Протягивание вид обработки металлов резанием, при котором используется специфический инструмент, так называемые протяжки. применяется для обработки внутренних.

Термообработка инструмента

Термообработка (Т обр) протяжки включает в себя закалку и отпуск. От процесса термообработки зависит качество изготавливаемого инструмента. При Т обр. следует устранить окисление в поверхностном слое и уменьшить вероятность возникновения дефектов.

Закалка идет при температуре 1200-1300
С. При этом каждая партия требует определенной точности температур, скорости нагрева, которые определяются опытным путем. Для уменьшения дефектов вводят ступенчатый нагрев в зависимости. Нагрев происходит в соляных ваннах для исключения контакта инструмента с внешней средой. Инструмент должен находиться в вертикальном положении. Охлаждение осуществляется различными методами в зависимости от формы инструмента. Инструмент простой формы охлаждается в масле, сложной формы — в соляной ванне до температуры 400-450
С, с последующим охлаждением на воздухе.

Отпуск производится для снятия внутренних напряжений инструмента. Твердость быстрорежущей стали при отпуске увеличивается. При закаливании инструментов из быстрорежущей стали мы имеем до 20% остаточного аустенита (т.е. аустенита не успевшего перейти в мартенсит) Поэтому главной целью отпуска считается уменьшение остаточного аустенита, ухудшающего свойства режущего инструмента.

Для инструментов из быстрорежущих сталей производят высокий отпуск при температурах 500-600
С. После отпуска не весь остаточный аустенит переходит в мартенсит. Его остаток составляет около 8%. Для того чтобы уменьшить это количество производят нагрев перегретым паром: при этом инструмент чернеет, т.к на его поверхности образуется оксидная пленка, которая уменьшает его коэффициент трения, или обработку холодом: инструмент помещают в жидкий азот или воздух при температуре — 200
С. при этом остаточный аустенит переходит в мартенсит.

Разновидности и конструкция протяжек

Протяжки классифицируются по целому ряду параметров. Выделяют следующие виды протяжек:

1. с режущей частью, изготовленной из быстрорежущей, инструментальной стали или твердого сплава;
2. цельные или сборные – в зависимости от конструктивного исполнения;
3. одно- или многопроходные – в зависимости от того, сколько протяжек содержится в одном рабочем комплекте;
4. работающие по ступенчатой, профильной или прогрессивной методике – в зависимости от того, каким способом с поверхности детали снимается припуск;
5. с прямым и наклонным или винтовым и кольцевым расположением режущих лезвий на рабочей части.

Значимые элементы круглой протяжки

Различные типы протяжек выделяют и по их основному назначению, причем такую классификацию можно назвать одной из самых важных. Так, в зависимости от данного параметра различают протяжки для наружных и внутренних поверхностей. При помощи инструмента, предназначенного для выполнения наружных работ, можно выполнять обработку поверхностей различной конфигурации (шестерни, профили елочного типа, пазы, в том числе и Т-образного типа, цилиндрические валы, канавки различной формы, в том числе и «ласточкин хвост», шлицевые валы и др.).

Протяжкой могут обрабатываться поверхности различного профиля

Обработка протягиванием отверстий является более распространенной технологической операцией, чем обработка протягиванием наружных поверхностей. Используя протяжной станок и протяжку, можно обрабатывать внутренние поверхности следующих типов:

• шпоночные пазы;
• канавки винтового типа;
• отверстия круглой формы (протяжки для круглых отверстий);
• отверстия с различным количеством граней (гранные протяжки);
• отверстия со шлицами (протяжки шлицевые).

Шлицевая протяжка для обработки отверстий

Передняя часть

Это направляющий элемент. Перед обработкой деталь фиксируется именно на передней части инструмента, которая затем плавно передает обрабатываемую поверхность на режущие кромки протяжки. Номинальное сечение передней части инструмента и размер обрабатываемого отверстия должны совпадать, а выбор степени посадки осуществляется с учетом требуемой величины зазора между протяжкой и стенками отверстия.

