяжки выполняются из одного куска стали или разбиваются
по длине на секции, располагаемые последовательно. Они обычно
работают совместно с другими секциями в наборных протяжках
Фиг. 161. Составная гене-
раторная протяжка.
и используются для плоскостей шириной до
20—25 мм*. Для протягивания очень твер-
дых чугунов подобные протяжки снабжаются
впаянными пластинками твердого сплава.
Прямые двусторонние протяжки в отли-
чие от односторонних имеют режущие кром-
ки с двух сторон и срезают припуск начи-
ная с середины обрабатываемой поверхно-
сти. Первые зубцы, работая по обыкновен-
ному способу, вырезают в заготовке отно-
сительно узкую (шириной 5—8 мм) трапе-
цеидальную канавку (фиг. 159, б), которую
затем следующие зубцы расширяют, образуя
плоскость по генераторному методу. Ввиду
наличия на каждом зубце двух главных
(боковых) режущих кромок протяжка вы-
полняется с прямыми зубцами (т = 90°).
Подобные протяжки обрабатывают пло-
скости шириной до 40—50 мм. При парал-
лельном их соединении такие протяжки
весьма удобны для протягивания широких
плоскостей, в частности на чугунных дета-
лях. Для этой цели отдельные протяжки-
секции монтируются на общем корпусе
(фиг. 161) параллельными рядами и срезают
стружку одновременно в нескольких местах
обрабатываемой поверхности. Такого рода
составная протяжка применяется для обра-
ботки на чугунных автомобильных блоках
плоскостей шириной до 300 мм и длиной
до 500 мм. Она снимает припуск толщиной около 4 мм и состоит из
двенадцати параллельных рядов секций, причем каждый ряд обра-
батывает полосу шириной 25 мм. Ряды секций разбиты в свою оче-
редь на пять групп, которые обозначены на фиг. 161 римскими
цифрами. Секции первой группы являются предварительными
(фиг. 162, а). Они имеют по десять зубцов и прорезают трапецеидаль-
ные канавки, работая с подъемом на зуб в 0,4 мм. Секции следующих
двух групп (фиг. 162, б) расширяют эти канавки одновременно в обе
стороны, срезая стружку боковыми кромками. Четвертая группа
секций (фиг. 162, в) заканчивает обработку всей плоскости. В каждой
* О применении подобного рода секций в протяжках для обработки гнезд
под подшипники на автомобильных блоках см. статью Г. В. Подгурского [46]
284
из секций содержится по восемь зубцов, работающих с подачей также
около 0,4 мм. Пятая секция является общей. Она работает обыкновен-
ным методом, зачищая гребешки, оставшиеся после прогрессивных
секций.
Принцип работы наклонных генераторных протяжек такой же,
как и прямых. Однако конструкция их значительно проще; они
состоят из корпуса и наклонно расположенных на нем секций с отно-
сительно небольшими сечениями, как это в схематическом виде
показано на фиг. 159, в для протяжек с одной наклонной секцией
Фиг. 162. Секции составной протяжки.

и на фиг. 159, г — для протяжек с двумя секциями. Последняя про-
тяжка вследствие ее подобия перевернутой букве V часто называется
V-образной. Поскольку устройство обеих протяжек имеет много
общего, рассмотрим конструкцию и геометрию режущих элементов
первой протяжки (фиг. 163).
Режущая секция односторонней наклонной протяжки, выполняе-
мая из одного или нескольких последовательно расположенных
кусков инструментальной стали, образует с направлением протяги-
вания (продольной осью протяжки) угол ф, величина которого опре-
деляется условием (114). Обычно значение угла ф колеблется в пре-
делах от 4 до 6° при подъеме зубцов протяжки от 0,5 до 1 мм (меньше
для стали, больше — для серого чугуна).
Угол в плане <р (фиг. 163, справа) на главных кромках 1 прини-
мается чаще всего равным 90°, но при обработке деталей с твердой
коркой его следует уменьшать до 60—75°. Вспомогательные кромки 3
длиной 6—10 мм располагаются или параллельно обрабатываемой
поверхности или наклонены под углом фх, равным 1—1°30'. Угол
наклона т на главных режущих кромках составляет обычно 80°
285
(фиг. 163), а угол наклона tj на вспомогательных определяется равен-
ством
= 90° — у + ф,
где у — передний угол главных кромок — выбирается в зависимости
от обрабатываемого материала.
Передний угол заточки секции у3, отсчитываемый от линии,
перпендикулярной подошве, меньше угла у на величину ф.
Фиг. 163. Устройство наклонной протяжки.
Задний угол а на главных кромках составляет 5—6°, а угол
задней заточки секции а3, отсчитываемый от линии, параллельной
подошве, больше угла а на величину ф. Задний угол ах на вспомо-
гательной кромке равен 2—3°.
Каждый зубец секции желательно снабдить переходной кромкой 2
длиной 0,3—0,5 мм с наклоном под углом 45° и задним углом а.
Высота секции Нп принимается обычно не менее 20 мм, а ширина
ее Вп должна быть достаточна для того, чтобы разместились крепеж-
ные винты с диаметром 8—10 мм.
Количество зубцов г в секции (секциях) должно удовлетворять
условию (115), а длина Ln — условию
В + д ctg <р
sin гр
+ 2^,
L
п
где В — ширина обрабатываемой плоскости;
А — толщина припуска;
/ — шаг зубцов.
286
А-А
Фиг. 164. Двусторонняя наклонная протяжка.
287
Ширина корпуса Вк протяжки устанавливается с учетом ширины
обрабатываемой плоскости В, ширины сечения секций Вп и возмож-
ности размещения винтов для присоединения корпуса к салазкам
станка. Можно принять:
Вк>В + Вп+ (80-?-100) мм. \
Односторонними наклонными протяжками обрабатываются отно-
сительно узкие плоскости —•шириной до 40—50 мм. Для более
широких плоскостей (до 100—120 мм) выгоднее применять V-образ-
ную протяжку, которая будет короче первой, так как срезает стружку
одновременно с двух сторон припуска.
Как видно из фиг. 164, где дается конструктивный вид протяжки,
длина правой и левой секций неодинакова. Зубцы короткой секции
заканчиваются несколько раньше точки пересечения обеих секций
(на 3—4 шага). Позади этой секции устанавливается скошенная
гладкая планка, высота которой меньше высоты секции на величину,
превышающую толщину припуска. Длинная секция продолжается
за точку пересечения, чтобы срезался весь оставшийся металл и соз-
давалось небольшое перекрытие. В соответствии с этим длина секций
должна составлять:
коротких
длинных
B + 4XC,tg<P +(6ч-8)/.
А 2 sin ip 1 v '
Ширина корпуса Вк устанавливается следующим условием:
Вк В 4” п (80 100) мм.
Геометрия режущих элементов и размеры поперечного сечения
секций выбираются так, как указано для протяжки с одной секцией.
Секции к корпусу присоединяются винтами сверху (фиг. 163)
или снизу (фиг. 164).
Калибрующая секция, ширина которой должна быть больше
ширины протягиваемой плоскости, устанавливается на корпусе
позади режущих секций (когда предъявляются повышенные требо-
вания к чистоте обрабатываемой поверхности). В тех случаях, когда
эта секция не нужна, гнездо для нее заполняется планками, служа-
щими упором для наклонных секций (фиг. 164).
94. Прогрессивные протяжки
Как указывалось выше (п. 92), прогрессивные протяжки обраба-
тывают плоскости по трапецеидальной прогрессивной схеме резания.
Их принципиальное устройство аналогично устройству протяжек
для обработки внутренних плоскостей (фиг. 115, б). Первые, прорез-
ные зубцы располагаются на отдельной секции или секциях и проре-
288
зают в срезаемом слое (припуске) ряд трапецеидальных канавок
при подъеме на каждый зубец. Остающиеся между канавками выступы
срезаются последующей секцией с зубцами, имеющими сплошные
гладкие режущие кромки, и с подъемом также на каждый зубец.
Благодаря относительно большой глубине трапецеидальных про-
дольных канавок на прорезных зубцах и простой форме зубцов
с гладкими кромками такие протяжки могут затачиваться после
износа как по передней, так и по задней грани зубцов, что увеличи-
вает срок их службы.
Трапецеидальные выступы на прорезных зубцах имеют длину
главных кромок 5—8 мм и угол на боковых вершинах в 105—110°
(угол канавок 30—40°). Боковые кромки выступов шлифуются при
подъеме заднего конца секции на 1—2 мм на каждые 100 мм длины
и поэтому получаются с боковым задним углом. Это обстоятельство,
а также большие углы при вершине, способствуют повышению износо-
упорности режущих выступов и увеличению стойкости протяжек
между переточками.
Прогрессивные протяжки могут удалять значительные припуски
и срезать стружку большой толщины — такой, какая может разме-
ститься в стружечных канавках при криволинейной форме спинки
на зубцах (фиг. 43, а).
При наличии на обрабатываемой поверхности твердой литейной
корки первые зубцы или все зубцы прорезной секции могут быть
оснащены твердым сплавом.
95. Протяжки, обрабатывающие плоскости по смешанному методу
Генераторный и прогрессивный методы протягивания плоскостей
применяются не только в чистом виде, но и совместно с обычным.
К этому приходится прибегать при снятии относительно больших
припусков (приблизительно 5—6 мм) и при повышенных требованиях
к качеству обрабатываемой поверхности. Зубцы, работающие обыч-
ным способом, чаще всего располагаются позади генераторных или
прогрессивных и играют роль получистовых или чистовых, срезая
металл, свободный от корки. Наряду с этим допустимо чередование
зубцов поперечного подъема (генераторных) с зубцами продольного
подъема (обычными).
Примером служит протяжка для обработки чугунных автомобиль-
ных блоков (фиг. 165). Здесь каждая группа из трех зубцов (трех-
зубая секция) работает по прогрессивному методу с подачей 0,2—
0,4 мм. Внутри группы (секции) зубцы не имеют подъема, но делят
стружку на параллельные полосы шириной 8—12 мм каждая. Для
этой Цели зубцы выполнены на отдельных пластинках, на которых
выступы перемежаются впадинами. В пределах каждой группы
выступы взаимно смещены и перекрывают один другой .(шахматная
схема срезания стружки). Всего в протяжке имеется четырнадцать
групп, которые снимают общий слой толщиной около 4,3 мм, причем
первые группы работают с подачей — 0,4 мм, а последние — с пода-
чей — 0,15 мм. За этими группами зубцов расположены семь зубцов,
19 Щеголев 106 289
снимающих стружку обычным путем и удаляющих слой общей тол-
щиной около 0,3 мм. Последний зубец является калибрующим.
Соединение вставных зубцов протяжки с ее корпусом было рассмо-
трено выше (фиг. 145). В последнее время подобные протяжки
оснащаются пластинками твердых сплавов.
Фиг. 165. Зубцы протяжки для автомобильных блоков.
96. Протяжки для прямоугольных уступов
Подобно протяжкам, обрабатывающим плоскости, эти протяжки
могут работать по обыкновенной, прогрессивной и генераторной
схеме срезания припуска.
Протяжки, образующие уступы по обыкновенной схеме, имеют
зубцы, расположенные или только с одной, более широкой, стороны
(когда высота уступа не превышает 2—2,5 мм), или с двух сторон.
Односторонние протяжки сходны по конструкции с обычными пло-
скими протяжками. Зубцы у них имеют угол наклона 75—80°. Сто-
рона, обращенная к низкой части уступа, снабжается обычном
боковым поднутрением (фх % 1—2°). Двусторонние протяжки отли-
чаются от односторонних тем, что кроме основных зубцов у них
имеются боковые зубцы без подъема.
Протяжки обыкновенного резания используются при обработке
уступов на чугуне с предварительно обработанной поверхностью,
а также на стали, когда ширина уступа не превосходит 8—10 мм
(в отдельных случаях возможно применение таких протяжек и при
большей ширине уступа).
Прогрессивные протяжки, обрабатывающие относительно невы-
сокие уступы шириной до 15—16 мм, выполняются с односторонним
расположением зубцов и срезают припуск по трапецеидальной схеме
так же, как при протягивании плоскостей (п. 94). Эти же уступы
можно протягивать и по групповому методу, т. е. по методу, который
290
применяется при прогрессивном протягивании шпоночных канавок
(метод П. П. Юнкина). В этом случае каждые два зубца объединяются
в секцию, причем первый зубец каждой секции прорезает трапецеи-
дальную канавку,которая потомдоводится до нужной ширины каждым
вторым зубцом, имеющим гладкую кромку и высоту на 0,04 мм
меньшую, чем у пер-
вого зубца (фиг. 122).
При значительной
высоте предварительно
отлитого или отштампо-
ванного уступа и ши-
рине его более 15—16^
прогрессивные протяж-
ки выполняются с дву-
сторонними зубцами,
каждая сторона кото- Фиг. 166. Протягивание высоких и широких усту-
рых имеет подъем пов: а — прорезание канавок; б — срезание
и срезает припуск по выступов.
трапецеидальной схеме
(фиг. 166) в том же порядке, как и при протягивании плоскостей (п.94).
Рациональной конструкцией для обработки черных уступов
является конструкция протяжки с двумя наклонными секциями
(фиг. 167). Устройство ее полностью соответствует устройству дву-
сторонней наклонной протяжки, обрабатывающей плоскости по гене-
раторному методу. Отличается она от последней тем, что режущие сек-
ции расположены здесь в двух взаимно-перпендикулярных плоско-
стях. Они срезают припуск начиная с крайних частей уступа к вер-
шине угла, как показано на схеме в верхнем левом углу фиг. 167.
. 19* 291
Для срезания гребешков и придания точной формы уступу позади
наклонных секций может быть поставлена калибрующая секция
в форме двусторонней угловой протяжки.
97. Протяжки для прямоугольных пазов
Относительно неглубокие наружные пазы образуются протяж-
ками, подобными плоским шпоночным с односторонним расположе-
нием зубцов, причем при ширине паза до 15—16 мм и глубине до 7 мм
рекомендуется применять протяжки типа групповых шпоночных,
работающих по схеме П. П. Юнкина, а при ширине более 15 мм —
протяжки, работающие по трапецеидальной схеме для уступов [19].
Фиг. 168. Последовательность протягивания сторон паза.
Пазовые протяжки выполняются цельными и составными. Присое-
динение секционных протяжек к корпусу производится так, как было
показано на фиг. 150, а. В целях экономии инструментальной стали
очень тонкие протяжки прикрепляют заклепками к стержню из кон-
струкционной стали (фиг. 135), который соединяется с корпусом
винтами.
Глубокие узкие пазы протягиваются за несколько проходов
одной или несколькими протяжками, причем последнюю протяжку
из комплекта желательно снабжать трехсторонними переходными
и .калибрующими зубцами (фиг. 69) для повышения чистоты поверх-
ностей и точности размеров паза. В тех случаях, когда выполнение
трехсторонних зубцов неосуществимо из-за недостаточной толщины
тела протяжки, применяют чистовые односторонние протяжки, обра-
батывающие каждую сторону паза отдельно. *
Обработка относительно широких пазов, форма которых предва-
рительно подготовлена в процессе литья или штампования, осуще-
ствляется обычно в раздельном порядке: первоначально обрабаты-
вается дно, а затем боковые стенки. Для этой цели используются
составные протяжки, на корпусе которых закрепляются в последо-
вательном порядке три плоские секции (например, так, как показано
* Пример протягивания глубоких пазов с использованием односторонних
протяжек приведен в книге И. Е. Бурштейна, Л. К- Мануйлова и С. Су Черникова
[14]. /
292
Фиг. 169. Составная протяжка для паза.
в схематическом виде на фиг. 168). При этом секции могут быть выпол-
нены или генераторными (прямыми одно- и двусторонними), или про-
грессивными с трапецеидальной схемой срезания припуска по типу
аналогичных протяжек для уступов (фиг. 166).
При широких пазах (более 80—100 мм) можно одновременно
протягивать все три стороны, особенно если середина дна не обра-
батывается. Пример составной протяжки для этой операции приведен
на фиг. 169. Протяжка, как видно из фигуры, состоит из двух парал-
лельных секций 3 и 4, обрабатывающих участки дна, и двух секций 1
и 2, снимающих стружку с боковых сторон паза.
Секции смонтированы на общем корпусе, представляющем собой
чугунную или стальную отливку, и присоединены к его полкам
при помощи винтов с шестигранной головкой.
Все четыре секции могут взаимно регулироваться посредством
регулировочных клиньев, перемещаемых гайками, навинченными
на винты, которые закреплены по концам корпуса *.
* Протяжка предназначена для чистовой обработки гнезд под коренные под-
шипники в блоке цилиндров тракторного двигателя. Более подробные данные
о ней приведены в статье Г. В. Подгурского [46].
