загрузка...
 
6.4 Схеми зрізування  шарів металу
Повернутись до змісту

6.4 Схеми зрізування  шарів металу

Відомо, що схема зрізування шарів металу істотно впливає на конструкцію різальної частини інструменту і на його стійкість. Схема показує, яким чином весь припуск розподіляється між зубами протяжки. При протягуванні бувають дві схеми   зрізування   шарів:

одинарна або звичайна (рис. 6.7, рис. 6.1), коли припуск рівномірно розподіляється між усіма зубами;

групова (рис. 6.8), при якій припуск розподіляється між групами зубів, а в межах групи шар металу товщиною аг розподіляється по ширині.

 

У групі по два зуби і більше. Протяжки, які працюють за першою схемою, називають протяжками одинарного різання, а за другою - протяжками  групового    різання.

 

При протягуванні отворів за одинарною схемою шар, що зрізується, являє собою порожнистий циліндр з товщиною стінки, яка дорівнює величині підйому на зуб. Закручування стружки на передній поверхні повинно перетворити цей циліндр у тор або у процесі цього закручування розірвати його. Якщо б утворився тор у западині перед зубом протяжки, то після обробки деталі необхідно було б розрубувати і видаляти кільця із кожної западини протяжки. Сили при цьому непомірно зросли б і могли перевищити допустимі за міцністю інструменту, або за тягловим зусиллям верстата. Тому для спрощення процесу стружкоутворення на кромках сусідніх різальних зубів роблять у шаховому порядку стружкорозділювальні канави (рис. 6.9). При цьому шар, що зрізується, розділяється на окремі стрічки, які порівняно легко сходять по передній поверхні зуба протяжки, вільно розміщуються у западині між зубами і випадають після виходу протяжки із отвору деталі.

Наявність стружкорозділювальних канавок на зубах одинарної протяжки спричиняє і деякі негативні явища.

 

По-перше, на стружці створюється ребро жорсткості, унаслідок чого стружка закру-чується з великим зусиллям,  діа-метр вала виходить збільшеним, і тому для розміщення стружки потрібна канавка більшого об'єму.

По-друге, на різальній кромці створюються додаткові вершини (у місці перетину   різальної   кромки   стружкорозділювальною канав-кою) і вони стають місцем    посиленого зношення протяжки.

 

Посилене зношення протяжок біля стружкорозділювальної канавки пов’язане також з неоптимальним значенням задніх кутів, та порушенням технології виготовлення. Для підвищення стійкості протяжок рекомендується стружкорозділювальним канавкам надавати кутову форму з гранично великим кутом профілю, Q?90° (рис. 6.10).

У цьому випадку не тільки збільшується задній кут на допоміжних різальних кромках, але збільшується маса біля вершини, що поліпшує відведення тепла, яке виникає при різанні. Величина кута e повинна бути не меншою 100°. Застосування напівкруглих і тим більше прямокутних стружкорозділювальних канавок не рекомендується, оскільки при такій формі задній кут на допоміжних різальних кромках стає таким, що дорівнює нулю і   різко   зменшується  кут  e.

Чим  більша   ширина   стружки,   тим  важче  вона   закручується у вал і тим гірше заповнює западину між зубами, особливо якщо кромка має криволінійну форму. Тому ширина зрізуваного шару не   повинна   перевищувати   певну   величину. За практичними рекомендаціями ширина шару може бути 

,                                       (6.7)

але не більшою 12-14 мм. Кількість стружкорозділювальних канавок повинна бути парним числом для можливості вимірювання діаметра протяжки мікрометром.

Оскільки при роботі протяжок одинарного різання різальна кромка кожного зуба зрізує стружку всією своєю довжиною, то утворюється значна ширина стружки. Тому товщина шару, що зрізується, (підйом на зуб) не може бути занадто великою, оскільки це призводить до недопустимого підвищення сили різання (див. формулу 6.4). Це є характерною особливістю  протяжок  одинарного  різання. Так, для круглих протяжок одинарного різання при обробці сталі [13]

а=0,015?0,04 мм.

 

Чавун не можна обробляти з такою малою товщиною зрізування, оскільки тоді вона порівнянна з радіусом заокруглення різальної кромки ?, і процес різання стає неможливим (рис. 6.11). При різанні сталі стружкоутворення мо-жливе навіть при а/?<1 завдяки тому, що на передній поверхні утво-рюється застійна зона. Тому для круглих протяжок одинарного різання які обробляють чавун [13]:

а=0,03-0,10 мм.

Але якщо одинарна протяжка через особливість конструкції деталі створює невелику  ширину зрізування, то тоді з’являється можливість збільшити підйом на зуб. Наприклад, при обробці квадратних отворів і шпонкових пазів у стальних деталях можна призначати а таким, що дорівнює 0,03-0,15 мм, а у чавунних деталях таким, що дорівнює 0,05-0,20 мм.

Для підвищення точності і зменшення шорсткості обробленої поверхні на протяжках передбачаються, крім чорнових, декілька чистових зубів із зменшеними підйомами. Останні один-два  чистових зуби мають підйом 0,01-0,005 мм і без стружкорозділювальних канавок. Стружка при цьому настільки тонка, що легко розривається на частини і вільно розміщується у западині.

Зважаючи на те, що протяжки одинарного різання мають малі підйоми на зуб, вони довші, ніж протяжки групового  різання. Крім того, вони мають меншу стійкість у порівнянні із стійкістю протяжок групового різання внаслідок зношення на вершинах стружкорозділювальних канавок, збільшення сили різання при закручуванні стружки за наявності на стружці ребра жорсткості   і при зменшенні товщини зрізування. 

У протяжок групового різання усі зуби розділені на групи по два і більше. Висота кожного наступного зуба у групі менша від висоти попереднього на 0,02-0,04 мм (рис. 6.12 а):

dі+1 = dі - (0,02,…, 0,04).

 

Це для того, щоб у разі пружної деформації матеріалу, обробленого попереднім  зубом групи (рис. 6.12 б), а також у разі надмірного зменшення його діаметра при переточуванні наступний зуб не зрізав тонкі шари на проміжках різальної кромки попереднього зуба і тим самим не створював  найгірші умови роботи одинарної схеми.

Якщо кожний із зубів протяжок одинарного і групового різання зрізує шари однакової  площі:   

,   то ,                   (6.8)

де а і аг - підйоми  при  одинарному і  груповому  різанні;

     zг - число зубів у групі.

Таким чином, товщина шару, який зрізується  груповою протяжкою, в zг разів більша, ніж одинарною, а це надає їй значних переваг.

Із збільшенням товщини шару питома сила різання р згідно з діаграмою (див. рис. 6.6) зменшується. Тому кожний зуб протяжки групового різання буде працювати з меншою або з такою самою силою протягування Pz, зрізуючи при цьому шар з більшою площею, ніж зуб протяжки одинарного різання. По-друге, у результаті збільшення величини підйому на зуб різальні кромки протяжок групового різання зрізують метал на глибині під кіркою, завдяки чому вони краще зберігаються у процесі різання. Зокрема, на них менше діють різні сторонні поверхневі включення.

Практика показала, що вони у середньому виходять коротшими на 30% і мають стійкість у 2 рази більшу, ніж протяжки одинарного різання.

Є декілька різновидів конструкцій різальних зубів протяжок групового різання. Це залежить від технологічних можливостей та винахідливості конструктора.

Є протяжки групового різання з викружками (див. рис. 6.8 б). Особливість їх конструкції така, що усувається   небезпека   пошкодження   сусідніх   зубів   при шліфуванні стружко-розділювальних канавок, на допоміжних кромках зубів створюються задовільні задні кути, поліпшується  тепло відведення у процесі різання,  зрізані шари не мають ребра жорсткості.

Коли у групі зубів більше, ніж три, то доцільно застосовувати так звані багатогранні протяжки. Викружки замінені прямолінійними гранями. Причому зуби у групі однакові за формою, але грані сусідніх зубів повернуті на деякий кут навколо поздовжньої осі. Ці протяжки мають такі самі переваги, що і протяжки з викружками. Але вони простіші у виготовленні, оскільки лиски (грані) меншої глибини, ніж викружки, і мають прямолінійну  форму, виготовляються  шліфуванням  на  прохід.

Проте при конструюванні протяжок групового різання (як з викружками, так і з лисками) необхідно дотримуватись умови, щоб підйом на зуб був меншим, ніж викружки або лиски.

Протяжки групового різання більш прогресивні і економічно вигідніші, тому застосування протяжок одинарного різання обмежується.



загрузка...