Хвостовик

При помощи этого элемента протяжку фиксируют в патроне используемого оборудования. Для протяжек как круглого, так и плоского типа размеры хвостовиков строго оговариваются положениями соответствующих нормативных документов (ГОСТы 4043-70 и 4044-70).

Стандартный хвостовик шлицевой протяжки

Режущая часть

Данный элемент протяжки состоит из множества зубьев и отвечает за снятие с обрабатываемой поверхности требуемого припуска. Геометрические параметры режущих зубьев протяжки, начиная от ее передней части и заканчивая задней, постепенно изменяются. Так, передний зуб имеет форму и размеры отверстия, которое предстоит обрабатывать, а задний режущий элемент отличается геометрическими параметрами, соответствующими характеристикам уже готового отверстия. За счет того, что высота зубьев протяжки постепенно увеличивается к ее задней части, при выполнении обработки отсутствует движение подачи, при этом припуск с обрабатываемой поверхности эффективно снимается.

Основные элементы режущей части шпоночной протяжки

Опорная цапфа

Этим элементом оснащаются длинные и тяжелые протяжки для того, чтобы обеспечить их поддержку при помощи люнета.

Задняя направляющая часть

Данная часть протяжки необходима для того, чтобы обрабатываемую деталь не перекосило при выходе из ее отверстия последнего режущего зуба.

Калибрующая часть

Этот элемент характеризуется меньшим количеством зубьев, чем режущая часть протяжки. Форма и размеры зубьев, расположенных на калибрующей части, полностью идентичны аналогичным параметрам готового отверстия.

С целью выявления погрешностей параметры протяжек периодически контролируются. На фото показана проверка переднего и заднего углов шпоночной протяжки

Похожие:

Документы

2 Шлицевые протяжки и другие их виды: какими бывают, в каких областях используются?

Описываемый нами инструмент классифицируется по нескольким различным параметрам:

• по материалу, из которого выполняется их режущая часть: из быстрорежущей, инструментальной стали, твердых сплавов;
• по исполнению: сборные или цельные;
• по количеству протяжек в одном комплекте: много- либо однопроходные;
• по используемому методу удаления припуска (его срезания с заготовки): со ступенчатым, профильным, прогрессивным вариантом резки;
• по направлению лезвий: с наклонными и прямыми зубьями, либо с винтовыми и кольцевыми.

Наиболее же важной является классификация по назначению приспособлений. В этом случае их делят на инструмент для работы с наружными и внутренними поверхностями

Протяжки для наружной обработки дают возможность протягивать елочные профили, зубчатые колеса, пазы Т-образного типа, поверхности цилиндрических валов, канавок вида «хвост ласточки», разных по профилю шлицев на валах и так далее.

Инструмент для обработки отверстий (то есть для выполнения протягивания внутренних поверхностей) более распространен и освоен достаточно давно. К таким протяжкам относят те, которые используются для обработки:

• различных пазов – шпоночные;
• винтовых канавок;
• отверстий круглой формы – круглые;
• многогранных отверстий – гранные;
• отверстий с любым видом шлицев – шлицевые.

Приспособления для протягивания внутренних поверхностей весьма разнообразны, но при этом их геометрические и конструктивные показатели идентичны:

Проектирование операций, выбор баз и оборудования

Проектирование операций представляет собой материализацию экономичных методов обработки. Выбор оборудования ведется с учетом типа производства. Производим выбор технологических баз. При выборе технологических баз следует использовать принцип совмещения баз, т.е. в качестве технологической базы использовать поверхность, являющуюся измерительной базой или сразу технологической, измерительной и конструкторской.

Технологические базы — базы, используемые для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления.

Конструкторские базы — базы, используемые для определения положения детали в узле.

Для уменьшения погрешностей в процессе обработки желательно, чтобы технологические и измерительные базы совпадали. Для стержневого инструмента «протяжки» за базовую поверхность принимаем центровые отверстия. Зажимом служат центра упорные ГОСТ 13214-79, поводковый патрон 7102-0003 ГОСТ 14309-69 и поводковый хомутик 7107-0066 ГОСТ 164880-70.