ГЛАВА XIII
ПРОТЯЖКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ
ФАСОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
98. Обыкновенный и генераторный методы
Общие положения обыкновенного и генераторного методов обра-
зования поверхностей при протягивании изложены в гл. II, п. 12.
В применении к обработке фасонных поверхностей обычный метод
протягивания заключается в том, что металл, подлежащий удалению
с заготовки детали, срезается слоями, эквидистантными обработанной
поверхности, как показано на фиг. 170, а, где дается схема протяги-
вания детали /, профиль которой представляет выпуклую дугу
окружности. Режущие кромки протяжки II показаны на схеме
в одной плоскости и изображены тонкими линиями, параллельными
профилю детали. Режущая кромка первого зубца а'Ь'с' касается
черной поверхности припуска. Выше этой кромки показана в виде
широкой полосы стружечная канавка первого зубца, а над ней —
поперечное сечение тела протяжки.
Последовательность срезания стружки при протягивании этой
поверхности приведена в аксонометрической проекции на фиг. 171, а.
Как и при протягивании плоскостей, режущие кромки всех зубцов
протяжки не участвуют здесь в построении профиля детали, за исклю-
чением последнего зубца, форма которого целиком переносится
на обрабатываемую деталь. Каждый режущий зубец подобной про-
тяжки по всему профилю режущей кромки снабжен подъемом и зад-
ним углом, выполнение которых сопряжено с большими трудностями,
особенно в тех случаях, когда профиль детали имеет значительную
кривизну и небольшие размеры.
Генераторный способ протягивания заключается в том, что
обрабатываемая фасонная поверхность образуется многими зубцами
протяжки, главные режущие кромки которых имеют прямолинейную
форму (как показано на фиг. 170 , б применительно к обработке
той же поверхности, что и в предыдущем случае). Зубцы, начиная
с первого (а'Ь'с') и кончая тем, который касается наиболее выступаю-
щей точки b профиля детали, выполняется со сплошными кромками.
295
Фиг. 170. Схемы обыкновенного (а) и генераторного (б) протягива-
ния фасонной поверхности.
Фиг. 171. Срезание стружки с фасонной поверхности.
J296
На всех остальных зубцах протяжки делается продольная канавка
или выступ, форма которых соответствует обрабатываемой фасонной
поверхности. Эти зубцы срезают стружку своими главными (прямыми)
кромками либо с обеих сторон профиля, когда обрабатывается выступ
(фиг. 171, 6), либо внутри его, когда протягивается фасонное углу-
бление. Криволинейная же часть профиля детали строится в про-
цессе протягивания отдельными небольшими участками или ступе-
нями b—1, 1—2, 2—3 и т. д., вплоть до точек а и с (фиг. 170). Высота
этих участков равна подъему на зубец, а количество их соответствует
числу зубцов, располагающихся в пределах профильной части
детали.
На фиг. 172, а приведен внешний вид обыкновенной протяжки,
а на фиг. 172, б — генераторной протяжки.
Благодаря тому что на фасонной части режущих кромок генера-
торной протяжки нет подъема (кроме прямолинейных участков)
и заднего угла, изготовление протяжек значительно упрощается,
так как отпадает необходимость в трудоемкой и сложной работе:
шлифовании конических фасонных задних граней на зубцах. Вместе
с тем, в генераторных протяжках не требуется делать ненормально
глубокие или фасонные канавки между зубцами, которые необходимы
в обыкновенных протяжках для получения приемлемых значений
переднего угла по всей режущей кромке, включая и фасонную часть
зубцов (стр. 70).
99. Протяжки со смещенным профилем
Генераторные протяжки дают вполне удовлетворительное каче-
ство обработанных поверхностей. Однако при протягивании мягких
и вязких сортов стали на фасонную часть протяжек налипает металл;
это утяжеляет условия работы протяжек и ухудшает качество поверх-
ностей деталей. Налипание металла является следствием отсутствия
зазора между обработанными участками детали и фасонной частью
зубцов, не имеющей заднего угла (фиг. 173, а).
Для устранения налипания металла можно снабдить фасонную
часть зубцов задними углами (без подъема), что иногда и делается
у генераторных протяжек с относительно простыми профилями
режущих кромок, задние грани которых могут быть легко прошли-
фованы с помощью копировальных устройств. Хотя в этом случае
изготовление генераторных протяжек усложняется, однако не в такой
степени, как изготовление обыкновенных протяжек, так как здесь
не требуется создавать подъем зубцов по фасонной части.
Более простым способом облегчения работы протяжки является
выполнение фасонной части генераторных зубцов с небольшим накло-
ном от первого к последнему, как это в схематическом виде показано
на фиг. 173, б. В этом случае вся фасонная часть любого зубца
не будет соприкасаться с ранее обработанной поверхностью, за исклю-
чением лишь тех небольших участков, которые в данный момент
непосредственно участвуют в построении профиля детали (участки 1
и 2 на фиг. 173).
297
Фиг. 173. Касание зубцов протяжки с поверхностью детали.
Фиг. 174. Профиль, образуемый генераторной протяжкой.
298
, Процесс изготовления генераторных протяжек с наклонной или
смещенной фасонной частью не усложняется по сравнению с изго-
товлением исходного типа, так как для этого требуется при
шлифовании профиля подложить под задний конец протяжки
плитку, толщина которой равна величине смещения фасонной
части.
Однако генераторные протяжки рассматриваемой конструкции
не воспроизводят заданного профиля детали, а вносят в него искаже-
ния, выражающиеся в наличии уступов на обработанной поверх-
ности и отклонении очертаний поверхности от требуемых. Общий
характер искажения схематически представлен на фиг. 174, на кото-
рой плавная кривая линия I соответствует требуемому исходному
профилю детали, а уступчатая II — фактическому. Тонкие пунктир-
ные линии обозначают неработающие участки профильной части
зубцов, а сплошные взаимно-параллельные прямые линии, обозна-
ченные цифрами 1—4 — участки главных режущих кромок с подъе-
мом Д/г, при этом общий припуск составляет Ag.
Поскольку общее смещение профильной части протяжки соста-
вляет относительно небольшую величину (0,1—0,2 мм), наибольшее
отклонение фактического профиля детали также невелико и в боль-
шинстве случаев укладывается в поле допусков на протягиваемую
деталь. В тех случаях, когда это отклонение выходит за пределы
допуска, приходится профиль протяжки корригировать.
Как показывают практические наблюдения, величина смещения
SC, приходящаяся на один зубец профильной части протяжки, должна
составлять 0,003 ч- 0,006 мм (считая в плоскости, перпендикулярной
направлению зубцов; фиг. 174). Общее смещение С, приходящееся
на все генераторные зубцы протяжки, составит
С = 6C(zg — 1), (116)
где zg — количество генераторных зубцов в протяжке.
100. Расчет искажения профиля деталей
Наибольшую величину отклонения фактической формы поверх-
ности от требуемой установим на примере обработки генераторной
протяжкой профиля, очерченного дугой окружности радиуса R
(фиг. 174). Подобные профили (поверхности) наиболее часто встре-
чаются на различного рода деталях с криволинейными поверхностями.
Соответственно способу выполнения профильной части протяжки,
криволинейные участки зубцов последней являются здесь дугами
окружности радиуса R с последовательно смещенным по оси OY
центром. Расстояния между отдельными положениями центра равны
смещению профиля, приходящемуся на один зубец, т. е. SC. Полное
смещение центра равно суммарному смещению профиля, т. е. С.
Фактический профиль детали образуется участками криволинейных
лезвий (по высоте уступов) и главными — прямыми кромками (по ши-
рине уступов), имеющими подъем на зуб ДЛ.
299
Отклонение Ag фактического профиля от требуемого можно
определить для наиболее удаленной точки х уступа на каком-либо
зубце zx, как разность между радиусом-вектором Q, проведенным
из центра О в точку х, и радиусом R, т. е.
Aq = q — R. (117)
Значение Q может быть определено из треугольников Ofx и
е = YR2-] 2 (R + АЛ) 6Czx — (2АЛ + 6С) 6Cz2 . (118)
Величина q изменяется скачкообразно, так как аргумент
представляющий собой порядковый номер зубца, для которого опре-
деляется Q, может быть только целым числом, причем первый номер
присваивается зубцу, кромка которого касается нижней точки обра-
батываемого профиля (фиг. 174).
Обозначив буквой W разность второго и третьего членов подко-
ренного выражения в формуле (118), получим:
Aq = + W—R.
Из последнего выражения следует, что наибольшее значение Др
будет соответствовать наибольшему значению W, которое и надлежит
определить. Поскольку W является функцией определим, поль-
зуясь методом максимума и минимума, сначала номер того зубца zm,
на котором Aq будет иметь наибольшую величину. После соответ-
ствующих преобразований * получим
z = —+.ЛА- (119)
макс 2A/z + дС ’ \11г7/
Подставляя это значение вместо zx в выражение (118), а затем
в равенство (117), получим
дп _____ 1/^Е>2 I ~Н Лк)2 &С /190\
^макс — А + 2A/z + dC —R-
Нужно иметь в виду, что zm, если его определять по формуле
(119), может получиться дробным, что не соответствует действитель-
ности. В таком случае необходимо подсчитать величину &QMaKc
при ближайшем большем и при ближайшем меньшем целых значе-
ниях zm и остановиться на самой большой величине В соответ-
ствии с этим при подсчете ^QMaKc удобнее пользоваться формулой,
в которой zm не заменено соответствующим ему значением (119), т. е.
^макс = / Я2 + 2 (7? + Д/г) dCzm - (2 АЛ + dC) SCz2m - R. (121)
При вычислении ^QMaKc необходимо принимать во внимание еще
то обстоятельство, что фактическое количество генераторных
* Более подробные расчеты по данной главе приведены в отдельной работе
автора [73].
300
зубцов zg может быть меньше zm. Очевидно, что в этом случае в выра-
жении (121) значение zm должно быть заменено значением zg, т. е.
= /т?2 + 2 (7? + Дй) dCzg - (2ДЛ + 60) bCzg — R. (12Г)
или, учитывая, что для последнего генераторного зубца АЛ (zg — 1)
равно 2^^ (полный подъем генераторной части протяжки или высота
обрабатываемого профиля детали), a SC (zg—1) составляет С
(полное смещение профиля протяжки), будем иметь:
Аблшкс = + 2 (7? - 2 АЛр (С + ЙС) - (С + 6С)2 — 7?. (122)
Как было установлено выше, значение Aq^,^ не должно превы-
шать величины допуска А/? на радиус обрабатываемого профиля.
Однако, учитывая неточности изготовления и работы протяжки,
следует считать
^Ямакс < 0,8А7?.
Аналогичным образом определяется отклонение фактического
профиля и для деталей с вогнутыми поверхностями, поперечный про-
филь которых очерчен по дуге окружности. Для сложных кривых
поверхностей профиль необходимо расчленять на отдельные участки
соответственно количеству различных радиусов и затем определить
отклонение для каждого участка.
Как можно усмотреть из предыдущего расчета, фактический
профиль детали с выпуклой поверхностью получается полнее требуе-
мого (исходного). Поэтому размеры исходного профиля детали (вели-
чину радиуса) следует брать по нижним предельным значениям,
а для вогнутых поверхностей, наоборот, по верхним предельным
значениям, так как в последнем случае фактический профиль, обра-
зуемый генераторной протяжкой, будет уже исходного профиля.
101. Корригирование профиля генераторных протяжек
В том случае, когда отклонение к$маКс от фактического профиля
превосходит допускаемую величину, и вместе с тем нерентабельно
уменьшать смещение профиля 6С, необходимо корригировать профиль
протяжки. Полное корригирование профиля, когда очертание изго-
товленной детали целиком соответствует требуемой форме поверх-
ности, трудно осуществить при изготовлении протяжки. Поэтому
обычно удовлетворяются частичным корригированием, при котором
искажение профиля детали полностью не устраняется, но сводится
к весьма малой величине, не выходящей обычно из пределов допуска
на обрабатываемую деталь. Сущность частичного корригирования
заключается в том, что для зубцов протяжки подбирается такой
радиус дуга которого проходит через конечные точки А и В
кривой части профиля детали и точку D, соответствующую значению
301
полного смещения профиля протяжки (фиг. 175). Величина этого
радиуса легко определяется следующим образом:
Р . 2Aft[j?+(zg-l)dC] + (zg-l)6^ 2^hg(R + C) + C^
S 2(дС + ДЙ) 2(С+2Лйг) ' U ’
Наибольшее отклонение А(£макс фактического профиля от исход-
ного подсчитывается тем же путем, что и для протяжек с некорри-
гированным профилем. Однако при выводе расчетной формулы
необходимо иметь в виду, что радиус отдельных участков фактического
профиля детали здесь имеет корригированное значение Rg, опреде-
ляемое равенством (123). Соответственно этому выражение (12Г)
для к$макс будет иметь вид
^макс = VR2 + 2 [/?g (6С + АЛ) - (7? - 6С) Ай]ги- (124)
— (2АЙ + 6С) bCz2m + 2АЙ (7? — Rg)— R,
где
~ __ C^g ~h № (R Rg) /] ок\
т Чмакс (2A/z + dC)dC * ' 7
Значительно проще производится корригирование генераторных
протяжек, предназначенных для обработки наружных треугольных
Фиг. 175. Корригирование профиля протяжки.
канавок, например, на резьбовых плашках, рифленых зубцах инстру-
ментов, хвостах турбинных лопаток, пазов с елочным профилем и пр.*
В этом случае, чтобы обеспечить минимальное отклонение факти-
ческого профиля детали от требуемого, достаточно изменить профиль-
ный угол протяжки, подобно тому как это делается на протяжках
для треугольных шлицевых отверстий (стр. 201).
* Данные о корригировании профиля генераторных протяжек при обработке
елочных пазов в роторах турбин и на хвостах лопаток, а также на протяжках для
других угловых профилей приведены в статьях П. Г. Балюра [4, 7, 8]. Конструк-
ция протяжек для елочных профилей изложена в работе Н. Ф. Пронкина [49].
302
Обозначив буквой е один из углов профиля обрабатываемой
детали (фиг. 176, а), а соответствующий ему корригированный
профильный угол протяжки — sg, получим из треугольников abc
и ade (фиг. 176, б), относящихся к двум соседним режущим кромкам
аах и ddtt
tg eg = ДЛ _|_ бС tg е, (126)
где АЛ — подъем зубцов протяжки;
6С — смещение профиля каждого зубца протяжки.
Высота уступов q, измеренная нормально к боковой стороне
—обрабатываемого профиля, определяется следующим равенством
(фиг. 176):
q = fk = dkcos е = 6 Ctg egcos e. (127)
Соответственно нормальным значениям A/i и 6С величина корри-
гированного угла eg обычно на 1°30'—2° меньше величины исход-
ного угла 8, а теоретическая высота уступов составляет 0,002—
0,003 мм. Чтобы устранить гребешки на кривых поверхностях
О
Фиг. 176. Корригирование треугольного профиля протяжки.
детали, обработанных генераторной протяжкой со смещенным про-
филем, можно там, где это особенно необходимо, делать калибрую-
щие зубцы без смещения профиля.
102. Прогрессивные протяжки для фасонных поверхностей
Генераторные протяжки для обработки фасонных выпуклых
и особенно вогнутых поверхностей (например полукруглых канавок)
могут получиться чрезмерно длинными, когда приходится срезать
большой припуск, а высота или глубина обрабатываемого профиля
303
велика. В этих случаях целесообразнее положить в основу протяги-
вания фасонных поверхностей смешанный метод образования про-
филя, когда основная часть припуска срезается прогрессивными
секциями, а профиль детали создается генераторными или даже
профильными (обыкновенными) протяжками.*
При протягивании выпуклых фасонных поверхностей вначале
на сборной протяжке в параллельном или последовательном порядке
размещаются плоские односторонние секции, срезающие припуск
по трапецеидальной схеме прогрессивного протягивания и образую-
щие профиль по описанному многоугольнику. Вершины этого много-
угольника, а также слой металла на плоских сторонах (~0,3 мм)
срезаются следующей, относительно короткой фасонной секцией,
зубцы которой удаляют металл по обыкновенной профильной схеме.
Вогнутые поверхности, например, в наружных полуцилиндри-
ческих канавках без предварительной обработки при ширине
канавки до 15—16 мм могут быть производительно протянуты канавоч-
Фиг. 177. Прогрессивные схемы протягивания фасонных
поверхностей.
ными прогрессивными протяжками, аналогичными прогрессивным
шпоночным протяжкам типа протяжек П. П. Юнкина (фиг. 122).
У этих протяжек, срезающих толстую стружку, зубцы объединены
в группы по два зубца, из которых первый прорезает в металле паз,
а второй расширяет его в обе стороны до бокового профиля
* Метод развит НИИТАВТОПРОМ [19].
304
Фиг. 178. Прогрессивная протяжная секция для обработки полукруглой
канавки (первая).
