Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

Число зубьев инструмента выбирается таким образом, чтобы обеспечить высокую производительность обработки, достаточную прочность зуба, свободный отвод и нормальное размещение стружки, целесообразное количество переточек. При увеличении числа зубьев z0 при определенных габаритных размерах инструмента уменьшаются их шаг р, объем стружечных канавок, количество переточек. При этом увеличивается число одновременно режущих зубьев, что способствует более равномерной и плавной работе инструмента и повышению производительности обработки. Но уменьшение объема стружечной канавки приводит к необходимости снижения толщин срезаемых слоев материала заготовки с целью обеспечения свободного размещения и отвода стружки, что ведет к снижению производительности обработки. Однако при уменьшении толщин среза повышается, как правило, качество обработанной поверхности, снижается ее шероховатость. На выбор числа зубьев влияет, таким образом, характер обработки. Инструменты, предназначенные для чистовой обработки, имеют большее число меньших по размерам зубьев, чем черновые. У сборных инструментов элементы и условия крепления ножей требуют дополнительного пространства для их размещения, что ведет к увеличению шага зубьев и соответствующему изменению их числа.

На основании многолетнего опыта проектирования и эксплуатации инструмента число зубьев принимается для спиральных сверл z0 = 2, для ружейных — z = 1, для цилиндрических зенкеров z = = 3...4. Развертки имеют 6... 14 зубьев для диаметров 3...50 мм.

У фрез с остроконечными зубьями число их определяется по формуле

 
 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

Для фрез с крупным зубом коэффициент т = 0,5... 1,5, а с мелким зубом т = 2...2,8. Для торцевых фрез сборной конструкции рекомендуется число зубьев определять при обработке стали по зависимостям:

 
 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

У фасонных затылованных фрез с увеличением высоты профиля детали высота зуба возрастает относительно быстрее, чем диаметр. Поэтому для обеспечения достаточной прочности число зубьев у затыло- ванных фрез в противоположность острозаточенным приходится уменьшать с увеличением диаметра. У затылованных фрез диаметром 40. ..200 мм число зубьев z0 = 16. ..8. У машинных метчиков диаметром 2...50 мм число зубьев z0 = 2...6, ay круглых плашек z0 = 3...7.

Протяжки относятся к инструментам, у которых число режущих зубьев z0 зависит от снимаемого припуска на сторону A:

 
 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

При этом, как было указано выше при рассмотрении габаритных размеров протяжки, имеются технологические и технические ограничения, которые должны учитываться при определении ее числа зубьев.

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

Размеры зубьев и стружечных канавок оказывают большое влияние на работу инструмента. Объем канавки и ее профиль должны быть выбраны таким образом, чтобы стружка свободно выходила, не скоплялась и не запрессовывалась в канавках. Большинство поломок инструмента происходит вследствие защемления стружки в ка-
навках. Кроме того, форма и размеры зубьев должны обеспечить его прочность, достаточное количество переточек, препятствовать появлению концентрации
напряжений, появлению трещин при термической обработке, технологичность конструкции и возможность его изготовления на имеющемся оборудовании.
 
Графическое определение профиля зубьев спирального сверла в торцевом сечении, перпендикулярном к его оси, изображено на рис. 13.2. При построении исходят из условия получения на инструменте прямолинейной режущей кромки, идущей под углом φ к оси сверла. Считаем известными шаг винтовой канавки р, диаметр сердце-
вины и ширину канавки. Шаг винтовой канавки
 
 
 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

Диаметр сердцевины сверла влияет на жесткость и виброустойчивость сверла в работе, а следовательно, и на его стойкость. С увеличением диаметра сердцевины жесткость и прочность сверла возрастают, что способствует увеличению стойкости. Однако при чрезмерном увеличении диаметра сердцевины ухудшается отвод стружки, возрастают длина поперечной кромки, осевое усилие и теплообразование, что вызывает соответствующее снижение стойкости. В результате для определенных условий обработки можно найти оптимальное значение диаметра сердцевины.