Разновидности протяжек

Для укладки КЛ можно пользоваться различными протяжными устройствами, которые отличаются по типу материала. В большинстве случаев используются:

• сталь;
• стекловолокно;
• нейлон.

Для каждого вида протяжки имеется конкретная зона применения.

Стекловолоконное УЗК рекомендуется использовать для протягивания проводов в прямолинейном направлении, в том числе через каналы малого диаметра. Это обусловлено тем, что стекловолокно имеет высокие показатели жесткости. Их использование для укладки КЛ с прямыми или тупыми углами практически невозможно, так как при малейшем изгибе стекловолокна оно стремится принять первоначальную форму. Данный процесс сопровождается механическим разрушением стекловолокна.

Кабельная протяжка из стекловолокна

УЗК из стали предназначено для протягивания токопроводящих жил как по прямым каналам, так и по углам в девяносто градусов. Оно может выпускаться в виде стального троса или ленты, которые покрываются нейлоновой оболочкой. Это способствует увеличению прочности на изгибах, а также минимизации вероятности деформации в процессе растягивания проводов.

УЗК Greenlee из стальной проволоки

Нейлоновые протяжки используются для прокладки кабелей в самых затрудненных условиях. Ее можно применять в защитных трубах, коробах маленького диаметра, а также при протяжке проводов в гофре и рядом с действующими кабельными линиями.

Нейлоновая протяжка для кабеля

Благодаря развитию технологий, удалось получить протяжные устройства, которые обладают следующими показателями:

• минимальное трение;
• увеличенная прочность;
• повышенная износостойкость;
• возможность использования в любых климатических условиях.

Нюансы выбора протяжки

При подборе УЗК рекомендуется учесть длину протягиваемого кабеля, а также его сечение. Если неизвестно точное значение длины прокладываемого проводника, то следует запастись протяжной бухтой большего размера, порядка 50 метров. При приобретении зонда с меньшей длиной, чем имеет технологический канал — устройство будет бесполезным. Понадобится учитывать планируемую схему раскладки проводов, чтобы подобрать соответствующий материал УЗК.

Необходимо иметь в виду, что использование двух и более протяжек соединенных между собой посредством механизма для удерживания провода сопровождается снижением показателей управляемости протяжного устройства.

Устройство протяжки кабеля позволяет качественно и быстро смонтировать проводку в любом помещении. Главное, правильно подобрать зонд, учитывая материал изготовления, длину и сечение.

Виды операций протяжки

ПоковкиПротяжкаРаскаткаРазгонка

Кроме протяжки на плоских и в вырезных бойках, применяемой при изготовлении поковок типа гладких и ступенчатых валов и брусьев, поковки типа колец и толстостенных труб изготовляют с помощью раскатки на оправке и протяжки с оправкой. Разновидностью протяжки является также разгонка.

Раскатка на оправке

Раскатку на оправке выполняют, используя вместо нижнего бойка специальный инструмент, состоящий из двух опор 5 и цилиндрической оправки 3 (рис. 10.20, а). Нагретую и предварительно прошитую заготовку 1 деформируют верхним плоским узким бойком 2 на оправке 3 играющей в данном случае роль нижнего бойка. После каждого удара молота или нажатия пресса заготовку поворачивают на некоторый угол. В результате такой деформации толщина кольца 4 уменьшается, ширина незначительно увеличивается, сечение также уменьшается и, следовательно, увеличивается его диаметр. В начале раскатки используют оправку, диаметр которой равен примерно 0,9 диаметра отверстия в заготовке, затем применяют оправки большего диаметра. После получения основных необходимых размеров образовавшиеся неровности сглаживают, придавая поковке требуемые окончательные размеры.

Рис. 10.20. Схемы раскатки на оправке (а) и протяжки с оправкой (б): 1,6 — заготовки, 2 — боек, 3,7- оправки, 4 — кольцо после раскатки, 5 — опора, 8 — бурт

Раскатку на оправке применяют при изготовлении различных колец, обечаек, зубчатых венцов, бандажей и других подобных деталей.