Фиг. 179. Прогрессивная протяжная секция для обработки полукруглой
канавки (вторая).
) Щеголев J05
305
круглой канавки, причем вторые зубцы каждой группы имеют
полубоковые кромки по дуге профиля (схема на фиг. 177, а). При
повышенных требованиях к чистоте протянутой поверхности (выше
6-го класса) за этими секциями располагается чистовая круглая
секция, срезающая тонкую стружку по обыкновенной схеме.
Если полукруглая канавка предварительно подготовлена (напри-
мер отлита на чугунной детали), то на сборной протяжке вначале
размещаются обдирочные круглые секции, работающие по прогрес-
сивной трапецеидальной (фиг. 177, б) или другой аналогичной схеме,
например, многогранной. В ряде случаев — в частности, при при-
пуске до 1 мм или для чистовой обработки — используется круглая
протяжка переменного резания с двумя-тремя зубцами в группе [19].
Две секции одной из прогрессивных протяжек для таких полу-
круглых канавок показаны на фиг. 178 и 179. Эти секции входят
в наборную протяжку, обрабатывающую в комплекте с плоскими
протяжными секциями полукруглые выемки под коренные подшип-
ники на блоках цилиндров автомобильных двигателей. Фиг. 178
соответствует первой из четырех секций, вырезающих в черной поверх-
ности чугунной отливки три трапецеидальные канавки глубиной
4,5—5 мм. Подъем каждого зубца этой секции составляет 0,5 мм
(0,25 мм на сторону), общее число зубцов 19. Зубцы последующих
секций также имеют трапецеидальные выступы, но постоянного
диаметра, и смещаются поочередно в обе стороны от исходного поло-
жения на 1°, как показано на фиг. 179, относящейся к третьей сек-
ции. Все четыре секции, производящие полную обработку полукруг-
лых выемок, присоединяются к корпусу протяжки с помощью под-
держивающей гребенки, устройство которой было приведено выше
(фиг. 151, б). После затупления одной стороны зубцов секции пово-
рачиваются на 180° вокруг оси и могут продолжать работу другой
своей стороной.
ГЛАВА XIV
НАРУЖНЫЕ ПРОТЯЖКИ ДЛЯ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
103. Размещение секций
Подлежащие протягиванию сложные поверхности разбиваются
по профилю на ряд элементарных участков, для которых применяются
отдельные секции, образующие в целом составную протяжку.
При разбивании профиля на участки и компоновке составных
протяжек необходимо стремиться к параллельному размещению
секций, которое обеспечивает сокращение длины протяжек и повы-
шение их производительности.
Однако параллельное расположение возможно далеко не во всех
случаях, так как при конструировании протяжек требуется соблю-
дение следующих условий:
1) все секции должны свободно размещаться на корпусе без
чрезмерного его усложнения;
2) габаритные размеры корпуса вместе с секциями (ширина,
высота) не должны выходить за пределы, обусловливающие возмож-
ность присоединения протяжки к каретке станка и прохождения
ее сквозь отверстие в опорной плите (последнее — для горизонталь-
ных станков);
3) сила протягивания, возникающая при работе параллельных
секций, не должна перегружать станок и вызывать чрезмерную
деформацию обрабатываемых деталей;
4) взаимное расположение секций не должно препятствовать
свободному выходу стружки из стружечных канавок и вместе с тем
должно допускать правильное сопряжение элементов поверхности,
обрабатываемых ,соседними секциями.
Все эти требования могут быть выдержаны лишь при протя-
гивании деталей простой формы, например, при обработке двух
параллельных плоскостей, двух плоскостей и канавки между ними
и т. п.
Даже при протягивании такого относительно простого профиля
подошвы подшипника, который представлен на фиг. 180, параллель-
ное размещение секций 1—5, хотя принципиально и возможно,
307
но связано с трудностью присоединения всех пяти секций к корпусу
и отсутствием перекрытия кромок для средних участков профиля.
Конструкция протяжки и работа ее будут проще, если секции распо-
ложить несколькими последовательными рядами, как было уже пока-
зано на фиг. 139. Поэтому в большинстве случаев протягивания
сложных поверхностей приходится прибегать к смешанному располо-
жению элементарных секций.
При разбивке обрабатываемого профиля между секциями необ-
ходимо также стремиться к минимальному количеству последова-
тельно расположенных групп секций, чтобы излишне не увеличи-
вать длину протяжки..
Величина сил, возникающих
при работе отдельных групп сек-
ций, должна быть приблизитель-
но одинаковой. Если же это усло-
вие удовлетворить невозможно,
то первыми следует располагать
те группы, которые вызывают боль-
шие силы, благодаря чему обеспе-
чится постепенность спада нагруз-
ки станка. Вместе с тем протяжки
со смешанным расположением сек-
ций должны полностью отвечать
условиям, установленным для про-
Фиг. 180. Параллельное расположе-
ние секций..
тяжек с параллельными секциями.
В качестве примера рассмотрим расположение секций и порядок
выполнения ими работы в составной протяжке, предназначенной
для обработки на вертикально-протяжном станке чугунной крышки
подшипника для автомобильного блока (фиг. 181). Требуется обра-
ботать две плоскости 2 и 4, перпендикулярные им плоскости 1 и 5
и полуцилиндрическую поверхность 3. Срезаемый слой металла
показан на фиг. 181 заштрихованной полосой. Протяжка при рабо-
чем движении вначале производит предварительную обработку
плоскостей 2 и 4\ для этой цели служат шесть плоских секций 6, 7,
S, 18, 19 и 20, расположенных на корпусе в два параллельных ряда,
по три секции в каждом ряду. * За ними размещаются в параллельном
порядке секции, служащие для одновременной обработки полу-
цилиндрической поверхности 3 (секции 9, И и 13) и боковых плоско-
стей 2 и 4 (секции 10, 12, 14, 21, 22 и 23). Окончательная обработка
плоскостей 1, 2, 4 и 5 производится четырьмя секциями 15, 16,
24 и 25, также расположенными в два параллельных ряда. Короткие
секции 17 и 26 служат для срезания фасок на углах обрабатываемой
детали. Таким образом, эта составная протяжка имеет 21 протяжную
секцию, которыми срезается слой металла, колеблющийся в пределах
от 3 до 4 мм. Общая длина корпуса протяжки составляет приблизи-
* В целях уменьшения длины этих секций желательно заменить их плоскими же
секциями прогрессивной конструкции — такими, которые применяются в настоящее
время для протягивания открытых плоских поверхностей (п, 94).
90S
Фиг* 182. Взаимное распо-
ложение секций для слож-
ного профиля.
тельно 1550 мм. Все плоские секции, кроме 10, 12, 14, 21, 22 и 23
снабжены регулировочными клиньями в количестве шести штук.
Все секции присоединены к корпусу винтами. Цилиндрические
секции 9, 11 и 13 закреплены с помощью гребенки, внешний вид
которой был приведен на фиг. 151, б.
Протяжка при скорости рабочего хода 8 м/мин, обрабатывает
в час 70 и более крышек.
Другой пример размещения секций приведен на фиг. 182. Обра-
батываемая поверхность показана на правой стороне фигуры; она
состоит из четырех участков 1, 2, 3 и 4, для которых на протяжке
предусмотрены четыре секции, обозначенные теми же номерами.
Первые две секции 1 и 2 размещены параллельно одна другой, при-
чем на секции 2 сделан продольный уступ, в который входит край
секции 1. Вторые две секции 3 и 4 расположены вслед за ними и обра-
батывают дуговой участок 3 и торцовую плоскость 4.
104. Протяжки для криволинейных поверхностей
Сложные криволинейные поверхности шириной до 30—40 мм
с плавными переходами между отдельными участками, т. е. такие,
которые не могут, быть обработаны по отдельным элементам, реко-
мендуется протягивать генераторными протяжками, охватывающими
весь профиль обрабатываемой поверхности. При этом желательно
пользоваться протяжками со смещенным профилем (стр. 297). В тех
случаях, когда этот тип протяжек не обеспечивает требуемой точ-
ности детали даже при корригировании (глубокие профили), сле-
дует применять генераторные протяжки с постоянным положением
профиля и профильным задним углом. Чтобы при этом облегчить
работу по изготовлению протяжек, можно снабжать задним углом
только те зубцы, которые имеют еще относительно небольшую глу-
бину профиля. Эти зубцы размещаются на нескольких коротких
секциях, располагающихся последовательно. Секции же, обраба-
тывающие последние участки профиля детали (с большой глубиной),
могут быть выполнены со смещенным профилем. Так, например,
для изделия, профиль которого приведен на фиг. 183, все секции,
срезающие металл по линии ab, могут быть выполнены с задним углом
как на главных (прямых), так и на фасонных кромках. Для остальных
участков профиля (выше ab) допустимо изготовлять секции со сме-
щением фасонной части.
При протягивании широких поверхностей, у которых профиль
очерчен одной кривой, а припуск равномерный (штампованные,
литые и предварительно обработанные детали), применяются фасон-
ные протяжки, срезающие стружку по обыкновенному методу,
как это осуществлено для секции 1 на фиг. 182 (хотя и в этом слу-
чае, ввиду малой кривизны режущих кромок, можно использовать
секцию, работающую по прогрессивно-трапецеидальной схеме).
Такие же поверхности, но с профилем, образованным несколь-
кими кривыми, обрабатываются раздельно фасонными секциями,
размещающимися на корпусе протяжки в смешанном порядке,
310
Расстановку секций в этих случаях производят так, чтобы по воз-
можности обеспечить взаимное перекрытие обработанных участков
и создать плавные переходы от одной кривой к другой
(фиг. 184). Здесь секции 1 и 2 обрабатывают вначале два вогнутых
участка, а следующие за ними секции 3 и 4 — выпуклые.
Секции могут быть выполнены для работы как по прогрессивному,
так и по генераторному методу. В рассматриваемом случае секции 1
и 2 являются прогрессивными, так как изготовление зубцов, очерчен-
ных по выпуклым дугам окружности, не представляет особых затруд-
нений. Наоборот, вогнутые секции 3 и 4 с относительно малыми радиу-
сами предпочтительно делать генераторными. То же относится
Фиг. 183. Схема протягива-
ния сложного профиля:
/ — изделие; 2 — протяжка.
Фиг. 184. Последовательное протягивание кри-
‘ вых профилей.
и к протяжке, изображенной на фиг. 182; у этой протяжки секция 1
может быть обыкновенной или прогрессивной, а секции 2 и 3 — гене-
раторные (на дуговых участках).*
В тех случаях, когда при раздельном протягивании сложной
поверхности трудно достигнуть необходимой плавности и чистоты
в местах сопряжения профиля, применяют дополнительную зачистную
секцию, которая устанавливается позади элементарных секций.
Зачистная секция имеет сплошные режущие кромки и небольшое
число зубцов (4—6). Для образования задних углов эту секцию
шлифуют с приподнятым задним концом (на 0,05—0,08 мм), бла-
годаря чему она работает только первым зубцом. По мере переточек
вступает в работу второй зубец, затем третий и т. д. При сборке про-
тяжки эту секцию следует устанавливать возможно ближе к нижней
предельной кривой профиля обрабатываемой детали.
105. Пример расчета наружной протяжки
Форма и размеры детали как до протягивания, так и после него
приведены на фиг. 185. Заготовка предварительно обработана черно-
вым фрезерованием. При протягивании требуется получить поверх-
ности по профилю abcde с обеих сторон. Припуск показан заштрихо-
ванной полосой. Заготовка изготовлена из углеродистой конструк-
* На выбор той или иной схемы протягивания при обработке фасонных
поверхностей нужно обращать особое внимание и разрабатывать несколько вариан-
тов протяжки, выбирая в последующем наиболее выгодный из них.
311
Фиг. 186. Размеры элементов профиля секций.
312
ционной стали марки 50 (НВ =230—260). Протягивание производится
на вертикальном наружно-протяжном станке модели 7А710 с тяго-
вым усилием 10 m и длиной хода рабочей каретки 1200 мм. Смазочно-
охлаждающая жидкость — эмульсия.
Ввиду различной длины элементов обрабатываемой поверхности
протягивание производят раздельно: вначале протягивается плоскость
de двумя плоскими протяжными секциями, а затем фасонные поверх-
ности abed также двумя секциями. В связи с небольшой шириной
плоскостей de первые две секции конструируем с обыкновенной
схемой протягивания. Фасонные секции являются генераторными.
•
Плоские секции /
Припуск на обе плоскости de составляет
Л„ = Da макс — DMaKC + 0.65AZ) = 14,50—11,70 + 0,65 • 0,15 = 2,9 мм,
или на одну сторону
, Ло 2,9 , .с
А = = -j- = 1,45 мм
Подъем зубцов
2 АА == А + с = 1,45 + 0,1 = 1,55 мм.
Начальный зазор с принят равным 0,1 мм, так как протягиваемая
плоскость предварительно обработана.
Подача на зуб по данным табл. 42 sz = Lh = 0,07 мм.
Щаг зубцов по формуле (4) с меньшим коэффициентом 1,25
составляет t — 1,25 V L — 1,25 160 «а 15,8 мм; принимаем 15 мм.
> Размеры стружечных канавок принимаем по табл. 7: й0 = 5,5 мм;
г = 2,8 мм; g = 5 мм; Fa = 23,8 мм2.
Коэффициент заполнения канавки стружкой (11)
* = Iff = тот =2-12 < -3 <табл-9>-
Чтобы не увеличивать шаг и длину секции, принимаем Ло — 7 мм
и вогнутую спинку зубца с R = 12 мм, г = 3,5 мм, Fa = 38,5 мм2.
Тогда
К = 0,07-160 = > КМин = 3.
Углы режущих элементов: у = 15°, а = 5°, т = 70°.
Нормальный шаг tH = /sinr = 15-0,9397 % 14,1 мм.
Размеры поперечного сечения секций, соответственно указаниям
гл. XI, п. 86: Вп = 14 мм-, Нп = 22 мм. \
Размеры отверстий под винты (стр. 271): резьбовые — диаметр Мб,
глубина 10 мм-, проходные — диаметр 7 мм. &
Минимальная площадь поперечного сечения секции по первой
стружечной канавке /
Fx = 14 [22 — (7 + 7)] = 112 мм2.
313
Ширина протягиваемой плоскости (фиг. 186)
*?-(£)’- ]/
Согласно чертежу детали на фиг. 185 и принятому врезанию
секций в поле допусков на обработанную деталь, полагаем:
= 12,45 мм; RMUH = 8,18 мм; Se = SeMaKC— 0,65ASe =
= 11,7—0,65-0,15= 11,6 мм;
тогда
Ь' = /12,45»—5,8» — ]/8,18»—5,8» = 11,02—5,77=5,25 мм.
Учитывая переходной радиус в точке d (фиг. 185) и небольшое
врезание eit плоской секции в профиль дуговой части deb, необхо-
димое для компенсации ускоренного износа края ее зубцов, прини-
маем
Ь = Ь' + ех = 5,25 + 0,07 = 5,32 мм.
Суммарная длина режущих кромок, участвующих в резании
(стр. 77),
Kt = 4 = Т? = 10’65: = 0,65;
= -E^srTi?^0’13;=о.13-
Поскольку KLd > КВд пользуемся формулой (9):
S»-.=rarr+-sb-K«(i-K4)-
= ЙЙ + °’13 (!—°.65)«62.5 мм.
Сила протягивания:
для одной секции (37)
Р макс = Ср У, ^макс (1 Ч"0,28|* Ctg Т) KtKyKcK0 SIB X;
Ср = 250 (табл. 25); х = 0,85; Кх = 1,05; р = 0,12;
Kv=0,93; Кс= 1; Ка= 1,15;
Рмакс = 250-62,5-0,070-85.(1+0 28-0,12 ctg70°)х
X1,05 - 0,93 -1 -1,15 - sin 70° 1730 кг;
для двух секций
2Рмакс=а3460 кг;
а = Pvas. = ЦЗО = 15 5 t t
Fimuh U2
314
5°
Допуск на h
-0,02
—0,015
h
8
8
LO
8

8
LO
Номера зубцов
LO
LO

5~5 W
M±0,03
] Секция 2
6
30°W
* £0-3 "b 65+5 2д7>5
——^-*1 | у75 ^Место длр клеймения
~ hi ! 1!
m^ow
Зубцы N1
Секция 1
19+0,03
Фиг. 187. Чертеж
плоских секций.
Материал: быстрорежущая сталь Р9
Твердость. RC=62+64
3u5umN28
Ленточка 0,2ммназубце&
N26 доОЛмм назибце/у/.
N28:o6nS7ffi *
Ленточка 02мм на зубце
—~\N26 до 0,6ммназуб-
це^28;обр^10
4—
1 27шагоб по 15мм
~3575±0}15------------
Место для клеймения
270-0,15____395-015-
-----------------------Л15±05

Высота секции по последнему зубцу hn = Нп 4- 2Дй = 22 +
+ 1,55 — 23,55 jwjw; принимаем 23,50 мм.