Для стандартных сверл универсального назначения диаметры D, мм, следующие:

 
 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Испытания показывают, что при обработке конструкционных сталей универсальными сверлами диаметром до 10 мм можно обеспечить повышение стойкости за счет увеличения диаметра сердцевины на 10...20 %, не производя подточку поперечной кромки.

При обработке особо твердых материалов высокой прочности целесообразно увеличивать диаметр сердцевины до 0,35...0,5 диаметра сверла. В этом случае, чтобы уменьшить вредное влияние поперечной кромки на работу сверла, необходимо произвести подточку перемычки. Диаметр сердцевины стандартного сверла универсального назначения увеличивается к хвостовику на 1,4... 1,8 мм на 100 мм длины.

Ширина канавки в сечении, перпендикулярном к оси сверла, принимается равной ширине зуба, т. е. центральный угол в = 90°. Иногда угол ε у сверл универсального назначения увеличивают до 92,8 °. У сверл, предназначенных для сверления легких металлов, по сравнению с универсальными сверлами рекомендуется выполнять канавки, увеличенные в 1,3—1,5 раза.

Рабочая сторона винтовой канавки, непосредственно примыкающая к режущим кромкам, будет передней поверхностью. Она образуется при винтовом движении режущей кромки. Поэтому при переточках сверла по задней поверхности форма режущей кромки не меняется и неизменными сохраняются условия стружкообразования. Построение выполняется в системе плоскостей проекций V/H. Плоскость Н перпендикулярна к оси сверла, а плоскость V параллельна режущей кромке АВ (ее проекции A1B1 и А2В2). Через периферийную точку А режущей кромки проведёно сечение I, перпендикулярное к оси сверла, линия пересечения которого с винтовой поверхностью канавки будет искомым торцевым сечением канавки сверла. Чтобы отыскать произвольную точку торцевого сечения канавки сверла, на его режущей кромке выберем произвольную точку С. Эта точка при винтовом движении режущей кромки АВ опишет в пространстве винтовую линию СС', расположенную на поверхности канавки. Винтовая линия СС' пересекает сечение I в точке С', которая будет точкой торцевого сечения сверла. Винтовое движение кромки АВ, а следовательно, и рассматриваемой точки С разложим на поступательное движение вдоль оси сверла и кинематически связанное с ним вращательное движение вокруг оси сверла. Если обозначить величину поступательного перемещения вдоль оси через х, то соответствующий этому перемещению угол поворота

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Этот угол между радиусами, соединяющими горизонтальные проекции точек С и С' с центром сверла в истинную величину, изображается в проекции на плоскости Н. Поэтому, повернув вокруг оси сверла точку С на угол εh, найдем искомую горизонтальную проекцию С' точки торцевого сечения канавки сверла.

Аналогично точке С', рассматривая последующие точки режущей кромки, определяются соответствующие им точки торцевого сечения канавки, совокупность которых и будет профилем рабочего участка винтовой канавки сверла в сечении, перпендикулярном к его оси.

Для облегчения построения на режущей кромке целесообразно выбирать ряд равноудаленных точек С, Е, К, отстоящих от сечения l на расстоянии h, 2h, 3h.. Тогда углы поворота горизонтальных проекций этих точек вокруг оси сверла будут соответственно равны εh, 2εh, Зεh. Повернув горизонтальные проекции точек C1E1K1 вокруг оси сверла на углы εh, 2εh, Зεh, получим искомые точки С'Е'К' торцевого сечения канавки сверла. Полученную кривую можно заменить дугой окружности радиуса Rt с центром в точке О2.

