Протяжки для обработки гранных отверстий.

В конструкциях деталей машин часто встречаются сквозные отверстия многогранной формы: треугольные, квадратные, прямоугольные, шестигранные и др., которые обрабатывают гранными протяжками.

Особенности проектирования и расчета гранных протяжек рассмот­рим на примере обработки квадратного отверстия. Использование про­фильной схемы резания здесь нецелесообразно, так как режущие кром­ки в форме квадрата (рис. 1, а) в местах пересечения боковых сторон имеют задние углы, близкие к нулю. С учетом того, что условия дефор­мирования и отвода срезаемой стружки на этих участках неблагоприят­ны, это приводит к быстрому износу протяжки по углам.

При генераторной схеме (рис. 1, б) удается избежать этих нежела­тельных явлений, так как в этом случае главные режущие кромки зубьев выполняют по дуге окружности, радиус которой изменяется в зависимо­сти от принятых величин подъема на зуб. Вспомогательные кромки имеют профиль, подобный геометрической форме протягиваемого от­верстия.

Оформление главных режущих кромок в виде дуг окружности обес­печивает хорошее центрирование протяжки в отверстии, лучшие усло­вия обработки и отвода стружки. Такие протяжки в изготовлении более технологичны, так как режущие зубья могут быть прошлифованы кру­гом одного профиля напроход на круглошлифовальных станках.

Обычно гранные протяжки из-за больших длин изготавливают ком­плектами из двух, трех и более штук.

На рис. 2, а показаны нормальное и продольное сечения протяжки, формы зубьев и канавок, геометрические параметры главных и вспомо­гательных режущих кромок. С целью уменьшения трения между вспо­могательными лезвиями и обработанной поверхностью производится шлифование по плоскости задних поверхностей этих лезвий напроход с поднятием центра задней бабки на угол α₁=1° и оставлением ленточки шириной f = 0,8…1 мм. Иногда к концу протяжки впадина канавки по­середине вспомогательных лезвий уменьшается до нуля. В этих случаях при ширине грани более 6 мм вышлифовываются продольные канавки глубиной до 0,4 мм (рис. 2, б) на всех режущих и калибрующих зубьях. На главных дуговых режущих кромках при ширине b > 4 мм в шахмат­ном порядке наносят одну стружкоделительную канавку, а при b > >10 мм — две канавки.

Как видно из рис. 1, б и 3, длина главных режущих кромок, опре­деляющая ширину срезаемого слоя, с увеличением диаметра протяжки d_i уменьшается. Суммарная ширина среза на каждом зубе может быть определена для квадратной протяжки по формуле

где cos θ_i = S_n / d_i (S_n — ширина грани).

С целью обеспечения постоянства силы протягивания на всем пути прохождения протяжки в отверстии следовало бы равномерно увеличи­вать подъем на зуб от первого зуба к последнему, что не только обеспе­чило бы равномерность протягивания, но и, это главное, позволило бы сократить длину протяжки. Однако из-за малых значений подъема на зуб a_z назначать для каждого зуба свою величину — следовательно, на­много усложнить технологию изготовления протяжки. Поэтому было предложено разбивать все режущие зубья на 3…4 ступени в зави­симости от ширины грани S_n и для каждой ступени назначать свою величину a_zm, где m — номер ступени (S_n < 15 мм — 3 ступени, S_n < 15 мм — 4 ступени).

Например, при обработке среднеуглеродистой стали, когда S_n =27 мм, предусмотрены 4 ступени с подъемами на зуб: a_z1 = 0,03 мм; a_z2 = 0,05 мм; a_z3 = 0,08 мм; a_z4 = 0,12 мм. Таким образом, при проекти­ровании гранных протяжек применяется ступенчатая одинарная схема резания, использующая принцип деления припуска по толщине с пере­менной величиной a_z, увеличивающейся от первой к последней ступени.

На всех ступенях протяжка должна проверяться по уравнению на помещаемость стружки. При этом величина К берется переменной, уменьшающейся от первой ступени к последней.

Проверка протяжки на прочность по опасным сечениям выполняет­ся аналогично проверке, принятой для круглых протяжек с одинарной схемой резания. Расчет силы протягивания по уравнению выпол­няют из условия, когда ширина резания максимальна и равна b = πd₁, где d₁ — диаметр первого зуба, равный диаметру отверстия под протяги­вание.