Протяжка с оправкой

Протяжку с оправкой применяют при изготовлении пустотелых удлиненных поковок для деталей типа толстостенных цилиндров, орудийных стволов, направляющих колонн и др. Изделия могут быть гладкими или с уступами. Предварительно прошитую и нагретую заготовку 1 (рис. 10.20, б) надевают на коническую оправку 7 и деформируют на молоте или прессе с использованием вырезных, комбинированных или плоских бойков. При каждом ударе или нажатии поковку поворачивают и после одного или нескольких поворотов перемещают вдоль ее оси на величину а. Чтобы диаметр заготовки не увеличивался, а происходило только ее удлинение и уменьшение толщины, ковку ведут узкими бойками с небольшой продольной подачей.

В процессе ковки заготовка плотно охватывает оправку. Чтобы облегчить съем поковки, применяют оправки конической формы с буртом 8; конусность оправки составляет 1 : 100 . . . 1 : 150. Съем поковки с оправки облегчается также при правильном направлении продольной подачи. Исходную заготовку надевают на оправку к ее бурту и куют, начиная с края заготовки, противоположного бурту. В процессе обжатия заготовка зажимает оправку на этом участке. При деформации следующего участка металл под бойками стремится течь в разные стороны, но из-за наличия бурта слева он течет только вправо. В результате зажатый ранее участок заготовки сталкивается вправо на коническую часть оправки меньшего диаметра, что и обеспечивает съем поковки с оправки.

Оправка при протяжке работает в очень тяжелых температурных и силовых условиях. Для охлаждения оправки в ее центральной части выполняют отверстие, через которое пропускают воду. Чтобы уменьшить силы трения между деформируемым металлом и оправкой, поверхность последней покрывают термостойкой смазкой. Кроме того, систематически проверяют поверхность оправки, с тем чтобы на ней не было забоин, трещин и других дефектов. Оправку необходимо извлекать из поковки сразу же по окончании ковки.

Протяжка на молоте

При протяжке заготовок на молоте или прессе особенно следят за тем, чтобы заготовка лежала на зеркале (рабочей поверхности) нижнего бойка всей своей плоскостью. Перед началом выполнения протяжки легким ударом молота или нажатием пресса заготовку необходимо выправить, чтобы обеспечить ее надежное прилегание к бойку.

Разгонка

Рис 10.21 — Схема формоизменения при разгонке (а) и выполнение разгонки полу круглой раскаткой (б)

Разгонку (рис. 10.21, а) применяют для уширения всей поковки или ее части, как правило, концевой. Операцию можно выполнять как протяжку широкими бойками при больших подачах заготовки либо с помощью полукруглых раскаток при поэтапном деформировании (рис. 10.21,б).

Конструктивные элементы внутренних протяжек

Внутренняя протяжка имеет следующие конструктивные элементы: хвостовик с длиной l₁, служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка и передачи силы резания, шейку длиной l₂, переходный направляющий конус длиной l₃, переднюю направляющую l₄, рабочую часть длиной l₅, которая состоит из участков длиной l₆ с черновыми зубьями, длиной l₇ с чистовыми зубьями и участка l₈ с калибрующими зубьями, заднюю направляющую часть длиной l₉ и задний хвостовик l₁₀.

На рабочей части протяжки (длина l₅) расположены черновые, чистовые и калибрующие зубья. Чистовые зубья имеют меньший подъем зуба, чем режущие. Режущие зубья предназначены для снятия основного припуска с обрабатываемой поверхности заготовки. Подъем на зуб S_z определяется в зависимости от типа протяжки и обрабатываемого материала. Форма режущих зубьев в сечении, проходящем через ось протяжки. Режущие кромки обычно расположены в плоскости, перпендикулярной к оси.