Вспомогательная часть профиля канавки сверла выбирается таким образом, чтобы обеспечить получение заданной ширины канавки, т. е. угла ε, плавного сопряжения кривых профиля. Это способствует предотвращению трещин при термообработке сверла. Построив угол е, найдем вторую крайнюю точку М1 расположенную на вспомогательной части профиля. Примем, что вспомогательная часть профиля очерчивается по дуге окружности радиуса R2. Чтобы эта окружность касалась сердцевины сверла и окружности R1 в точке их соприкосновения, ее центр O2 должен лежать на прямой ОO1. С другой стороны, чтобы окружность R2 проходила через точки T1M1t ее центр O2 должен лежать на перпендикуляре к отрезку MiTi, проведенному через его середину. Поэтому точка пересечения рассматриваемого перпендикуляра и прямой OO1 будет центром O2 второй окружности профиля канавки, радиус которой R2 = O2Т1 = О2М1.

Рассмотрение найденного профиля торцевого сечения сверла показывает, что вспомогательный участок профиля сверла заканчивается в точке М1 острым углом.

Некоторые исследователи, изучая прочность сверл, пришли к выводу, что материал сверла в рассматриваемых углах практически не включается в работу и их необходимо округлять, что способствует лучшему использованию материала сверла, снижает концентрацию напряжений и повышает сопротивление кручению.

Основные формы профилей зубьев зенкеров и разверток приведены на рис. 13.3. У спиральных хвостовых быстрорежущих зенкеров профиль канавки аналогичен профилю канавки сверла (рис. 13.3, а) и отличается только меньшей глубиной и большим числом канавок. Для четырехзубых насадных быстрорежущих зенкеров применяется криволинейный профиль канавки (рис. 13.3, б). Угловой профиль канавок также применяется у насадных зенкеров. Изготовление канавок такого профиля производится угловыми фрезами.

Канавки зенкера должны обеспечить достаточное пространство для размещения и отвода стружки. При недостаточном объеме канавки стружка сминается и даже пакетируется, что ведет к поломке режущего инструмента. Глубина канавки h колеблется в пределах h = (0,27...0,1) d, а диаметр сердцевины D1 = (0,45...0,8) d для зенкеров диаметром от 10 до 80 мм.

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

С целью улучшения направления при работе каждый зуб зенкера снабжается цилиндрической ленточкой шириной f = (0,1...0,05) d. Подобно сверлам, у зенкеров ленточки шлифуются не по цилиндру, а с небольшой конусностью. Величина обратной конусности колеблется в зависимости от диаметра зенкера от 0,04 до 0,10 мм на 100 мм длины.

На рис. 13.3, в, г показаны профили зубьев зенкеров с напаянными пластинками твердого сплава. Размеры профилей приняты приблизительно те же, что и для быстрорежущих зенкеров.

Профили зубьев разверток обрабатываются одноугловой или двухугловой (рис. 13.3, д, е) фрезами с углом профиля θ = 65...110°.Одно- угловая фреза дает менее чистую переднюю поверхность развертки по сравнению с двухугловой фрезой. Она неприменима для фрезерования разверток с винтовыми зубьями. Для средних и крупных размеров используется также профиль с очертанием спинки зуба по радиусу (рис. 13.3, ж). При определении профиля зубьев твердосплавной развертки необходимо учитывать толщину пластины из твердого сплава и создавать достаточно жесткую опору под нее. Во избежание появления трещин при закалке впадина канавки должна быть закруглена радиусом 0,3...0,8 мм. Развертки, как правило, имеют неравномерное распределение зубьев по окружности. Например, у развертки с числом зубьев z0 = 8 угловой шаг принимается равным ω1 = 42, ω2 = 44, ω3 = 46, ω4 = 48, ω5 = 42, ω6 = 44, ω7 = 46 и ω8 = 48° при среднем его значении ω = 45°. При таком распределении шага каждая пара противоположных зубьев лежит на одном диаметре, что упрощает изготовление и контроль развертки.

Неравномерное распределение способствует повышению точности и чистоты обработанной поверхности.

Для остроконечных фрез на практике применяют три типа профилей зубьев (рис. 13.4). Для фрез с мелким зубом принята трапецеидальная форма профиля (рис. 13.4, с). Угол профиля зуба η принимают равным 45....50°. Тогда угол канавки θ для фрез с передним углом γ = 0 будет

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Угол θ должен соответствовать углу профиля угловой фрезы, с помощью которой фрезеруются канавки. Ширина вершины зуба f = = 0,5...2,0 мм. Для избежания появления трещин при термической обработке впадина зуба закругляется радиусом r = 0,5...2,0 мм. Затачивание таких фрез производится по задней поверхности. Поэтому с точки зрения числа возможных переточек, а следовательно, и срока службы фрезы целесообразно увеличивать высоту зуба. Но в этом случае уменьшаются прочность и жесткость зубьев. Сопоставление этих условий обеспечивает выбор оптимальной величины высоты зуба. Для рассматриваемых фрез она обычно принимается равной 0,5...0,65 окружного шага.           

Для фрез с крупным зубом применяется усиленная форма профиля (рис. 13.4, б). Канавка зуба такой фрезы обрабатывается сначала угловой фрезой с углом θ = 60...65°, а затем зуб срезается по спинке под углом, большим заднего угла α на 10...20° с оставлением фаски f. В третьей форме профиля зуба (рис. 13.4, в) ломаная линия затылка зуба второго типа заменена окружностью радиуса, приблизительно равного 0,3...0,45 диаметра фрезы. У дна впадины зуба делается закругление радиусом r — (0,4...0,6) H, где H — высота зуба, равная 0,3....0,45 окружного шага. Фрезерование канавки при криволинейной форме зуба производится за один проход специально спроектированной фрезой. Криволинейная форма зуба обеспечивает большее пространство и лучшие условия стружкообразования. Зуб такой формы приближается к балке равного сопротивления, нагруженной усилиями резания. В результате он может.выдержать большую нагрузку и позволяет применять повышенные режимы резания.

Зубья рассматриваемых фрез затачиваются по задней поверхности с оставлением контрольной ленточки порядка 0,02...0,03мм, что позволяет обеспечивать небольшое биение зубьев.

В зависимости от типа фрез стружечные канавки располагаются на исходной цилиндрической либо конической, либо фасонной поверхностях. При фрезеровании таких канавок необходимо так установить

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

угловую фрезу относительно заготовки, чтобы получить по всей длине обрабатываемого зуба фаски f одинаковой ширины.

Рассмотрим форму стружечной канавки фасонной фрезы с остроконечными зубьями и найдем профиль дна стружечной канавки. Его необходимо давать на чертеже фрезы, чтобы по нему можно было построить профиль копира для обработки стружечных канавок. Будем считать, что передняя плоскость фрезы идет параллельно ее оси и отстоит от нее на расстоянии Е (рис. 13.5), благодаря чему создаются на режущей части положительные передние углы у.

Изобразим режущую часть фрезы. За плоскость W примем плоскость, параллельную передней плоскости рассматриваемого зуба, а за плоскость V — плоскость, перпендикулярную к оси фрезы. Тогда на плоскость W режущая кромка AВ будет проектироваться в истинную величину, а на плоскость V — в след Рv передней плоскости.

Зная число зубьев фрезы, проводим след Rv передней плоскости соседнего зуба. Перпендикулярно к оси фрезы возьмем сечение I—I. С режущей кромкой рассматриваемого зуба оно пересекается в точке С, а с кромкой соседнего зуба — в точке К, которая определяется как точка пересечения передней плоскости R с окружностью СК вращения точки С вокруг оси фрезы.

От точки К по хорде окружности СК откладываем отрезок КО, соответствующий принятой величине фаски f. Через точку О должна пройти граница стружечной канавки. Из точки О на переднюю плоскость Р опускаем перпендикуляр ОМ, который условно примем за ось угловой фрезы. В сечении плоскостью I—I профиль этой фрезы будет ломаной линией о'е'т', имеющей закругление во впадине радиуса r и угол θ между прямыми О'Е и ЕМ. Вращаясь вокруг оси ОМ, рассматриваемый профиль будет описывать поверхность вращения И, которая и будет формировать канавку фрезы. Дно канавки фрезы будет создаваться при этом вершинной точкой профиля. Вершинная точка профиля, вращаясь вокруг оси ОМ, будет описывать окружность радиуса R, которая в истинную величину будет проектироваться на плоскость W.

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 
 

Подобным образом, рассматривая ряд сечений, перпендикулярных к оси фрезы на плоскости W, получим совокупность окружностей, формирующих дно стружечной канавки. Профиль дна стружечной канавки определяется как огибающая к совокупности этих окружностей,

Ось реальной одноугловой фрезы должна располагаться в плоскости, проходящей через ось условной фрезы ОМ и линию ее контакта с поверхностью стружечной канавки. Исходя из этого определяется положение оси угловой фрезы и строится копир, обеспечивающий необходимое ее перемещение при фрезеровании стружечной канавки фасонной фрезы.

В этом случае у реальной угловой фрезы и условных фрез линии контакта с поверхностью стружечной канавки будут одними и теми же, а следовательно, реальной фрезой будет обработана такая же канавка, как и условными фрезами.

Фрезерование стружечных канавок фасонных фрез и требуемые перемещения одноугловой фрезы могут быть осуществлены также на станках с программным управлением.

Стружечные канавки фасонных фрез с вогнутым профилем, очерченным дугой одной окружности, можно фрезеровать без копира. Для этого нужно взять диаметр угловой канавочной фрезы такой величины, чтобы ее наружная окружность совпала с профилем дна стружечной канавки либо незначительно отклонялась от него.

Форма профиля зуба затылованной фрезы с нашлифованной задней поверхностью показана на рис. 13.6. Она характеризуется величиной затылования К, углом профиля θ, радиусом закругления дна канавки r и высотой зуба Н. Величина затылования

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Радиус r закругления впадины канавки колеблется в пределах D = 1...5 мм. Угол θ профиля стружечной канавки принимается равным θ = 18, 22, 25, 30°. Высота зуба фрезы подсчитывается по соотношению

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Основными параметрами, характеризующими размеры канавок метчиков, являются: диаметр сердцевины, ширина зуба р и угол  у нерабочей кромки зуба (рис. 13.7). Диаметр сердцевины выбирается исходя из двух основных противоречивых требований] 1) необходимо обеспечить достаточное пространство для стружки, уменьшая диаметр сердцевины; 2) метчик должен быть достаточно прочным, а следовательно, иметь увеличенный диаметр сердцевины. Рекомендуемая величина диаметра сердцевины колеблется в пределах 0,4...0,6 диаметра метчика.

Большие величины диаметра сердцевины принимаются у метчиков с большим числом канавок, а также при нарезании резьбы в труднообрабатываемых материалах, где особенно важное значение приобретает прочность инструмента.

При выборе ширины зуба р необходимо учитывать, что с увеличением ширины зуба возрастают усилия трения, повышается опасность забивания канавки стружкой. Это может привести к поломке метчика. Однако чрезмерное уменьшение ширины зуба приводит к уменьшению количества переточек и ухудшает направление метчика при работе. Рекомендуемое значение ширины зуба д/Гя обработки стали и чугуна колеблется в пределах 0,4...0,25 диаметра метчика. У метчиков, предназначенных для обработки алюминиевых сплавов, увеличивают объем канавок и величину переднего угла и снижают ширину зуба до 0,3... ...0,22 диаметра инструмента.

Канавки метчика должны быть образованы таким образом, чтобы при вывинчивании зуб метчика своей обратной стороной не срезал и не портил нарезанной резьбы. С этой точки зрения целесообразно уменьшать угол ξ у нерабочей кромки зуба. Но при малом значении угла ξ может наблюдаться защемление стружки при вывинчивании метчика. Поэтому наиболее часто принимают угол ξ = 85...70°. Профиль стружечных канавок метчика очерчивают дугами окружностей, а также плавно сопрягаемыми с ними отрезками прямых.

Метчики обычно изготовляются с прямыми канавками. Для обеспечения лучшего отвода стружки применяют метчики с углом наклона винтовых канавок 10...20°. При нарезании резьбы в глухих отверстиях праворежущими метчиками принимается правое направление канавок, а в сквозных отверстиях — левое направление. Это позволяет отводить стружку в сторону хвостовика при обработке резьбы в глухих отверстиях, и в противоположном направлении — при обработке резьбы сквозных отверстий. Нарезание резьбы в легких сплавах и других пластичных материалах, обладающих небольшой прочностью, целесообразно вести метчиками с повышенным углом наклона винтовой канавки до 30...40°. Винтовые стружечные канавки приводят к некоторому уравновешиванию осевых усилий резания, облегчают вывод стружки и подвод смазывающе-охлаждающей жидкости в зону резания, создают более благоприятные геометрические параметры на режущей части, способствуют повышению стойкости метчиков. Форма стружечных канавок протяжек существенно влияет на процесс формирования и схода стружки. Форма впадины зуба должна способствовать плавному завиванию стружки в плотный валик и ее свободному размещению во впадине. Применяемые на практике формы стружечных канавок показаны на рис. 13.8.

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

При протягивании сталей и других металлов, дающих сливную стружку, рекомендуется двухрадиусная форма канавки (рис. 13.8, а), которая обеспечивает хорошие условия для формирования и размещения стружки в довольно большом объеме.

Однорадиусная форма с плоской спинкой зуба (рис. 13.8, б) проста в изготовлении и применяется при обработке хрупких металлов, а также стали при больших шагах зубьев. Основные размеры стружечных канавок обеих форм определяются следующими соотношениями, установленными экспериментально;

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Двухрадиусная специальная форма с выступом у дна канавки (рис. 13.8, в) сложна в изготовлении, но обеспечивает хорошее удаление стружки при обработке пластичных материалов с большими толщинами среза и высокими скоростями резания. Удлиненная форма стружечных канавок (рис. 13.8, г, д) рекомендуется для протяжек, применяемых при обработке длинных деталей.

Шаг t режущих зубьев является важным конструктивным элементом. При выборе шага необходимо учитывать, что с уменьшением его сокращается длина протяжки, снижается ее стоимость, повышаются производительность и качество обработанной поверхности. При уменьшении шага и неизменной толщине среза возрастает число
одновременно работающих зубьев.

В результате этого растут усилия протягивания, возникает опасность разрыва протяжки, уменьшается объем стружечной канавки и ухудшаются условия формирования и размещения стружки, сокращаются число возможных переточек, а следовательно, и долговечность инструмента.

При проектировании протяжек решающими факторами, определяющими величину шага, являются условия вместимости стружки во впадине зуба и прочности протяжки. Кроме того, при выборе шага необходимо обеспечить одновременную работу не менее двух зубьев протяжки. Наиболее часто шаг зубьев определяется из условия достаточно свободного размещения стружки. При таком расчете площадь активной части канавки, в пределах которой может размещаться стружка, приближенно принимается равной площади круга fK радиусом r = h/2 (рис. 13.9), т. е. площади

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

 Площадь осевого продольного сечения слоя, срезаемого одним зубом,

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Витки стружки, находясь во впадине зуба, неплотно прилегают друг к другу. Поэтому для обеспечения свободного размещения стружки необходимо, чтобы площадь впадины fк была больше площади fср осевого сечения срезаемого слоя.

Отношение площади активной части канавки к площади осевого сечения срезаемого слоя называют коэффициентом заполнения стружечной канавки

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

который всегда больше единицы. Он определяется экспериментально и зависит от свойств обрабатываемого материала, толщины среза, износа протяжек и т. п. Величина коэффициента заполнения стружечной канавки колеблется в пределах от 2,0 до 5,5. Меньшие значения коэффициента заполнения соответствуют обработке малолегированных сталей с малыми толщинами среза. При известном коэффициенте заполнения k стружечных канавок необходимая глубина впадины h и шаг между зубьями t определяются по формулам

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Для получения лучшего качества обработанной поверхности шаг зубьев выполняется переменным, так как равномерный шаг способствует появлению поперечных рисок на протягиваемой поверхности. Это объясняется тем, что при протягивании зубья последовательно входят и выходят из соприкосновения с заготовкой. В моменты входа и выхода зубьев наблюдается резкое изменение нагрузки и связанное с этим периодическое изменение упругой деформации детали и протяжки. В результате «ударов» (изменения нагрузки и деформаций) режущие кромки зубьев дают отпечатки на протягиваемой поверхности, которые при равномерном шаге затем усиливаются следующими зубьями протяжки. Риеки значительно уменьшаются по своей величине и рассеиваются по протягиваемой поверхности при неравномерном шаге зубьев. Величина неравномерности шага зубьев колеблется от = 0,3 мм для небольших шагов до = l мм при шаге свыше 18 мм. При обработке протяжки подвергаются сложной деформации (растяжению, сжатию, изгибу) и определить действительные напряжения, возникающие в материале протяжек, с учетом концентраций напряжений трудно. При конструировании протяжек обычно учитывают основную деформацию, возникающую под действием осевой составляющей усилия протягивания, и проверяют прочность инструмента расчетом на разрыв. В этом случае максимальное напряжение

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Сила резания при протягивании складывается из суммы сил, приложенных ко всем одновременно режущим зубьям. При обычно принимаемом количестве стружкоразделительных канавок на каждом зубе условия деформации узкой полосы срезаемого слоя между соседними канавками и свертывания его в отдельную стружечную спираль практически не зависят от кривизны участка режущего лезвия, расположенного между двумя канавками. Поэтому усилие протягивания

 

 

Размеры режущих зубьев и стружечных канавок

 

 

Максимальное число одновременно работающих зубьев получается при округлении результата подсчета по этой формуле до целых чисел в большую сторону.

Величины силы резания на 1 мм длины режущей кромки определяются экспериментально. Максимальное усилие протягивания должно быть 0,9...0,7 наибольшего тягового усилия станка, чтобы предотвратить его перегрузку и остановку в работе. Величину допускаемого напряжения для протяжек из быстрорежущей стали принимают при расчете на прочность не более 300...400 МПа.

В тех случаях, когда протяжка с основной канавкой не удовлетворяет условиям прочности, а пространство для размещения стружки достаточное, возможно применение более мелких канавок с глубиной, равной (0,25...0,3) t. В этом случае увеличивается площадь поперечного сечения и соответственно снижаются напряжения. Чтобы уменьшить усилия протягивания, нужно уменьшить число одновременно работающих зубьев или снизить принятую при конструировании толщину среза а. При заданной длине детали уменьшение числа одновременно работающих зубьев достигается за счет перехода на больший шаг режущих зубьев.

Прогрессивным в улучшении условий работы протяжки и снижении усилий резания при неизменном поперечном сечении среза является применение более целесообразных схем срезания металла, в частности схем резания с увеличенной толщиной среза а и соответственно уменьшенной шириной среза b. Опыты показывают, что увеличение в 2 раза толщины среза от 0,02 до 0,04 мм и снижение соответственно в 2 раза ширины среза b приводят (при той же производительности процесса) к снижению усилия протягивания в 1,3 раза.

 

 

Смотрите также