Соответственно этому высота на первом зубце hL = 23,50— 1,55 =
= 21,95 jwjw.
Количество зубцов:
режущих гр — +х3 = + 3 = 25,2, т. е., 25 зубцов;
калибрующих zK — 3; '
общее количество зубцов z = гр 4- 2К = 25 + 3 = 28. \
Поскольку заготовка предварительно обработана, буферный зубец
не делается.
Длина секции Lnc = t (г — 1) 4- Bnctg т 4- 0,5 t = 15 (28 — 1)4-
4- 14-ctg70° 4~ 0,5-15 417,5 jwjw; принимаем 415 мм.
Секции изготовляются цельными. Чертеж их приведен на фиг. 187.
Фасонные секции
Припуск на обработку двух сторон abed (фиг. 185) АОф =
= DnjuaKC — SaMaKC 4- 0,65ASa = 18,80—11,504-0,65-0,15 = 7,40 мм.
Припуск на одну сторону Аф =-^ = = 3,70 мм.
Суммарный подъем секции S&/U — Аф 4- с = 3,70 4- 0,1 =
= 3,80 мм.
Взаимное расположение фасонных и плоских секций (в поперечном
разрезе) приведено на фиг. 186.
Высота по последним зубцам, соответственно размерам фасонной
части обрабатываемой детали,
h-пф = hn + Se~/a = 23,50 + 11’6OZ7-1_L1O = 23,60 мм.
Высота зубцов со стороны участка ed с учетом зазора е, прини-
маемого равным 0,05 мм, составит Н'пф — hn — е = 23,50 — 0,05 =
= 23,45 мм.
Расстояние от подошвы до дна профильной .канавки
Нф = Кф - (Rmuh - = 23,60 - (8,18 = 21,12 мм.
Высота по первому зубцу hia = /in(j5 — = 23,60 — 3,80 •=*
= 19,8 мм. ч v
При определении ширины секций принимаем перекрытие обра-
ботанного участка ed, связанное с увеличением прочности зубцов
фасонных секций, е2 3 мм.
Тогда расстояние хх от центра дуги профиля до нижней стороны
секций (фиг. 186) составит
Х1 — Xd + ^мин ("f"j е1 + е2 =
= 1 /8,182 — (W — 0,07 4- 3 = 8,70 мм.
316
То же расстояние, но до верхней стороны
*2 = j/"12,452— (^)2 = 11,08 ММ,
принимаем 11,80 мм.
Ширина секции Впф = х± + х2 = 8,70 + 11,80 =20,5 мм.
Смещение фасонных секций относительно плоских х3 -- Вп — е2 ---
= 14 — 3 = 11,0 мм.
Размеры отверстий под винты: резьбовых — диаметр Мб, глу-
бина 10 и 13 мм (сверление); проходных — диаметр 7 мм; под
головку винта — диаметр И мм, глубина 10 мм.
Подача на зуб sz = Д/ь, = 0,07 мм.
Шаг зубцов (по табл. 8) t = 6,5 мм.
Максимальное количество одновременно работающих зубцов
zt = 3.
Размеры стружечной канавки (табл. 7) hQ = 2,5 мм; г = 1,3 мм;
g = 2 мм; Fa = 4,92 мм2.
Углы режущих элементов: у = 15°; а = 5°; х ~ 90°.
Коэффициент заполнения канавки стружкой
iz_____________ Ра ____ 4,92 _ Q Q \ _ Q
, х ~ szL ~ 0,07-18 ~ ’
^Наибольшая ширина стружки будет в том месте, где режущие
жфомки коснутся выпуклой части профиля детали (фиг. 186):
Ь = 1Макс = 2 _ R2 = 2 1/9,402—8,18а = 9,26 ~ 9,30 мм.
г 1 зав мин *
Сила протягивания:
для одной секции Рмакс =
= 250-0,070-85.9,3-3-0,93-1.1,15 = 775 кг,
для двух секций 2Рмакс — 1550 кг.
Наименьшая площадь поперечного сечения секций (с учетом
отверстий под проходные винты) составит К, — 20,5 (19,8 — 2,5) —
— (11-10 + 10,5-7) = 171 jwjw2.
Напряжение в материале секций
о = 4,5 кг/мм?*.
Г} 1/1
Количество зубцов: режущих г0 = + 3 = + 3 — 57,3;
принимаем 57; X
калибрующих zK = 3;
общее количество зубцов z = zp + zK = 57 + 3 = 60.
Длина секций Ьпф = z =- 60-6,5 = 390 мм.
* Здесь напряжение значительно меньше допустимого (для односторонних
протяжек [о] = 15 яг/лмс2), но, учитывая необходимость упрощения конструкции
корпуса протяжки и улучшения условий ее эксплуатации, уменьшать поперечное
сечение секции нежелательно.
317
Суммарный подъем генераторных' зубцов и припуск, срезаемый
ими,
2 Mig = Ag = hnfp — = 23,60—21,12 = 2,48 мм.
Количество генераторных зубцов
zg = ^r-+2==6> + 2 = 37>4’т-е-38-
Смещение профиля SC на каждый зубец принимаем равным
0,003 мм (стр. 298).
Общее смещение профиля генераторных зубцов (116)
С = 6 С (zg — 1) = 0,003 • (38—1) = 0,111 мм.
Длина части секции с генераторными зубцами
Lg = /(zg—1) = 6,5(38—1) = 240,5 мм.
Толщина плитки, подкладываемой под секцию при шлифовании
профильной канавки,
Р СЬпф 0,111 • 390 л 1 й м..
C^~~Lg 240,5 ~ 0,18 ММ'
Общее смещение профиля генераторных и калибрующих зубцов
Ci = SC (zg — 1 + zj = 0,003 (38 — 1 + 3) = 0,12 мм.
Предварительно принимаем некорригированный профиль.
Номер зубца генераторной части, ца котором отклонение профиля
является наибольшим (119):
_ R + bh _ 8,18+0,07 _ -7 _
2т “ 2ДЛ + 6С “ 2-0,07+0,003 “
считаем 58, что превышает фактическое количество (zg = 38).
Отклонение профиля детали на участие bed (122)
^макс = VR2 + 2 (7? - SA/zg) (С + SC) - (С + SC)2 - R =
= /8,182 + 2 (8,18—2,48) .(0,111 +0,003) — (0,111 + 0,003)2 — 8,18 =
= 8,26—8,18 = 0,08 мм,
что больше допуска на R, составляющего 0,07 мм. Поэтому прини-
маем корригированный профиль с постоянным радиусом Rg (123):
р __ 22AAg(7? +Q + C2 __ 2-2,48(8,18+0,111)+ 0,1112
KS — 2 (С + 2 Д^) ““ 2 (0,111 + 2,48) ~
318
Допуск на h'\
Л'
Номера зубцов ~ °° |
Допуск на Л' |___—0,015
h'
-0,02
-0,02
Номера зубцов
Допуск на h | —0,015
m S S S §
** СО СО СО гЛ го
Допуск на h |
h
-375 ±0,1 5
губоурз j

Ленточка от 0,2мм на зубце N 58до 0,6мм на зубце
^‘060 со стороны размера h 'j обр. 7 10

135*0,15-—®St<VS -
R?t98-ojw

65±5-
-300±0)5-
Секциям
ЗубцыN1^-A
Фиг. 188. Чертеж
фасонных секций.
0,2 мм но зубце N58 до 0,6мм на зубце
П60 со стороны размера Цобр. V 10
^"*1 I Размер hm=2112 мм на зубце N20 (начало дуговой канадки)
Размер Иф=21,00мм на зубце N60
Ду годую канадку шлифодать, подложив плитку толщи-
ной 0(18мм под задний конец секции
Р=1(3 15° Материал, быстрорежущая сталь Р5
Продольныйпро/риль зубцов Твердость: 56=62+60
Номер зубца, соответствующий наибольшему отклонению про-
филя (125)
_ (Rg + ДЛ) dC—(R— Rg) ДЛ _
Zm ~~ (2ДА + дС) дС
_ (7,94 + о,О7) 0,003 — (8,18 — 7,94) 0,07 , fi о
— (2-0,07-1-0,003)-0,003 —
Считаем zm = 17.
Наибольшее отклонение профиля (124)
д = /Я2 + 2 [7?g (SC + ДА) — (/? — SC) АЛ] гт -
^макс _ (2ДЛ + SC) SCz2j + 2Дй (R _ #g) — Я =
= /8,182 + 2 (7,94 (0,003 + 0,07) — (8,18—0,003) 0,07] -17— '''
’ —(2 • 0,07+0,003) 0,003 • 172+2 • 0,07 (8,18—7,94)—8,18=
= 8,192 — 8,18 = 0,012 мм,
Фиг. 189. Взаимное расположение секций.
т. е. значительно меньше допуска. Ввиду этого представляется воз-
можным установить довольно большой допуск на корригированный
радиус. Принимаем Rg = 7,94+0»04 лл или Rg = 7,98-°’04 мм.
Расстояние от подошвы протяжки до дна профильной канавки
на последнем зубце составляет
h$ = Ьф — Ci = 21,12 — 0,12 = 21,0 мм.
Чертеж секции приведен на фиг. 188, а взаимное расположение
секций — на фиг. 189. Все четыре секции изготовляются из стали
Р9 ГОСТ 5952—51.
Основные размеры корпуса и плиты
Суммарная длина обеих секций
= Lnc + Ьпф — 415 -j- 390 — 805 мм.
Принимая длину концевых упоров равной 75 мм и располагая
320
первый зубец вровень с торцом корпуса (W\ — 0), определяем длину
протяжки (корпуса):
Ln — 805 + 75 = 880 мм.
Полагая, что протягиваемая деталь (фиг. 185) будет распо-
лагаться на протяжном приспособлении длинным концом книзу
и что расстояние W (стр. 269) составит50мм, подсчитываем расстоя-
ние от стола станка до первого зубца протяжки (112):
v > L + W + 20 мм = 160 + 50 + 20 = 230 мм;
принимаем 240 мм.
Проверяем длину по условию (111) применительно к станку
модели 7А710
<Lc — (v — W + 20 мм); 805 < 1200—(240— 50 + 20) =990 мм.
Фиг. 190. Размеры плиты.
Проверяем общую длину протяжки по условию (113):
Ln < Нс — v + wx; 880 < 1300 — 240 + 0 = 1060 мм. '
Ширина паза в корпусе (фиг. 186)
Вк = Se + 2hn = 11,60 + 2 • 23,50 = 58,60 мм.
Глубина паза
Т к = Хд + Впф = 11 + 20,5 = 31,5 мм.
Ширину корпуса принимаем равной 120 мм с учетом размещения
головок винтов М12, а высоту — 75 мм.
21 Щеголев 105 321
Фиг. 191. Чертеж корпуса и плиты.
Таблица 43
Детали корпуса и плиты (фиг. 191)
Номер позиции Наименование детали Коли- чество Материал
1 Корпус 1 Сталь 15
2 Плита 1 15
3 Шпонка 12x10x60 2 15
4 Винт М6х25 10 » 40
5 Винт МЮхЗО 6 40
6 Винт М10Х40 4 40
7 Штифт 10x42 2 45
8 Упор 2 15
9 Винт М12Х45 8 » 40
10 Рым-болт М12х25 2 » 35
11 Винт МбхЗО 8 35
12 Шпонка 20x40x240 1 15
13 Винт М12Х80 8 40
14 Винт М6х18 6 » 40
15 Прокладка 2 40
Примечание. Детали 1, 3, 8 и 12 подвергаются термической обработке на
твердость RC 40—45. Головки винтов 4, 5, 9, 11 и 13, а также прокладка/5 должны
иметь твердость RC 30—35.
Высота плиты с учетом зазора в 15 лии между столом станка
и корпусом при расстоянии от стола до салазок станка, равном 120 мм
(фиг. 190, слева) составит Нпл = 120 — 75 — 15 — 30 мм.
Длина плиты, если принять, что нижний торец ее совпадает с тор-
цом корпуса, а задний торец заходит на 50 мм за шпоночную канавку
на салазках станка (фиг. 190, справа), будет равна
Ьпл^=Нс — V — + 50 = 1300 — 240— 75 + 50= 1035 мм.
Ширина плиты принимается равной 240 мм. Чертеж корпуса
и плиты приведен на фиг. 191. Детали, входящие в корпус и плиту,
указаны в табл. 43.
ГЛАВА XV
ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ПРОТЯЖЕК
106. Выбор материала для протяжек
Протяжки изготовляются в основном из инструментальной стали—
легированной и быстрорежущей.
Выбор той или иной марки инструментальной стали определяет
наиболее важные свойства протяжек при эксплуатации, а именно:
стойкость, способность сохранять необходимую точность размеров
обрабатываемых поверхностей в течение длительного времени; проч-
ность в условиях сложного нагружения; производительность обра-
ботки и пр. В ряде случаев протяжками приходится обрабатывать
стали с твердостью RC до 42. Все это заставляет предъявлять
к материалу протяжки высокие требования. В наиболее полной мере
им отвечает быстрорежущая сталь.
Однако в некоторых случаях для изготовления протяжек (осо-
бенно для мелкосерийного и единичного производства изделий)
допустима легированная инструментальная сталь марок 9ХВГ,
ХВГ, ХГ, которые удовлетворяют большей части требований, свя-
занных с эксплуатацией протяжек в этих условиях. В табл. 44
приводятся основанные на данных практики общие рекомендации
по выбору марок стали для протяжек в зависимости от обрабаты-
ваемого материала и сложности протягиваемых поверхностей.
Более высоколегированные марки инструментальной стали, в част-
ности быстрорежущей, следует применять для протяжек, к которым
предъявляются повышенные требования в отношении стойкости
и точности размеров, при наличии больших поверхностей трения
(мелкошлицевые протяжки), при наружном протягивании, где работа
производится с относительно высокими скоростями резания и пода-
чей по черным поверхностям, а также при обработке чугуна, который
быстро изнашивает протяжки. Быстрорежущая сталь является наи-
более рентабельным материалом для протяжек, применяемых в мас-
совом производстве.
В целях экономии быстрорежущей стали необходимо внутрен-
ние протяжки изготовлять с приваренными хвостовиками из кон-
324
Таблица 44
Марки стали для изготовления протяжек
Обрабатываемый материал Протяжки для простых поверхностей (цилиндрические, плоские, шпоночные и т. п.) Протяжки для сложных поверхностей (шлицевые, квадратные, фасонные и т. п.)
Углеродистая и легированная конст- рукционная сталь с твердостью НВ 240—250, преимущественно в горяче- катанном, отожженном и нормализован- ном состоянии; цветные металлы; чугун с твердостью НВ < 220 Р9 9ХВГ ХВГ ХГ Р9 9ХВГ ХВГ
Легированная конструкционная сталь в термообработанном состоянии (глав- ным образом после закалки с высоким отпуском) с твердостью НВ 240—302; легированная и быстрорежущая инстру- ментальная сталь в отожженном состоя- нии; твердый чугун //BJ>220 Р9 ХВГ Р18 Р9
Легированные конструкционные стали в термообработанном состоянии (закалка и отпуск) с твердостью НВ > 300; не- ржавеющая сталь Р18 Р9 Р18
Жаропрочные стали и сплавы; тита- новые сплавы — Х12М Р9Ф5
струкционной стали 40Х (допускаемое расчетное напряжение по шву
обычно принимается до 25 кг/мм2). У крупных протяжек хвостовик
может быть присоединен на резьбе.
Твердость всех зубцов протяжек, изготовленных из легирован-
ной инструментальной стали, должна составлять RC61—64, а зуб-
цов, выполненных из быстрорежущей стали, RC62—65. Хвостовые
части протяжек обрабатываются на твердость RC40—45, так как
они подвергаются большим местным напряжениям. Твердость перед-
ней направляющей и шейки должна иметь промежуточную величину,
постепенно убывая от зубцов к хвостовику.
Все вновь выпускаемые протяжки, изготовленные из легиро-
ванной инструментальной стали, подвергают хромированию, что
способствует повышению их стойкости на 50— 100%. Толщина
слоя хрома составляет 3—5 мк. Необходимо избегать усиленного
отложения хрома на режущих кромках, которое приводит к отслаи-
ванию хромового покрытия и резкому ухудшению результатов работы
протяжек. Протяжки из быстрорежущей стали должны быть
325
цианированы, что обеспечивает повышение их стойкости в несколько
раз, особенно при работе с тонкими стружками [23].
Твердые сплавы способствуют резкому повышению стойкости
протяжек, но ввиду трудности изготовления сложных режущих
кромок применяются пока сравнительно редко — главным образом
для шпоночных протяжек, а также для'плоских и даже круглых [78]
протяжек, обрабатывающих чугун.
Углеродистые инструментальные стали У10А и У12А применяются
в протяжках относительно редко. Из них делают несложные и корот-
кие режущие протяжки и прошивки для легкой работы, а также
выглаживающие прошивки, подвергаемые хромированию.
Корпуса и плиты составных протяжек изготовляют из углеро-
дистой конструкционной стали 15 и 20 (с цементацией и закалкой),
45 и 50; они могут быть также литыми из серого и модифицированного
чугуна. Шпонки и упоры выполняются из стали 15 с цементацией
и закалкой (HRC 40—50). Для штифтов, регулировочных клиньев,
хвостовиков и крепежных винтов применяются стали 40, 45 и 40Х
с термической обработкой (HRC 35—45).
107. Чистота поверхностей и допускаемое искажение
геометрической формы протяжек
Чистота поверхностей режущих элементов протяжек определяет
гладкость и остроту режущих кромок, что, в свою очередь, отра-
жается на шероховатости обрабатываемых поверхностей и на стой-
кости самих протяжек. Чем меньше неровности режущих кромок
и радиус их округления, тем меньше будут следы на поверхностях,
полученных в результате протягивания.
При работе режущих инструментов шероховатость их лезвий
постепенно возрастает вследствие износа. С другой стороны, дефор-
мация металла в процессе резания оставляет следы на обработанной
поверхности, что в значительной мере зависит от остроты и гладкости
режущих кромок. Поэтому чистота граней, примыкающих к лезвиям
протяжек, должна быть выше, чем требуется в результате протяги-
вания. Как указывает проф. А. И. Каширин, это превышение для
чистовых режущих инструментов может составлять три класса
чистоты. * Применительно к протяжкам как инструментам, рабо-
тающим с тонкими стружками в зоне малых значений скорости реза-
ция, разница может быть снижена до двух классов.
Учитывая, что чистота поверхностей, подлежащих обработке
протяжками, обычно соответствует 6—7-му классам по ГОСТ 2789—59
и лишь в относительно редких случаях достигает 8—9-го классов,
следует грани зубцов протяжек изготовлять с чистотой 9—11-го
классов. Это требование относится в основном к переходным, чисто-
вым и калибрующим зубцам. Для остальных зубцов чистота может
* А. И, К а ш и р й н, Механизм образования поверхности при обработке
режущими инструментами, ХОН.ЧТОМ^Ш» кн, 11? Качество поверхности деталей
Машин, МцщгйЗ, СТР’
326
быть несколько снижена, но не в такой степени, чтобы это могло
повлечь резкое ухудшение условий резания.
Высокие требования к чистоте не ограничиваются передними
и задними гранями протяжек. Чтобы облегчить плавное движение
срезаемой стружки, необходимо подвергать тщательной отделке
и поверхности стружечных канавок, что особенно важно при протяги-
вании нержавеющей и жаропрочной стали.
Достаточно высоким качеством должны отличаться и поверх-
ности направляющих частей, как непосредственно соприкасающихся
с обрабатываемыми поверхностями, так и движущихся по плоско-
стям протяжных приспособлений. Таким образом, поверхности
большей части элементов протяжки должны выполняться с отно-
сительно высокой чистотой. Ниже приводятся основные указания
по выбору классов чистоты поверхностей для режущих протяжек. *
Элементы протяжек
1. Ленточки на вершине калибрующих зубцов и задние
грани переходных зубцов на протяжках, обраба-
тывающих поверхности 8—9-го классов чистоты 11
2. То же для поверхностей с чистотой ниже 8-го класса 10
3. Задние грани режущих зубцов.................... 9
4. Передние грани калибрующих и переходных зубцов при
обработке поверхностей 8—9-го классов чистоты 10
5. То же для поверхностей с чистотой ниже 8-го класса 9
6. Передние грани режущих зубцов.................. 8
7. Спинки зубцов и дно стружечных канавок......... 7
8. Боковые ленточки на зубчатых выступах шлицевых про-
тяжек .............................................. 10
9. То же для шпоночных протяжек................... 9
10. Боковые стороны шлицев на мелкошлицевых протяж-
ках с эвольвентным и треугольным профилями • • • 10
11. Ленточки на плоских участках зубцов квадратных,
шестигранных, прямоугольных и других подобных
протяжек ........................................ 9—10
12. Передние и задние направляющие. Дно впадин между
шлицевыми выступами шлицевых протяжек .... 8
13. Хвостовая часть. Стружкоделительные канавки. Дно
впадин между шлицевыми выступами комбиниро-
ванных шлицевых протяжек.......................... 7
14 Переходный конус. Окно под чеку на хвостовиках 6
15. Поверхности тела шпоночных и плоских протяжек 9—10
16. Опорные плоскости наружных протяжек и протяжных
секций. Боковые поверхности протяжек и секций,
размещаемых в пазу корпуса или скользящих в на-
правляющих протяжных приспособлений. Поверх-
ности скольжения регулировочных клиньев. Пазы
и поверхности скольжения на корпусах для наруж-
ных протяжек • ................................... 8
* Некоторые данные по чистоте поверхностей приведены в ГОСТ 6767—53
и 7943—55 для шлицевых протяжек с эвольвентным и прямоугольным профилем.
32?
17. Свободные боковые плоскости наружных протяжек и
секций. Торцы несвободные, т. е. упирающиеся в
другие секции или в концевые упоры. Поверхности
концевых упоров. Клинья и планки...................... 7
18. Опорные и боковые плоскости корпусов, присоединяе-
мые к ползуну наружно-протяжных станков. Шпо-
ночные пазы и шпонки.................................. 6
19. Свободные торцы протяжек и секций фаски (скосы) 5
20. Шейки на хвостовиках.............................. 4
Коническая поверхность центровых отверстий должна быть
притерта после термообработки протяжки (8—9-й классы).
Вследствие погрешностей изготовления и деформации при терми-
ческой обработке протяжки всегда имеют некоторые отступления
от идеальной формы (искривление оси, винтообразность, перекос
и несимметричность зубчатых выступов, кривизна направляющих
и опорных плоскостей и пр.).
Все эти дефекты, естественно, оказывают неблагоприятное влия-
ние на точность и чистоту обрабатываемых протяжками поверхностей
и в ряде случаев являются причиной поломки протяжек. Так, напри-
мер, при работе искривленной протяжкой последняя под воздействием
тяги протяжного станка стремится выпрямиться, вследствие чего
в ней возникают дополнительные напряжения деформации изгиба;
этому способствует также стремление заготовки обрабатываемого
изделия прижаться к опорной плоскости стола. В результате этих
деформаций протяжка может сломаться. Отверстия, обрабатываемые
искривленными протяжками, получаются овальными с искажен-
ными поперечными размерами.
Шлицевые и шпоночные протяжки, у которых режущие выступы
отклоняются от прямолинейности, вызывают разбивание ширины
канавок на изделии и искажение их формы. Чтобы свести к минимуму
вредное воздействие этих дефектов, приходится погрешности формы
протяжек ограничивать определенными пределами. Так, радиальное
биение на режущих зубцах протяжек с центровыми отверстиями,
определяющее кривизну, не должно превышать трехкратного допуска
на наружный диаметр этих зубцов. На калибрующих и двух послед-
них, смежных с ними режущих зубцах допускаемое биение не должно
быть больше допуска на наружный диаметр. Во всех случаях
направление биения должно быть односторонним по всей длине
протяжки.
Винтообразность и перекос боковых сторон зубчатых выступов
на шлицевых и шпоночных протяжках не должны превышать 0,01 мм
на 300 мм длины режущей части. Смещение зубчатых выступов
(несимметричность) на плоской шпоночной и шлицевых протяжках
относительно оси должно находиться в пределах допуска на ширину
зубцов.
Отклонение от прямолинейности плоскостей тела шпоночных
протяжек допускается не более 0,02 мм на каждые 100 мм длины.
Отступления от плоскостности опорных и направляющих поверх-
ностей других типов протяжек, движущихся при работе в направляю-
щих протяжного приспособления или прикрепляемых к корпусу
328
или ползуну станка, не должны превосходить 0,03 мм на 300 мм
длины.
Приведенные данные относятся к наиболее распространенным
типам протяжек. В отдельных случаях, например при протягивании
сложных и ответственных отверстий, величина допустимого биения,
перекоса, винтообразности и прочих дефектов формы протяжек
должна быть уменьшена соответственно требованиям к точности
обработки.
108. Чистота протянутых поверхностей
Характерной особенностью работы протяжек, срезающих стружку
по обыкновенной схеме, является то, что обрабатываемая поверхность
образуется главными режущими кромками зубцов. Поэтому все
неровности лезвий, возникающие при заточке протяжек и при их
износе, не только копируются на обработанной поверхности, но и зна-
чительно возрастают вследствие явлений, связанных с деформацией
обрабатываемого металла в процессе резания.
Кроме того, на чистоту обработанных поверхностей при протя-
гивании оказывают влияние геометрия режущих элементов, режимы
резания, смазочно-охлаждающая жидкость, обрабатываемый мате-
риал и прочие факторы. Обработанные режущими протяжками
поверхности, как правило, бывают покрыты продольными царапи-
нами той или иной глубины, а также более или менее широкими полос-
ками с поперечными следами надрыва металла.
Зеркально чистые поверхности при резании протяжками удается
получить лишь в относительно редких случаях. Такие поверхности
могут быть достигнуты преимущественно выглаживающими зубцами.
Для определения влияния отдельных факторов протягивания
на чистоту поверхностей, обработанных по обыкновенному методу,
были проведены опыты с наружными плоскими протяжками. *
Обработке подвергалась в основном сталь 40 в нормализованном
состоянии. Протяжки затачивались кругами зернистостью 60, какие
обычно применяются в производственных условиях.
Опыты показали, что подача на зуб (при v = 7 м/мин, у = 25°,
а = 8°, т — 90°, 15-процентная эмульсия) оказывает существенное
влияние на частоту протянутых поверхностей.
Чистоту 7-го класса обеспечивают протяжки с подъемом зубцов
0,02 мм. При подъеме в 0,04 мм могут быть достигнуты 6—7-й классы,
хотя в отдельных случаях (обработка очень вязкой стали) получаются
поверхности 5-го класса. Подъем 0,06 мм дает 5-й класс с переходом
к 4-му. Протяжки с подъемом 0,10 мм, как правило, создают поверх-
ности 4 и 5-го классов.
Скорость резания 1,2 и 2,5 м/мин (при подаче на зуб 0,04 мм)
обеспечивает обычно 6—7-й классы чистоты; более высокие скорости
* Опыты производились на вертикально-протяжном станке шестизубыми
плоскими протяжками из стали марки ХВГ. Смазочно-охлаждающая жидкость —
15-процентная эмульсия,
329
протягивания (от 5 до 11 м/мин) дают 5-й класс. Таким образом,
малые скорости обеспечивают получение более чистых поверх-
ностей .
Передний угол величиной более 10—15° (подача на зуб 0,04 мм)
способствует образованию на стали более чистых поверхностей
(до 7-го класса при 25°). При очень большом переднем угле (свыше
25—30°) чистота снижается, что связано с ускоренным выкрашива-
нием режущих кромок во время работы протяжки.
Задний угол оказывает относительно небольшое влияние на чистоту
протянутых поверхностей в зоне углов до 3°. Большие задние углы
не оказывают существенного воздействия на шероховатость, по край-
ней мере у вновь заточенных протяжек. Наклонные зубцы повышают
чистоту на один класс по сравнению с прямыми, причем лучшие
результаты были получены при угле наклона 70°.
Стружкоделительные канавки обычной формы, как правило,
снижают чистоту обработанных поверхностей в среднем на один
класс по сравнению с чистотой, достигаемой при резании гладкой
кромкой. Эти канавки оставляют более шероховатые заметные
полосы, что является следствием удвоенной величины подачи, при-
ходящейся на режущие кромки, которые располагаются за канав-
ками, а также ускоренного износа краев этих канавок.
Таким образом, из всех факторов, которые были учтены при опы-
тах, наибольшее влияние на чистоту поверхностей оказывают вели-
чина подачи на зуб и скорость протягивания. Однако для достиже-
ния повышенной чистоты не обязательно снижать подачу на всех
режущих зубцах. Достаточно это осуществить только на переходных
и чистовых зубцах. При снижении подачи на этих зубцах с 0,1
до 0,03 мм чистота поверхности повышается в отдельных случаях
на два класса. Следует при этом отметить относительно небольшую
роль калибрующих зубцов в повышении чистоты поверхностей после
переходных и чистовых режущих зубцов: калибрующие зубцы повы-
шали чистоту в лучшем случае на один класс, во многих же опытах
чистота мало изменялась.
Относительно скорости протягивания необходимо отметить, что
в настоящее время стремятся работать с повышенной скоростью
при проходе режущих зубцов и с пониженной, когда в работу всту-
пают переходные и калибрующие зубцы [12].
Одним из наиболее часто встречающихся дефектов стальных
поверхностей, обработанных протяжками, является чешуйчатость,
или рябь, имеющая вид тонких расплющенных пластинок со взаимно
перекрывающимися или значительно смещенными краями, которые
располагаются поперек протянутой поверхности прямыми либо
более или менее извилистыми полосами, образующими муар. Если
при работе с малыми подачами чешуя мало заметна и располагается
на очень узких продольных полосках, то при работе с относительно
большими подачами (например на стали 40 — от 0,1 мм и выше) она
заполняет всю поверхность и становится настолько крупной, что
на фоне ее перестают выделяться продольные царапины, остающиеся
после неровностей на лезвиях протяжки, Особенно склонны к обра-
330
зованию чешуи вязкие стали. Значительное влияние на возникно-
вение чешуи оказывает износ протяжек.
Можно полагать, что чешуя является следствием периодического
разрушения (задира) поверхностного слоя обрабатываемого металла,
в котором возникает сложное напряженно-деформированное состоя-
ние при проходе режущего клина (зубца). Эти напряжения (в част-
ности, напряжения растяжения и касательные) кладут начало появле-
нию трещин в поверхностном слое и отделению от него элемента
металла, который некоторое время движется с режущим клином,
но с меньшей скоростью вследствие сопротивления поверхностного
слоя и пластического осажива-
ния самого элемента. Эти эле-
менты, останавливаясь, и со-
Фиг. 193. Микроструктура чешуи.
Фиг. 192. Схема р аспол оже-
ния чешуи.
здают поверхностные чешуйки, острие которых обращено в сто-
рону, обратную направлению движения режущего клина (фиг. 192).
Микроструктура одной из чешуек на стальной поверхности при-
ведена на фиг. 193.
Чешуйчатость значительно ухудшает продольную, а следовательно,
и поперечную шероховатость протянутой поверхности.
В том случае, когда чешуйка не останавливается, а продолжает
двигаться совместно с режущим клином, образуя своеобразный
нарост на его задней грани, на обработанной поверхности возникает
глубокая канавка — борозда, начинающаяся в средней части поверх-
ности среза и постепенно углубляющаяся к тому торцу детали,
где выходит протяжка. Образованию этих борозд особенно спо-
собствуют местные дефекты режущей кромки, которые значительно
усложняют процесс срезания стружки и приводят к возникновению
в этих местах увеличенного нароста.
В отдельных (правда, редких) случаях возможно подхватывание
обрабатываемого металла зубцами протяжки, что является резуль-
татом пластического осаживания всего срезаемого слоя, без превра-
щения его в стружку. Подхватывание возникает вследствие затруд-
ненного отвода стружки по причине неудовлетворительной гео-
331
метрик режущих элементов протяжки, недостаточного объема стру-
жечных канавок, неблагоприятной формы последних и ряда других
обстоятельств. В результате подхватывания образуется задранная
до крайних пределов поверхность с глубокими трещинами, широ-
кими надрывами; оно приводит, как правило, к выламыванию отдель-
ных зубцов или разрушению протяжки7.
Повреждения поверхностного слоя возникают главным образом
при протягивании вязких и мягких сортов стали (как, например,
сталь 15, 20, 20Х и т. п.), а также при обработке нержавеющих
и жаропрочных сталей и сплавов. Большие скопления ферритной
составляющей в структуре делают малоуглеродистые стали весьма
чувствительными к различного рода дефектам режущих кромок —
таким как округление лезвий вследствие износа или неудовлетвори-
тельной заточки протяжки, скалывание слоя хрома, местные вмя-
тины и неровности на кромках, отсутствие задних углов или малая
их величина и пр.
В целях достижения хорошей чистоты обработки необходимо
не только устранить все недостатки режущих элементов протяжки,
но и упрочнить ферритную составляющую обрабатываемой стали
путем создания такой структуры, в которой нет крупных скоплений
феррита, а участки перлита с зерном малой величины равномерно
распределены по всему объему. В малоуглеродистых сталях
(С < 0,3%) это, как известно, может быть достигнуто нормализацией
или изотермическим отжигом. Что касается сталей со средним содер-
жанием углерода (св. 0,3 до 0,55%), то неровности вследствие пласти-
ческой деформации (продольная шероховатость) будут меньше,
когда структура представляет пластинчатый (и сорбитообразный)
перлит. * Такая структура достигается нормализацией или отжигом.
Наилучшие результаты при обработке высокоуглеродистой стали
(С > 0,6%) достигаются в том случае, когда ее структура состоит
из феррита и глобулярного цементита.
Протягивание чугуна сопровождается образованием нароста и вы-
рыванием отдельных частиц на образующейся поверхности, что свя-
зано с большей сопротивляемостью чугуна задиранию и возникно-
вению чешуи.
Чистота поверхности протянутых чугунных деталей относительно
мало зависит от скорости резания, толщины среза и величины перед-
него угла. Обработка режущими протяжками алюминия также не свя-
зана с существенным влиянием скорости резания на чистоту обра-
ботанной поверхности. Небольшое воздействие оказывает здесь и изме-
нение толщины среза. Так, например, в опытах автора при подъеме
зубцов в 0,02 мм средняя высота поперечных неровностей составляла
3 мк, а при подъеме в 0,1 мм—7,8 ж/с. Увеличение переднего угла с 15
до 25—30° обеспечивает повышение чистоты поверхностей на алю-
минии приблизительно на два класса (с 6 до 8-го при подъеме зубцов
* См. Э. И. Фельдштейн, Обрабатываемость сталей, Машгиз, 1953.
В опытах П. Е. Дьяченко и А. П. Добычиной [24] лучшие результаты в отно-
шении чистоты протянутых поверхностей на стали 45 получились при структуре
зернистого перлита^ :
332
в 0,04—0,06 мм). Благоприятное влияние увеличения заднего угла
на протяжках, обрабатывающих алюминий, проявляется начиная
приблизительно с 3°, когда значительно уменьшается налипание
металла на задние поверхности зубцов протяжки.
Одним из крупных дефектов протянутых поверхностей является
скашивание выходного края у стальных деталей и скалывание того
же места у чугунных. Длина поврежденного участка поверхности
достигает в ряде случаев 1 мм (сталь) 1,5 мм (чугун). Скашивание
края возрастает при обработке стали с более высокими пластиче-
скими свойствами и чугуна с большей твердостью, а также при увели-
чении толщины стружки, уменьшении переднего угла, при значитель-
ном округлении режущих кромок и затуплении протяжки. По своей
природе скашивание и скол представляет завершающую фазу раз-
рушения сдвигом края поверхностного слоя в тех условиях, которые
соответствуют образованию чешуи.
109. Износ протяжек и критерий их затупления
Износпротяжек в процессе ихработыхарактеризуетсяокруглением
режущих лезвий и истиранием металла в основном со стороны
задних граней зубцов. Интенсивность нарастания и конечная вели-
чина износа у протяжек, работающих по обыкновенной схеме,
меньше на сплошных участках режущих кромок и больше на уча-
стках переходных к стружкоделительным канавкам и особенно
к вспомогательным лезвиям (фиг. 194).
Истирание задних граней, примыкающих к гладким участкам
режущих кромок, начинается с появления мелких царапин, которые,
располагаясь близко одна к другой, образуют матовую полоску.
По мере работы протяжки царапины увеличиваются в размерах
и сливаются в одну общую поверхность (2 фиг. 194). Граница этой
поверхности или зоны износа в основном параллельна режущей
кромке. Ширина ее в начале работы протяжки возрастает быстро,
а затем относительно медленно; это отображено на фиг. 195 типовым
графиком II, построенным в координатах: ширина зоны износа бй —
333
суммарная длина протянутой поверхности 2Л. Как при обработке
стали, так и при обработке чугуна, быстрое истирание задней грани
продолжается до того момента, пока ширина зоны износа не достигнет
0,05—0,1 мм (больше — при высокой скорости резания, повышенной
подаче и при обработке более твердого материала).
Одновременно с истиранием задней грани происходит округле-
ние режущей кромки, что проявляется в возникновении узкой бле-
стящей ленточки 1 (фиг. 194). Эта ленточка, имея более или менее
равномерную ширину, местами выходит за свои основные границы
и вдается в зону истирания 2 в виде сужающихся участков «потеков».
Фиг. 195. Типовые графики нарастания
износа задних граней.
Ширина округленной части
лезвия со стороны задней грани
также растет неравномерно:
вначале быстро, а затем замед-
ленно (фиг. 195, график/). Как
показали наблюдения за изно-
сом протяжек, проведенные
автором, Л. С.Мурашкиным [71 ]
и А. И. Кашириным [31], сред-
няя ширина округления режу-
щей кромки обычно не прево-
сходит 0,03—0,05 мм для про-
тяжек, работающих в обычных
условиях.
Вследствие истирания зад-
ней грани и округления лезвия
режущая кромка постепенно
отпадает от своего исходного
положения (фиг. 194) и опускается по передней грани. Это пере-
мещение при одинаковой величине износа будет меньше у протяжек
с малыми задними углами.
В зоне нормального истирания задней грани, имеющей, как
отмечено выше, в основном матовый оттенок, при длительной работе
протяжек по стали появляются местные более широкие царапины
и помутнения длиной около 0,5—0,6 мм, которые бывают настолько
мелкими, что не могут существенно отразиться на работе протяжки,
если бы они остались на ней после переточки. При длительной же
работе протяжек по чугуну эти царапины имеют значительную
глубину и нарушают гладкость режущей кромки. Позади зоны 2
основного износа задней грани располагается, как правило, зона
мелких и редких царапин (5 на фиг. 194), которая, если она оставлена
после переточки, не приносит существенного вреда работе про-
тяжек.
Налипание металла на задние поверхности зубцов, возникающее
главным образом вследствие их износа, значительно снижает режущую
способность протяжек, ухудшает чистоту обработанных ими поверх-
ностей и способствует увеличению силы протягивания. В наиболь-
шей мере оно проявляется при протягивании стали с развитой фер-
ритной составляющей в микроструктуре (например стали
334
с содержанием углерода до 0,2—0,25%), а также при обработке
протяжками аустенитных сталей и алюминия. Отсутствие задних
углов или недостаточная их величина, а также 1следы заточки на
гранях и лезвиях зубцов ускоряют процесс налипания металла.
Налипание металла свойственно протягиванию не только стали,
но и чугуна. В последнем случае налипший металл имеет вид мелко-
зернистых пленок, которые связаны с протяжкой более слабо, чем
при обработке стали.
Износ режущих кромок в местах их резкого перелома, например,
при переходе в боковые кромки на шпоночных и шлицевых протяж-
ках, протекает значительно быстрее (в среднем в пять раз), чем
на основных участках (график III на фиг. 195). При работе протяжки
эти места, называемые обычно «уголками» или «краями», округляются
в виде сферы, причем зона износа сильно вытягивается вдоль боко-
вого ребра, как показано на фиг. 194, относящейся к зубу шпоноч-
ной и шлицевой протяжки. Износ уголков неблагоприятно сказы-
вается на чистоте боковых сторон протягиваемого паза и искажает
их форму вследствие возникновения на них глубоких борозд. Устрой-
ство на этих местах переходных кромок с такой же величиной зад-
него угла, как и на главных лезвиях, значительно снижает интен-
сивность износа. Сравнительным испытанием канавочных протя-
жек с прямыми переходными кромками и без них было установлено,
что износ на переходных участках приблизительно в 1,5 раза
превышает износ на гладких местах кромок (график III, а на
фиг. 195).
Еще меньше интенсивность износа на закругленных переходных
кромках. Края режущих кромок, примыкающие к стружкоделитель-
ным канавкам (фиг. 194), изнашиваются также более интенсивно,
чем остальные участки. Расположение стружкоделительной канавки
вблизи уголков, например, при расстоянии менее 1,5 мм, резко
увеличивает износ протяжки.
Износ передних граней зубцов не имеет ярко выраженного
характера. Хотя округленная часть режущих кромок здесь так
же заметна, как и на задней грани, но истирание самой передней грани
сопровождается чаще всего лишь помутнением поверхности (фиг. 194,
справа).
Калибрующие зубцы протяжек, как правило, изнашиваются
значительно медленнее режущих. В процессе работы на них появ-
ляется слабое округление режущих кромок и возникает небольшое
налипание протягиваемого металла на задние грани. На первом
калибрующем зубце бывает заметно истирание задней грани в тех
местах лезвий, которые срезают выступы, остающиеся после стружко-
делительных канавок.
Износ режущих элементов протяжек снижает чистоту образуе-
мых ими поверхностей. Поэтому критерием затупления протяжек
обычно принимается такая величина износа, при которой чистота
обработки не удовлетворяет требованиям. Как показали длительные
наблюдения за работой протяжек, предназначенных для обработки
поверхностей 7-го класса чистоты, это происходит в большинстве
335
случаей при средней ширийе зоны йсТирйниЯ задних граней 0,08 —
0,1 мм, включая и округление лезвий. * Такой износ устраняется
при заточке протяжек путем сошлифовывания с передней грани зубцов
слоя толщиной 0,12—0,15 мм.
Для протяжек, к работе которых не предъявляется строгих тре-
бований в отношении чистоты образуемых ими поверхностей (шпо-
ночные и некоторые типы шлицевых и наружных протяжек), допу-
стимо увеличение износа до 0,15—0,2 мм, чему соответствует стачи-
ваемый слой 0,2—0,25 мм. Вместе с тем в силу ускоренного изнаши-
вания режущих кромок на участках, прилегающих к стружкодели-
тельным канавкам и особенно к вспомогательным кромкам, при-
ходится допускать здесь ширину изношенной зоны до 0,25—0,35 мм
на шпоночных протяжках и до 0,2—0,25 мм — на шлицевых. Эти зна-
чения износа часто принимаются в качестве основного критерия
затупления протяжек.
Естественно, что при удалении заточкой только изношенной
зоны гладких участков режущих кромок износ переходных участков
частично остается на переточенной протяжке. В большинстве слу-
чаев это не вредит дальнейшей работе протяжки при условии, что
части ее со следами износа будут заправлены оселком. Однако при
протягивании вязких и мягких сортов стали необходимо эти следы
удалить полностью.
Внешними признаками, сопутствующими предельному износу
протяжек, помимо ухудшения качества протянутых поверхностей,
являются также возникновение заусенцев на стружке и на краю
обработанной поверхности, местные вырывы металла, грубые
борозды внутри и с края поверхности обработки, трудность удаления
стружки из канавок, повышение силы протягивания на 15—20% по
сравнению с ее значением для острой протяжки, неспокойная
работа протяжного станка, ощутимый разогрев и вибрация про-
тяжки и др.
Все, что было выше сказано в отношении износа и критерия
затупления, относится к протяжкам, срезающим припуск по обыкно-
венной схеме с тонкой стружкой. Что касается протяжек, зубцы
которых срезают толстые стружки по прогрессивной и в отдельных
случаях (наружные плоские протяжки) по генераторной схеме,
то износ их протекает более медленно, что в первую очередь связано
с ослаблением вредного воздействия на процесс пластической
* Следует отметить, что этот критерий соответствует в основном диапазону
ускоренного нарастания износа протяжек, за пределами которого интенсивность
его значительно снижается (фиг. 195, кривая //). Поэтому желательно по возмож-
ности работать при большей величине износа. Снижение интенсивности первона-
чального износа является одной из актуальных задач в области усовершенствова-
ния процесса протягивания. Опыты, проведенные в этом направлении автором,
показали, что наружные плоские протяжки, на лезвиях которых были заранее
сделаны 45-градусные плоские ленточки, ширина которых не превосходила вели-
чины подачи (sz = 0,04 мм), изнашивались в 1,5—2 раза медленнее протяжек
с острыми кромками. Возможно, что эти ленточки могут оправдать себя и на неко-
торых других типах протяжек.
336
Деформаций при резаний округленной части режущих кромок нй
зубцах протяжек. Кроме того, на этих протяжках не делают обычных
стружкоделительных канавок, являющихся одним из интенсивных
источников преждевременного износа режущей части обыкновенных
протяжек. Наличие задних углов на выкружках и выемках у зубцов
прогрессивных протяжек способствует повышению износоупорности
этих протяжек. Критерий износа протяжек прогрессивного резания
несколько больше, чем у протяжек обыкновенного резания
(до 0,3 мм). Слой, стачиваемый при каждой переточке с зубцов
прогрессивных протяжек, не охватывает, как правило, всей ширины
зоны износа, а ограничивается лишь основной частью ее. Снижение
чистоты протянутой поверхности при работе черновых секций не
является здесь решающим фактором прекращения работы протяжки,
так как окончательная чистота достигается переходными секциями
и чистовыми зубцами, которые срезают очень тонкую стружку
и изнашиваются замедленно. Все эти и другие обстоятельства обес-
печивают прогрессивным протяжкам повышенную стойкость, кото-
рая в среднем в два и более раз превышает стойкость протяжек
обыкновенной конструкции [19] *.
110. Смазочно-охлаждающие жидкости
Правильный выбор смазочно-охлаждающих жидкостей имеет
большое значение для .работы протяжек.
Хорошая смазка способствует улучшению качества протянутых
поверхностей, облегчает работу протяжки, обеспечивает хорошее
отделение стружки с протяжки и в конечном итоге повышает долго-
вечность протяжек.
Исходя из характерных особенностей работы протяжек, следует
признать, что смазочно-охлаждающие жидкости, применяемые для
протягивания, должны в первую очередь оказывать эффективное
смазывающее действие. Вместе с тем в отдельных случаях, когда
температура на режущих кромках протяжек достигает значительных
величин, жидкости должны давать и достаточный охлаждающий
эффект.
Наилучшими смазочно-охлаждающими жидкостями при протя-
гивании стальных изделий считаются растительные масла: льняное,
конопляное, подсолнечное, сурепное и др. Однако в большинстве
случаев применения протяжек в растительных маслах нет необхо-
димости, так как требуемый эффект смазывания и охлаждения дости-
гается использованием более дешевых жидкостей — таких, как
эмульсия, сульфофрезол, осерненное минеральное масло и др.
Даже в особенно трудных случаях обработки (например при протя-
гивании очень вязких сталей) можно заменить растительные масла
минеральными смазками или в крайнем случае перейти на осернен-
ные смеси растительных и минеральных масел.
* Вопросам повышения чистоты протянутых поверхностей и точности обра-
ботки посвящен ряд работ [77, 43, 57, 19].
22 Щеголев 105 337
Таблица 45
Смазочно-охлаждающие жидкости при протягивании
Обрабатываемый металл Виды протягивания
обычное протягивание протягивание с повышенными требованиями к чистоте поверхностей протягивание со срезанием толстых стружек
Применяемая жидкость
Углеродистая (С < 0,3 %) и малолегированная сталь Б, В, Г, Ж, И, П Л, ж, Г, к, Л, 3 Г, Д, Е
Среднеуглеродистая и леги- рованная сталь (НВ 180—240, ов = 60—80 кг/мм2) Б, Г, Ж, И, К, л, П Е, Д, К, Л Д, Г
Высокоуглеродистая и ле- гированная сталь (НВ 240, а0 = 80 кг/мм2), нержавею- щая сталь А, Г, Е, Д п, к Г, Е, Л, К, 3 Д, г
Чугунное литье, ковкий чугун 0, И, А, П 0, И, к 0, А, П
Алюминий Т, Р, 0 Т, Р —
Дуралюмин т Т —
Латунь, бронза, медь 0, И, к 0, к, л —
Силумин т, с, м т, с, м —
Электрон н н —
Принятые обозначения: А — 10-процентная эмульсия Б — 15-процентная эмульсия В — 20-процентная эмульсия Г — сульфофрезол Д — смесь сульфофрезола с растительным маслом Е — осерненное минеральное (веретенное) масло Ж — смесь осерненного минерального и 10-процентного растительного масла 3 — смесь осерненного минерального и растительного 30—40-процентного масла И — смесы касторового масла — 8%, эмульсола — 25%, кальцинированной соды — 0,5%, воды—66,5% К — смесь: касторового масла — 15%, эмульсола — 30%, кальцинированной соды — 0,5%, воды — 54,5% Л — смесь: касторового масла — 30%, эмульсола — 30%, кальцинированной соды — 0,5%, воды —39,5% АГ — скипидар Н — 4-процентный раствор фтористого натрия П — эмульсия: растительное масло — 7%, зеленое мыло — 6%, кальцинированная сода —0,2%, вода —86,8% Р — смесь авиационного масла и керосина (1 : 1) С — керосин Т — легкое минеральное масло с добавкой 30% касторового масла О — без смазочно-охлаждающей жидкости
338
Рекомендуемые составы смаЗочно-охлаждающих жидкостей для
основных видов протягивания приведены в табл. 45. *
Приведенным в табл. 45 перечнем не исчерпываются составы
смазочно-охлаждающих жидкостей. Применительно к тем или иным
условиям протягивания могут быть подобраны другие, более благо-
приятные составы. В частности, в ряде случаев хорошие результаты
дает добавка в смазочно-охлаждающие жидкости олеиновой кислоты.
Количество смазочно-охлаждающей жидкости, подаваемое на про-
тяжку, должно быть достаточно большим — 8—15 л!ми.н\ чем круп-
нее поперечные размеры протяжки, тем больше нужно подавать
жидкости. При работе наружными протяжками, когда требуется
обеспечить смывание стружки, расход жидкости возрастает до
30—40 л/мин. В целях устранения увода протяжек рекомендуется
осуществлять подачу жидкости со всех сторон с помощью кольце-
вого подводчика. Протягивание глубоких отверстий следует осуще-
ствлять с подводом смазочно-охлаждающей жидкости через внутрен-
ний канал, как было показано на фиг. 77. Повышение стойкости
протяжек в два раза при протягивании жаропрочных сплавов обес-
печивается применением высоконапорной струи охлаждающей
жидкости [49].
* Таблица составлена на основе производственного опыта и данных литературы:.
Ф. А. Б а ш к и р е в, Физико-химическое действие охлаждающе-смазывающих
жидкостей на процесс снятия стружки, «Станки и инструмент», 1948, № 4;
Р. Н. О ш е р, Изготовление и применение смазочно-охлаждающих жидкостей,
используемых при обработке металлов резанием, Гостоптехиздат, 1950; П. А. М а р-
келов, Исследование охлаждающих и смазывающих свойств сульфофрезола Р,
«Станки и инструмент», 1937, № 13.
22*
ПОСАДОЧНЫЕ МЕСТА ГОРИЗОН
^/7/7 *
Станок Тип Тяговое уси- лие в т dp допуск А DnJl допуск А Dс допуск С 1с ‘а 1 пл Lc
изготови- тель модель наимень- шая наиболь- шая
Завод имени Кирова 7505 I I 5 1 М42ХЗ | 45 75 | 1 но 1 во, I 30 | 65 | 166| 1166
7А510 1 10 I М48ХЗ | 55 | | 100 150 | 70 | 30 | 70 | 2001 1450
751 751Д 75 ЮМ III 10 М48ХЗ 50 70 125 70 25 60 150| 1350
40 100 60 30 120 1520
7А520 I 20 М72Х4 | 1 75 130 150 70 200 200 150 80 75 70 40 35 25 90 75 60 240 265 150 1840 1600 1600
7520 752 II III М64Х4 | 70 1 50
7540 | 1 I 1 1 55 | М100Х4 | 1 105 | | 180 | 260 | | 100| 50 1201 330| 2330
Ойл-гнр ХА №3 III 11,6 2"Х8Н 1,5"—2,5" | 127 1 >з 1 16 1 41 | 127| 1547
ХА №4 20,4 2"—3,5" | 152,4 | 82 1 19 | | 44 | 159| 1784
XL-6 4,1 — | 101,6 | 60 | 1 - — 1 изо
XL-12 9,1 101,6 | 203,2 | 70 1 ~ 216| 1435
XL-20 13,6 127 19 216| 1638
XL-32 21,8 152,4 100 25,4 216| 1841
X L-50A 34 3"Х6Н 177,8 279,5 — 279| 1905
XL-50B 34 ~145 279| 1905
XL-75A 50,8 — 365| 2134
XL-75B 50,8 — 365| 2134
Лапойнт 25L III 8,2 | — 127 — 178 991
25 L6 11,3 | — — 991
2L 8,2 | 2"х8Н ~55~ 1397
2L6 11,3 - — 1397
3L 17,1 | 2"Х8Н ~70~ 1499
3L6 23,1 | — 177,8 — 1804
зу2ь 28,1 | — — 1804
4L 39,4 | 2,5"Х8Н 254 ~80~ 228 1955
5L 57 | - 279,4 — 2159
6L 26,5 | — 254 — 2819
Примечание. В таблице приведены данные отечественных горизонтально-протяж-
ных станков последних выпусков.
340
ПРИЛОЖЕНИЕ I
ТАЛЬНО-ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
341
Q0
^Э
8 to со о 22 25 28 Диаметр хвосто- вика Dx
7720В 7710В 7А705В Модель станка
00 СП о> СП 8 dtu
сл о 8 8 DtlA
to 8 8 to СП Dc
00 о to g to о °ф
сл ё 8 22 28 D'n
о СП 8 Den
сл 00 8 Cl
to о to 8 Сг
сл to со to Сз
1670 1280 § СП наибольшее tn
to СП о to СП ЬО наименьшее
о оо
оо to to о 8 h2
W о to СП la
Си to о § l3
СП о о о о 8 о Ход вспомога- тельной каретки (наибольший)
8 00 § X од рабочей каретки (наи- больший)
7ZZZZZZZZZZZ

ПРИЛОЖЕНИЕ II
ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ПОСАДОЧНЫЕ МЕСТА ВЕРТИКАЛЬНО-ПРОТЯЖНЫХ
СТАНКОВ ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ III
ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ И ПОСАДОЧНЫЕ МЕСТА ВЕРТИКАЛЬНО-
ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ НАРУЖНОГО ПРОТЯГИВАНИЯ
Наименование параметров станка 7Б705 7Б710 МП-50 7Б720 МП-7
Номинальное тяговое усилие 5000 10 000 10 000 20 000 20 000
в кг
Длина хода рабочей каретки 800 1000 1750 1250 1750
в мм
Размеры в мм*.
А 380 450 450 600 600
Б 1100 1500 2100 1900 1900.
В 18А 22А 22А 28А 28А *
Г 120 150 150 " 200 200
Д (ход стола) 100 125 125 160. 160
Е 68 19В 160 136
3 482 578 800 700 700
И 18А. 22А, 22А, 28А. 28Аа
м 320 400 400 . 500 500
н 125 150 150 190 190
п 300 500 800 580 580
р 132-Н118 1674-153. 1674-153 2074-193 2074-193
т —- 10 — — —
343
ПРИЛОЖЕНИЕ IV
СИЛЫ РЕЗАНИЯ НА 1 мм ДЛИНЫ РЕЖУЩЕЙ КРОМКИ ПРОТЯЖКИ Р'г
в кг!мм
Подача на зуб sz в мм Обрабатываемый материал
Углеродистая сталь Легированная сталь Чугун
НВ < 197 V НВ-198-229 НВ > 229 с> V/ oq £ НВ 1984-229 НВ > 229 серый ковкий
ПВ180 ОО А oq
Pz в кг/мм
0,01 6,5 7,1 8,5 7,6 8,5 9,1 5,5 7,5 6,3
0,02 9,5 10,5 12,5 12,6 13,6 15,8 8,1 8,9 7,3
0,025 10,9 12,1 14,4 14,2 15,2 16,8 9,3 10,3 8,4
0,03 12,3 13,6 16,1 15,7 16,9 18,6 10,4 11,6 9,4
0,04 14,3 15,8 18,7 18,4 19,8 21,8 12,1 13,4 10,9
0,05 16,3 18,1 21,6 20,7 22,2 24,5 14,0 15,5 12,5
0,06 17,7 19,5 23,2 23,8 25,5 28,2 15,1 16,6 13,4
0,07 19,6 21,7 25,8 26,0 28,2 31,2 16,7 18,4 14,3
0,075 20,2 22,4 26,9 27,0 29,2 32,5 17,3 19,2 15,6
0,08 21,3 23,5 28,0 28,0 30,2 33,5 18,0 20,0 16,4
0,09 23,1 25,5 30,4 30,4 32,8 36,2 19,5 21,6 17,9
0,10 24,7 27,3 32,5 32,8 35,4 39,0 20,7 23,6 19,2
о,н 26,6 29,4 35,0 35,1 38,1 42,0 22,6 25,4 20,6
0,12 28,5 31,5 37,5 37,8 40,7 45,0 24,3 26,8 22,0
0,125 29,4 32,6 38,7 39,0 42,0 46,5 25,0 27,9 23,0
0,13 30,4 33,6 39,8 40,3 43,4 48,0 25,8 28,5 23,4
0,14 32,4 35,7 42,5 42,3 45,7 50,5 27,3 30,3 25,0
0,15 -Л.4,2 37,9 _45J ...J4,5_ 48,0 53,0, 29,0 32,1 26,1
0,1'6 1 36,СГ 47,2 47,1 5ТДГ 56,0 * 30,5 33,6 27,6
0,17 37,8 41,6 49,6 49,5 53,6 59,2 32,0 35,3 29,1
0,18 39,5 43,6 52,0 52,5 56,5 62,5 33,4 37,0 30,2
0,19 41,1 45,5 54,0 55,5 60,0 66,2 34,6 38,8 31,9
0,20 42,7 47,3 56,2 57,6 62,0 68,5 36,0 40,2 32,6
0,21 44,2 48,8 58,0 58,0 64,3 71,0 37,5 41,5 33,8
0,22 45,6 50,3 60,0 62,0 66,7 73,8 38,5 42,7 34,9
0,23 46,8 51,7 61,6 64,0 68,7 76,2 39,5 43,8 35,8
0,24 48,0 53,1 63,2 66,2 70,9 78,6 41,0 45,1 36,8
0,25 49,5 54,5 65,0 68,0 73,0 81,0 42,1 46,5 37,6
0,26 51,0 56,1 66,6 70,6 75,3 83,4 42,9 47,7 39,0
0,27 52,5 57,4 68,2 72,2 77,6 85,8 44,4 48,7 40,2
0,28 54,0 58,8 70,0 74,4 79,8 88,3 45,5 50,0 41,3
0,29 54,9 60,0 72,0 76,0 83,0 92,0 46,2 51,0 41,9
0,30 56,4 61,5 73,0 78,5 84,5 93,3 47,6 52,2 43,1
Примечание. Значения сил резания приведены для нормальных условий эксплуатации [80].
344
Л ИТЕРАТУРА
1. Алексеев Б. А. и Сергиенко В. А., Протяжки в тяжелом
машиностроении, сб. «Производство и эксплуатация инструмента», Опыт уральских
заводов, вып. 1, Машгиз, 1949.
2. А п и н Л. Р., Экспериментальное исследование точности при протягива-
нии цилиндрических отверстий в стальных деталях, Труды Ленинградского поли-
технического института имени М. И. Калинина, 1957, № 191.
3. Байков К. И. и Петухов С. П., Нарезание конических прямо-
зубых колес методом кругового протягивания, «Станки и инструмент», 1955, № 8 и 10.
4. Б а л юр а П. Г., Геометрические параметры протяжек при обработке
пазов по генераторно-ступенчатой схеме резания, «Станки и инструмент», 1957, № 11.
5. Б а л ю р а П. Г., Пределы стачивания зубьев протяжек и расчет их шага,
«Станки и инструмент», 1958, № 8.
6. Б а л ю р а П. Г., Корригирование профиля про/яжек для обработки
эвольвентных шлицев, «Станки и инструмент», 1958, № 9.
7. Б а л ю р а П. Г., Протягивание пазов в форме ласточкина хвоста, «Станки
и инструмент», 1958, № 12.
8. Б а л ю р а П. Г., Протяжка для обработки елочных профилей, «Станки
и инструмент», 1959, № 2.
9/Берлинер М. С., Конструирование шестигранных, квадратных и елоч-
ных" протяжек, НИИМАШ, 1935, № 10.
10. Берлинер М. С., Протягивание внутренних и наружных поверхностей
по черному, «Автомобильная промышленность», 1948, № 2.
11. Берлинер М. С., Перспективы развития технологии протягивания
в крупносерийном и массовом производстве, МДНТП, «Обработка металлов реза-
нием», конспект, 1958.
12. Берлинер М. С., Двукраев И. А., Устройство для автоматиче-
ского уменьшения скорости резания протяжки перед входом в деталь зачистных
зубьев, «Станки и инструмент», 1956, № 2.
13. Б о б р о в В. Ф., Определение усилий резания при протягивании круг-
лых глубоких отверстий винтовыми протяжками, «Станки и инструмент», 1948, № 10.
14. Б у р ш т е й н И. Е., Мануйлов Л. К., Черников С. С.,
Протягивание, Машгиз, 1947.
15. В е с е л о в с к и й С. И., Применение фасонных протяжек взамен фрезе-
рования, «Станки и инструмент», 1951, № 6.
16. В о л ь с к и й С. А., Харин И. В., Протяжка с пониженным усилием
резания, «Станки и инструмент», 1950, № 9.
17. Ганопольский Л. 3., Некоторые вопросы теории зубчатых колес
кругового зацепления и расчеты инструмента для их нарезания, Труды Москов-
ского станкоинструментального института «Новое в конструировании металло-
режущих инструментов», Машгиз, 1958.
18. Глебов С. Ф., Работа вспомогательного лезвия, «Станки и инстру-
мент», 1950, № 8.
19. Г о р е ц к а я 3. Д., Рациональные схемы резания для протягивания
наружных поверхностей и отверстий, «Технология автомобилестроения»,
НИИТАВТОПРОМ, 1958, № 6.
• 345
“Библиотека Машиностроителя”
bkm.ucoz.ru
20. Г о р е ц к а я 3. Д., Тихонова Е. Г., Изготовление и переточка
прогрессивных протяжек, «Технология автомобилестроения», НИИТАВТОПРОМ,
1957, № 6.
21. Гречу хин А. И., Влияние остроты режущей кромки на качество
поверхности при обработке стали, «Станки и инструмент», 1953, № 5.
22. Григоренко Б. М., «Протяжка с шабрящими зубьями», «Станки
и инструмент», 1948, № 7.
23. Д м и т р и е в В. Л., Силовые зависимости при прошивании, Машгиз, 1940.
24. Дьяченко П. Е. и Добыч и н а А. П., Качество поверхности при
протягивании, «Новости инструментальной техники», 1949, № 9.
25. Е м е л ь я н о в М. А., Координатное протягивание отверстий в мелко-
серийном производстве, ЛДНТП, Информационно-технический листок, 1952,
№ 99 (440).
26. Е р е м и н Б. Ф., Протягивание, Машгиз, 1950.
27. 3 а г р е ц к и й П. П., Экспериментальное исследование процесса дро-
бления стружки (Диссертация), Л ПИ, 1952.
28. Инденбаум А. 3., Высокопроизводительный метод обработки про-
тяжками на эксцентриковых прессах, ЛДНТП, Информационно-технический листок,
1954, № 41 (614).
29. И ц ы к с о н Е. М. и Шишаев В. П., Высокопроизводительные
конструкции протяжек, ЛДНТП, Информационно-технический листок, 1956, № 24.
30. К а ц е в П. Г., Протягивание глубоких отверстий, Оборонгиз, 1957.
31. Каширин А. И., Стойкостные и силовые испытания одношпоночных
протяжек, «Станки и инструмент», 1940, № 4—5.
32. Левенберг Е. М., Исследование процесса резания и усилий, возни-
кающих при протягивании стали и чугуна круглыми протяжками, Лонитомаш,
Материалы к конференции по резанию металлов, 1940.
33. Л о л а д з е Т. Н., Стружкообразование при резании металлов, Машгиз,
1952.
34. М а й б о р о д а С. К., Протягивание отверстий фасонного и несимметрич-
ного профиля, «Станки и инструмент», 1958, № 12.
35. М а й б о р о д а С. К., Измерение протяжек с профилем шлицев, выпол-
ненных по дуге окружности, «Станки и инструмент», 1959, № 2.
36. М а л и к о в Ф. П., Круглые прогрессивные протяжки, Машгиз, 1948.
37. М а л и к о в Ф. П., Влияние стружколомов на усилие резания при про-
тягивании, «Станки и инструмент», 1949, № 2.
38. М а л и к о в Ф. П., Наружное протягивание кольцевым инструментом,
«Станки и инструмент», 1949, № 10.
39. М а н у й л о в Л. К., Исследование процесса наружного протягивания
при повышенных режимах резания, (Автореферат диссертации), 1953.
40. М а р г у л и с Д. К., Протяжки переменного резания, Машгиз, 1956.
41. Мартиросов Г. Б., Протягивание вместо хонингования, «Вестник
машиностроения», 1956, № 9.
42. Министерство станкостроения СССР, Режимы резания металлов инстру-
ментами из быстрорежущей стали, Машгиз, 1950.
43. Михеева Л. А., Протягивание, ВНИИ, ЦБТИ, 1953.
44. П а в л о в П. М., Протягивание больших отверстий, «Станки и инстру-
мент», 1949, № 6.
45. П а н к о в И. В. и Якушин С. Е., Многопозиционные протяжки,
метод их крепления и практика эксплуатации в цехах массового производства,
АН СССР, Ин-т технико-экономической информации, 1955, № 1781/9.
46. Подгурский В. Г., Протяжки наружного протягивания для обра-
ботки блок-цилиндров тракторов, «Станки и инструмент», 1939, № 7.
47. ПотягайлоМ. В., Изготовление глубоких и точных цилиндрических
отверстий, Машгиз, 1947.
48. НИИТАВТОПРОМ, Прогрессивное протягивание, Руководящие мате-
риалы, 1957.
49. Пронкин Н. Ф., Протягивание жаропрочных и титановых материалов,
Оборонгиз, 1958.
50. П р о с к у р я к о в Ю, Г., Дорнование цилиндрических отверстий,
Машгиз, 1958.
346
51. Протяжки для обработки шпоночных пазов, ВНИИ (Всесоюзный научно-
исследовательский инструментальный институт) Межотраслевая нормаль 1959.
52. Протяжки. Размерные ряды шагов и элементы профиля зуба, «Станки
и инструмент», 1958, № 12.
53. Прошивка отверстий (вместо развертывания) в деталях из алюминия,
Карточка Техсо, Серия 11, № 1212/249, 1949.
54. Рожицкий Б. В., Протяжки для шпоночных пазов, «Станки и инстру-
мент», 1956, № 10.
55. С а р к и с я н К. А., Жесткость и точность координатного протягивания,
«Сборник научных работ Ереванского Политехнического института имени К. Маркса»,
1954, № 7.
56. Сергиенко В.А., Круглые протяжки прогрессивного резания, «Станки
и инструмент», 1948, № 4.
57. Сергиенко В. А. и Незабытовский К. П., Протягивание,
Машгиз, 1952.
58. Сергиенко В. А., Калибрующая протяжка сборной конструкции,
«Станки и инструмент», 1954, № 10.
59. С и м о н о в А. А. и Алексеев Б. С., Новые конструкции протяжек
для обработки крупногабаритных деталей, АН СССР, Ин-т технико-экономической
информации, Передовой производственно-технический опыт, Серия 14, № Т-56-499/5,
1956.
60. Слободняк К. М., Обработка пазов прошивкой, «Машиностроитель»,
1939, № 1.
61. * Смирнов А. С., Допускаемые напряжения при расчете протяжек,
«Станки и инструмент», 1951, № 10.
62. С т е п а н о в Н. И. и С и к а ч е в А. Ф., Протягивание вилок взамен
фрезерования, «Станки и инструмент», 1959, № 4.
63. Т у р б и н е р В. А., Расчет протяжек для многогранных отверстий,
«ОргШтформация», 1936, № 9.
64. Ф р у м и н Ю. Л., Метод расчета многогранных протяжек, «Станки и
инструмент», 1947, № 2.
65. Ф у р м а н Л. Л. и Лейн А. М., Вопросы теории протягивания тел
вращения плоскими протяжками, Московский станкоинструментальный институт,
Новое в конструировании металлорежущих инструментов, Машгиз, 1958.
66. X р и с т о ф о р о в Д. И., Поверхностная протяжка, Машиностроитель,
1938, № 11.
67. Ч е р н и к о в С. С., Мануйлов Л. К. и Белов В. С., Верти-
кально-протяжной станок модели МА-1 для встройки в автоматические линии,
«Станки и инструмент», 1956, № 11.
68. Шварцбурд Б. Н., Координатное протягивание обойм высоконапор-
ных винтовых насосов, «Вестник машиностроения», 1952, № 2.
69. Ш н е й д е р Ю. Г., Протягивание точных отверстий малого диаметра,
«Станки и инструмент», 1950, № 1.
70. Щеголев А. В., Конструирование протяжек и прошивок, ОНТИ, 1936.
71. Щ е г о л е в А. В., Испытание протяжек, Лонитомаш, Материалы к кон-
ференции по резанию металлов, 1940.
72. Щеголев А. В., Современные методы обработки плоскостей наружными
протяжками, «Машиностроитель», 1941, № 2.
73. Щеголев А. В., Генераторные протяжки для обработки наружных фасон-
ных поверхностей, Труды Ленинградского политехнического института имени
М. И. Калинина, вып. 1, 1950.
74. Щ е г о л е в А. В., Современные методы обработки протягиванием,
Лонитомаш, книга 23, Прогрессивная технология машиностроения, часть первая,
1951.
75. П и к у с М. Ю., Т а л а к о Г. С., Шпаковский М. А., Протяж-
ные автоматы и полуавтоматы, Минск, 1959.
76. Щ е г о л е в А. В., Конструирование протяжек, Машгиз, 1952.
77. Щ е г о л е в А. В., Вопросы теории обработки металлов режущими
протяжками (Диссертация), 1954.
78. Эльянов В. Д., Сборная конструкция протяжки, оснащенная твердым
Сплавом, «Технология автомобилестроения» ? НИИТАВТОПРОМ, 1958, № 6.
347
ЧЕ-
79. Ю х в и н М. Е. и Ковригина Е. С., Конструкция инструмента
для протягивания наружных песквозных пазов, «Станки и инструмент», 1957, № 1.
80. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени на
протяжные работы, Машгиз, 1959.
81. Оргстанкинпром, Вспомогательный инструмент к протяжным станкам
010-337, 1959, (светокопия).
82. ВПТИ, Вспомогательный инструмент к протяжным станкам, 1955, (свето-
копия).
83. Ф р а й ф е л ь д И. А., Методы затылования профильных поверхностей
протяжек, работающих по генераторному способу, и корректирование их про-
филей, ЛДНТП, выпуск 3, 1959.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ..................................... 3
Глава I
Инструмент, оборудование и технология протягивания
1. Основные определения............................................... 5
2. Достоинства процесса протягивания и области его применения .... 7
3. Основные части протяжек и прошивок............................... 12
4. Протяжные станки................................................. 14
5. Приемы протягивания отверстий.................................... 20
6. Координатное протягивание отверстий.............................. 26
7. Приемы протягивания наружных поверхностей........................ 29
8. Протягивание комплектом протяжек................................. 35
9. Подготовка обрабатываемой детали под протягивание................ 36
10. Припуски на протягивание........................................ 38
Глава II
Процесс резания при протягивании
11. Терминология и обозначения режущих элементов................... 42
12. Схемы снятия стружки........................................... 44
13. Характерные особенности процесса резания....................... 48
14. Прилипание металла к зубцам протяжки........................... 50
15. Форма витков стружки........................................... 53
16. Работа вспомогательного лезвия................................. 60
17. Подвод смазочно-охлаждающей жидкости........................... 63
Глава III
Режущая и калибрующая части протяжек
18. Подача на зуб и подъем зубцов.................................. 64
19. Профили зубцов и форма стружечных канавок...................... 67
20. Шаг и количество одновременно работающих режущих зубцов .... 70
21. Наклонные зубцы................................................ 75
22. Винтовые зубцы................................................. 78
23. Шаг и объем стружечных канавок................................. 80
24. Передние и задние углы......................................... 82
25. Поперечные размеры режущих зубцов и допустимые отклонения .... 84
26. Количество режущих зубцов и длина режущей части................ 86
27. Средства для деления стружки................................... 87
28. Основные размеры калибрующей части............................. 91
29. Роль калибрующих зубцов в работе протяжки...................... 95
30. Протягивание отверстий с неравномерными стенками............... 97
349
“Библиотека Машиностроителя”
bkm.ucoz.ru
Глава IV
Гладкие части протяжек и тяговые патроны
31. Хвостовая часть.............................................
32. Шейка и переходный конус....................................
33. Передняя направляющая часть и длина протяжки до первого режущего
зуба ............................................................
34. Задняя направляющая часть...................................
35. Гладкие части прошивок......................................
36. Центровые отверстия.........................................
37. Тяговые патроны.............................................
Глава V
Общая длина протяжек и комплектные протяжки
38. Подсчет общей длины протяжек................................
39. Длина и количество комплектных протяжен.....................
40. Ширина режущих кромок.......................................
41. Передняя направляющая часть комплектных протяжек............
42. Предельная длина прошивок...................................
Глава VI
Силы резания при протягивании
43. Составляющие силы резания и тяговое усилие станка...........
44. Подсчет силы протягивания...................................
45. Поперечная составляющая силы протягивания...................
46. Сила протягивания для протяжек с наклонными зубцами.........
47. Сила протягивания для протяжек с винтовыми зубцами..........
48. Проверка протяжек на прочность..............................
Глава VII
Протяжки для цилиндрических отверстий
49. Обзор конструкций..............................................
50. Пример расчета цилиндрической протяжки обыкновенной конструкции .
51. Цилиндрические протяжки прогрессивных конструкций..............
52. Протяжки П. П. Юнкина..........................................
53. Протяжки переменного резания...................................
54. Пример расчета цилиндрической протяжки переменного резания . . . .
55. Протяжки для глубоких отверстий................................
56. Протяжки для коротких отверстий................................
57. Выглаживающие протяжки.........................................
Глава VIII
Протяжки для шлицевых отверстий
58. Обзор основных методов протягивания...........................
59. Обыкновенная конструкция протяжек для прямобочных шлицевых от-
верстий ..........................................................
60. Прогрессивная конструкция шлицевых протяжек...................
61. Фасочные зубцы на шлицевых протяжках..........................
62. Комбинированные шлицевые протяжки прогрессивной конструкции . .
63. Пример расчета комбинированной шлицевой протяжки прогрессивной
конструкции............’..........................................
64. Калибрующие протяжки..........................................
65. Протяжки для шлицевых отверстий с эвольвентным профилем (эвольвент-
ные протяжки).....................................................
350
66. Пример расчета протяжки для шлицевого отверстия с эвольвентным
профилем обыкновенной конструкции..................................... 196
67. Протяжки для шлицевых отверстий с треугольным профилем («елочные»
протяжки)........................................................... 201
68. Пример расчета шлицевой протяжки для отверстия с треугольными
шлицами .............................................................. 207
69. Протяжки для отверстий с винтовыми шлицами...................... 211
Глава IX
Протяжка для отверстий с плоскими гранями
70. Квадратные и шестигранные протяжки............................ 214
71. Пример расчета квадратной протяжки...........................т——223“
72. Прямоугольные протяжки ....................................... 229
73. Протяжки для комбинированных отверстий........................ 234
Глава X
Шпоночные и составные протяжки
74. Основные типы шпоночных протяжек............................ 238
75. Плоские протяжки с утолщенным телом......................... 239
76. Плоские протяжки с тонким телом............................. 245
77. Направляющие оправки............................... . . . 247
78. Пример расчета плоской шпоночной протяжки................... 248
79. Протяжки для отверстий со шпонкой........................... 251
80. Протяжки для отверстий с плоскостью......................... 254
81. Составные протяжки.......................................... 255
Глава XI
Общие элементы наружных протяжек
82. Основные предпосылки.......................................... 259
83. Конструктивные формы............................................ —
84. Подача на зуб и подъемы наружных протяжек..................... 263
85. Устройство зубцов............................................. 265
86. Поперечные сечения и длина.................................... 267
87. Крепление секций.............................................. 269
88. Регулирование секций.......................................... 274
89. Направляющие и выталкиватели.................................. 277
90. Присоединение протяжек к станкам........................... 278
91. Допуски ................................................... 280
Глава XII
Наружные протяжки для обработки плоскостей
92. Обзор основных конструкций.................................... 281
93. Генераторные плоские протяжки................................. 282
94. Прогрессивные поотяжки........................................ 288
95. Протяжки, обрабатывающие плоскости по смешанному методу..... 289
96. Протяжки для прямоугольных уступов............................ 290
97. Протяжки для прямоугольных пазов.............................. 292
Глава XIII
Протяжки для обработки наружных фасонных поверхностей
98. Обыкновенный и генераторный методы........................... 295
99. Протяжки со смещенным профилем............................... 297
351
100. Расчет искажения профиля деталей.......•....................... 299
101. Корригирование профиля генераторных протяжек................... 301
102. Прогрессивные протяжки для фасонных поверхностей............... 303
Глава XIV
Наружные протяжки для сложных поверхностей
103. Размещение секций............................................ 307
104. Протяжки для криволинейных поверхностей...................... 310
105. Пример расчета наружной протяжки............................. 311
Глава XV
Вопросы, связанные с эксплуатацией протяжек
106. Выбор материала для протяжек....................,.............. 324
107. Чистота поверхностей и допускаемое искажение геометрической формы
протяжек ........................................................... 326
108. Чистота протянутых поверхностей................................ 329
109. Износ протяжек и критерий их затупления........................ 333
НО. Смазочно-охлаждающие жидкости................................... 337
Приложения . ....................................................... 340
Литература.......................................................... 345
Анатолий Васильевич Щеголев
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОТЯЖЕК
Редакторы издательства И. А. Бородулина и А. И, Варковецкар
Переплет художника В. В. Журавского
Технический редактор О. В. Сперанская Корректоры В. М. Хорошкевич и Р. М. Беликова
Подписано к печати 4/VII 1960 г. М-22104. Формат бумаги 60 X 92Vie
Печ. листов 22,25 (I вклейка). Уч.-изд. листов 23,5. Тираж 10 000 экз. Заказ 105
Типография № 6 УПП Ленсовнархоза, Ленинград, ул. Моисеенко, 10
а 3е
Допуск —0,025
Диаметры зубцов d 53,20 о со ю 53,56 54,00 53,96 54,40 54,36 54,80 54,76 55,20 55,16 55,60 I 55,56 55,80 55,76 55 ,'75 56,15 56,11 56,55* 56,51 56,95 56,91 57,35 57,31 । 57,75 57,71 I 58,15 58,11 58,55 58,51 58,95. 58,91 59,35 59,31 59,55 1 59,51
Номера зубцов — см СО ю со г- СО о> о см со 2 ю со £ ОО СП а СМ см со см см ю см 8 см ОО см аз см о со со см со 3 3 ю со СО со
Тип зубцов Фасочные | Шлицевые
“ I 3° 2° 1 10 3° 2° | 1°
Допуск | -0,025 —0,02 * —0,01 —0,025 | -0,02 —0,01
Диаметры зубцов d 59,75 59,71 59,91 59,87 00‘09 59,96 60,015 60,025 60,035 60,045 60,055 60,055 60,055 60,055 60,055 60,055 60,055 1 53,60 53,56 53,90 53,86 1 54,10 54,06 54,25 54,21 54,35 54,31 54,37 54,39 54,39 54,39 54,39 54,39 1 54,39
Номера зубцов СО ОО со о> СО о 5 см со 5 £ со ОО о> о ю см ю 3 ю ю S8 fo 3 аз ю о СО СО см со СО СО СО ю со СО со со ОО СО аз со о £
Тип зубцов Шлицевые | Цилиндрические
. Поперечное сечение
Фасочных зубцов
с N1 по N15
d
поперечное сечение
цилиндрических зубцов
с N55 по N71
Поперечное сечение
„.пос шлицевых зубцов
14,085-opi с Н16 по N 54
о 14,035-^
53.2ZMM
На зубцах N N 55,57,54,61. ьЗ сделать
по 6 выкружек симметрично шли-
цам фасочных и шлицевых зубцов
На остальных цилиндрических
зубцах выкружек не делать
На нечетных зубцах с N17по N41
сделать по 6 выкружек, как показано
на четных зубцах с N16 no N42
выкружек не делать
На зубцах с N21 по И54 сделать
поднутрение, оставляя ленточ-
ку Ц8+1,0
На четных фасочных зубцах
с 62 по N14 сделать по 6 1
выкружек, как показано
При шлифовании фасочных зубцов
по профилю сделать обратный
кону с-0,13 на длине с 1 по 15 зуд, для
чего поднять задний центр на 1мм
Материал!
режущей части-сталь Р9
хвостовика - сталь 40Х
Твердость1.
режущей части RС-62 - 64-
хвостовой части-НС-40-45
0,8-1,0
з I/с 2 сторон
J Оси шлицев и выкружек на ,
^цилиндрических зубцахсобпадают\
Продольный профиль зубцов с iM3 поп54 испб5пои71
Предельный профиль зубцов сп1по N42 и с Ш55 по Ш
Фиг. 89. Комбинированная цилиндрическо-шлицевая протяжка прогрессивной
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
1. Предельная накопленная
погрешность окружного шага шли-
цев не более 0,018 мм.
2. Спиралеобразность боковых
сторон шлицев — в пределах 0,01
на 300 мм длины режущей части.
3. Смещение шлица относи-
тельно оси в поперечном сечении
не более 0,01 мм.
4. Биение 0 60,055 относи-
тельно 0 54,39 не более 0,02 мм.
5. Биение 0 53,2~о’о2о отно-
сительно 0 60,055 не более 0,08 мм.
6. Смещение оси фасочных зуб-
цов относительно оси шлицевых
не более 0,03 мм.
7. На калибрующих зубцах
сделать ленточку шириною f =
= 0,2 -г- 0,3 мм.
---—---------.-------j