Расстояние между лезвиями режущих зубьев, то есть шаг р, является одним из основных размеров, определяющих конструктивные элементы, конструкцию протяжки и её работоспособность. Между зубьями расположены стружечные канавки. Форму и размеры зуба и стружечной канавки устанавливают исходя из условий возможности резания и образования стружки, размещения стружки в канавке и прочности зуба. Они зависят от шага зубьев р, высоты h_к стружечной канавки, ширины b спинки зуба, переднего γ и заднего α углов; основание канавки делают в форме дуги радиусом r_к. Передний угол γ принимают в зависимости от обрабатываемого материала: для стали γ = 10—20°, для чугуна γ = 5—8°. Задний угол на режущих зубьях α = 3—4°, на чистовых α = 2°, на калибрующих α = 1°. Зубья с прямолинейной спинкой применяют для материалов, дающих стружку надлома, с радиусной спинкой — для вязких материалов, дающих сливную стружку. Канавки удлиненной формы применяют при обработке отверстий, прерывистых по длине, а также при большой длине протягивания.

Описание полуавтоматического станка модели 7534

Еще одним ярким представителем своего класса является полуавтоматическая модель 7534 горизонтально протяжного станка.

Протяжной станок 7534

Данный станок по металлу, также, как и предыдущая модель, применяется для обработки не только круглых и шлицевых отверстий, но шпоночных пазов различной формы методом горизонтальной протяжки.

Особенностью этого отрезного станка является возможность установки дополнительного оборудования, с помощью которого становится доступной не только обработка внутренней, но и наружной поверхности деталей всевозможных размеров и конфигураций. Кроме того, на протяжной станок 7534 разрешается установка и полностью автоматизированной системы для разгрузки и погрузки, которая вкупе с ЧПУ позволяет сделать весь рабочий процесс полностью автоматизированным.

Станок горизонтальной протяжки имеет в своем арсенале следующие особенности:

• автоматизированную систему смазки, подача которой к трущимся деталям осуществляется дозировано;
• встроенную систему сигнализации, срабатывающую в случае нарушения или полного прекращения подачи смазочного материала;
• аксиально – поршневой насос, обеспечивающий работу гидравлического привода во время рабочего цикла;
• систему электрического контроля за степенью очистки рабочей жидкости, которая заключается в двойной степени фильтрации используя фильтр тонкой очистки;
• систему воздушного охлаждения масла, находящегося в гидравлике металлообрабатывающего станка.

Полуавтоматический станок серии 7534 обладает следующими техническими характеристиками:

• рабочий ход горизонтально расположенных направляющих салазок составляет 160 см.;
• мощность имеющегося тягового усилия равно 250 кН;
• скорость движения детали во время производственного цикла достигает 13 метров в минуту;
• максимальный наружный размер детали, подлежащей обработки, соответствует 60 см.;
• номинальный вес станка 6250 кг.

Оборудование для протягивания

Инструменты

Шлицевая протяжка для изготовления шлицевых отверстий может иметь определенное количество резцов разной конфигурации. Этот факт позволил разделить инструмент на такие виды:

• с количеством шлицов 6, 8 и 10 (шести-, восьми- и десятишлицевые);
• острошлицевые;
• эвольвентные.

Этот инструмент работает на растяжение, поэтому подача при протягивании отсутствует. Движение вращательное или поступательное.

Различают шлицевые протяжки по длине, конструкции, форме зубьев. Это зависит от схемы резания. Они могут предназначаться для изготовления отверстий разной формы. Соответственно, для этих целей может понадобиться, например, круглая протяжка, протяжка квадратная или другой формы. Особенностью является наличие нескольких ступеней по длине с разными по величине подъемами на зуб. Это связано с величиной срезаемого слоя. Проектирование изделия – процесс трудоемкий, впрочем, как и выбор материала, да и процесс изготовления тоже не из легких. Требует определенного объема знаний и навыков. Поэтому протяжки шлицевые стоят довольно дорого. Этот факт определил выбор производства, где такой инструмент применяется: серийное, многосерийное, массовое.

Станки

Чаще всего в компаниях по производству деталей с помощью протяжек шлицевых работы выполняют на станках вертикально- и горизонтально-протяжных, непрерывной подачи заготовок и с числовым программным управлением. При этом выбор марки станка осуществляют с учетом величины тяговой силы и длины хода, указываемых в паспортных данных соответственно в кН и мм. Производительным считается станок с показателями, находящимися в пределах 100÷1000 кН и 1200÷2000 мм.

На видео показан процесс протягивания: