Протяжки. Назначение, основные типы и области применения.

Протяжка

Протяжки — это многозубые высокопроизводительные инструмен­ты, нашедшие широкое применение в серийном и особенно в массовом производствах. Они относятся к инструментам с конструктивной пода­чей, так как при протягивании движение подачи отсутствует.

Деление припуска между зубьями протяжки осуществляется за счет превышения по высоте или ширине каждого последующего зуба отно­сительно предыдущего. Превышение по высоте, определяющее толщи­ну срезаемого слоя αz, называется подъемом или подачей на зуб. Деле­ние припуска по ширине осуществляется с целью облегчения процесса резания и используется в протяжках с групповой схемой резания.

Протяжки, применяемые для обработки отверстий различных форм, называются внутренними протяжками. Для обработки наружных поверхностей, т.е. поверхностей с открытым незамкнутым контуром, применяют наружные протяжки.

Главное движение протяжки, обеспечивающее процесс резания, ча­ще всего прямолинейное, поступательное. Реже встречаются протяжки с вращательным или винтовым главным движением.

Процесс протягивания осуществляется на специальных горизон­тальных или вертикальных протяжных станках.

На рис.1 показано несколько схем протягивания:

  • при обработке отверстий (рис.1, а) и наружных поверхностей (рис.1, б) с возвратно-поступательным движением инструмента и не­подвижной заготовкой;
  • при непрерывном протягивании наружных поверхностей с авто­матической загрузкой и выгрузкой заготовок, перемещающихся относи­тельно неподвижной протяжки (рис.1, в);
  • при обработке тел вращения плоскими или круглыми протяжка­ми (здесь главное движение или прямолинейное, или вращательное, при этом протяжка совершает один оборот) (рис.1, г);
  • при обработке отверстий прошивками (рис.1, д) сила прило­жена к торцу инструмента и, таким образом, прошивки работают на сжатие. Для обеспечения продольной устойчивости прошивок их длина не должна превышать 15 диаметров. По конструкции прошивки подоб­ны протяжкам.
Схемы протягивания
Рис.1. Схемы протягивания: а — отверстий; б — плоскостей; в — непрерывное протягивание наружной поверхности; г — обработка цилиндрической поверхности плоской и круглой протяжками; д — обработка отверстия прошивкой

Встречаются и другие схемы протягивания, которые, как и сам ин­струмент, постоянно совершенствуются.

Впервые протяжки появились в 30-х годах XX столетия и нашли широкое применение благодаря следующим достоинствам процесса протягивания:

  1. высокая производительность, так как в процессе резания снима­ется припуск одновременно несколькими зубьями. При этом активная длина режущих кромок очень большая, хотя скорость резания невелика (6…12м/мин). Так, например, при протягивании отверстия диаметром 30мм одновременно пятью зубьями ширина срезаемого слоя составляет около 470 мм. В целом производительность при протягивании в 3.12 раз выше, чем при других видах обработки;
  2. высокая точность (JT 7… JT8) и низкая шероховатость (Ra 0,32…2,5 мкм) обработанных поверхностей благодаря наличию черновых, чистовых и калибрующих зубьев, а в некоторых конструкциях протяжек еще и выглаживающих зубьев. Протягивание заменяет фрезерование, строгание, зенкерование, развертывание, а иногда и шлифование;
  3. высокая стойкость инструмента, исчисляемая несколькими ты­сячами деталей. Это достигается благодаря оптимальным условиям ре­зания и большим запасам на переточку;
  4. простота конструкции станков, так как при протягивании отсут­ствует движение подачи, поэтому станки не имеют коробок подач, а главное движение осуществляется с помощью силовых гидроцилинд­ров.

К недостаткам протяжек можно отнести:

  1. высокие трудоемкость и стоимость инструмента из-за сложности конструкций протяжек и высоких требований к точности их изготовле­ния;
  2. протяжки — это специальные инструменты, предназначенные для изготовления деталей только одного типоразмера;
  3. высокие затраты на переточку, обусловленные сложностью кон­струкций этих инструментов.

Отсюда экономическая эффективность применения протяжек дости­гается лишь в массовом и серийном производствах. Однако даже на предприятиях с единичным и мелкосерийным производствами протяж­ки могут дать значительный экономический эффект при обработке сложных фасонных отверстий, если формы обрабатываемых поверхно­стей и их размеры имеют узкие допуски. Например, при протягивании многошлицевых отверстий экономически оправдано применение про­тяжек даже при партии 50 деталей в год, а круглых отверстий — не менее 200 деталей.

При проектировании протяжек необходимо иметь в виду следую­щие особенности их работы:

  1. протяжки испытывают очень большие растягивающие нагрузки, поэтому внутренние протяжки обязательно проверяют на прочность по наиболее слабым сечениям;
  2. срезаемая при протягивании стружка должна свободно разме­щаться в стружечных канавках в течение всего времени нахождения режущих зубьев в контакте с заготовкой и свободно выходить из канав­ки после прекращения процесса резания. Поэтому вопросы размещения и разделения стружки по ширине требуют большого внимания. Так, например, при протягивании круглых отверстий не допускаются кольцевые стружки, потому что для освобождения от них протяжек потребо­вались бы большие затраты времени;
  3. длина протяжек должна соответствовать рабочему ходу протяж­ного станка, а также возможностям оборудования для их термической и механической обработки. При этом протяжки должны иметь достаточ­ную жесткость при изготовлении и эксплуатации, поэтому при протяги­вании иногда используют люнеты и другие приспособления.