Протяжка і протяжний верстат: обробка металу простяганням
Протяжка – це інструмент, за допомогою якого виконується обробка металу простяганням (одна з найбільш поширених технологічних операцій по обробці металів різанням). Така технологія застосовується для деталей, що використовуються в багатьох галузях промисловості.
Робоча поверхня протяжек може мати різний профіль залежно від призначення і типу інструменту
Для чого необхідно протягування
Така технологічна операція, як протягування, вважається одним з найбільш ефективних способів обробки металів різанням. Для її виконання необхідні протяжний верстат і спеціальний інструмент, використання якого дає поверхню з шорсткістю порядку 0,32 мкм і точністю геометричних параметрів відповідної 6 квалітету.
Інструмент, за допомогою якого виконується протяжна металлорежущая обробка, що складається з безлічі зубів. Кожен з них вище іншого, якщо вимірювати їх висоту в площині, перпендикулярної напрямку, в якому здійснюється основне рух різання. Оснащення протяжки безліччю ріжучих лез і розташування їх у певному положенні дозволяють використовувати всього один такий інструмент для того, щоб знімати весь необхідний обсяг стружки в процесі чорнової обробки поверхні, так і при її калібрування.
Більшість протяжних верстатів налагоджуються під обробку однотипних деталей
Застосовуючи протяжні верстати, а також спеціалізований інструмент, можна обробляти як зовнішні, так і внутрішні поверхні виробів різної конфігурації. При протягуванні не використовується рух подачі: вся обробка здійснюється за рахунок здійснення протяжкою головного руху, яке може бути обертальним або поступальним. За схожим принципом працює інструмент для прошивання отворів. Незважаючи на всю схожість цих технологічних операцій, принципова різниця між ними полягає в тому, що інструмент для прошивки працює на стиск, а протяжка – на розтяг.
На відео нижче показаний процес обробки внутрішньої поверхні труби методом протягування.
Протягування, якщо порівнювати його з іншими методами обробки металів різанням, володіє цілим переліком переваг, до яких слід віднести:
- можливість зменшення витрат на експлуатацію обладнання, що використовується;
- високу зносостійкість протяжки;
- високий показник хвилинної подачі завдяки тому, що обробка виконується відразу декількома ріжучими зубами;
- можливість роботи на протяжних верстатах навіть фахівців з невисоким рівнем профпідготовки;
- зняття припуску з поверхні з високою відносною швидкістю (це означає високу продуктивність обробки);
- можливість усувати будь-які види браку оброблюваної поверхні;
- високу точність обробки металевих виробів.
Схеми різних типів протяжки отворів і поверхонь
Інструмент, яким оснащуються протяжні верстати, виготовляється переважно з швидкорізальних сталей з середнім рівнем легування, відрізняються досить високою вартістю. За цієї причини його застосування рекомендовано для виробництв, що випускають свою продукцію великими і масовими серіями.
Між тим використати протяжні верстати і протяжку можуть і при дрібносерійному та одиничному виробництві виробів з металу, якщо їх геометричні параметри стандартизовані. Не обійтися без такої технологічної операції та у тих випадках, коли вона є єдино можливим або найкращим способом обробки.
Різновиди і конструкція протяжек
Протягання класифікуються по цілому ряду параметрів. Виділяють наступні види протяжек:
- з різальною частиною, виготовленої з швидкорізальної, інструментальної сталі або твердого сплаву;
- цільні або збірні – в залежності від конструктивного виконання;
- одно — або багатопрохідні – в залежності від того, скільки протяжек міститься в одному робочому комплекті;
- працюють за ступеневою, профільної або прогресивною методикою – в залежності від того, яким способом з поверхні деталі припуск знімається;
- з прямим і похилим або гвинтовим і кільцевим розташуванням різальних лез на робочій частині.
Значущі елементи круглої протяжки
Різні типи протяжек виділяють і за їх основним призначенням, причому таку класифікацію можна назвати однією з найбільш важливих. Так, в залежності від даного параметру розрізняють протяжки для зовнішніх і внутрішніх поверхонь. За допомогою інструменту, призначеного для виконання зовнішніх робіт, можна виконувати обробку поверхонь різної конфігурації (шестерні, профілі ялинкового типу, пази, в тому числі і Т-образного типу, циліндричні вали, канавки різної форми, у тому числі і «ластівчин хвіст», шліцеві вали і ін).
Протяжкою можуть оброблятися поверхні різного профілю
Обробка простяганням отворів є більш поширеною технологічною операцією, ніж обробка простяганням зовнішніх поверхонь. Використовуючи протяжний верстат і протяжку, можна обробляти внутрішні поверхні наступних типів:
- шпонкові пази;
- канавки гвинтового типу;
- отвори круглої форми (протяжки для круглих отворів);
- отвори з різною кількістю граней (гранні протяжки);
- отвори зі шліцами (протяжки шліцьові).
Шлицевая протяжка для обробки отворів
Незважаючи на те, що для обробки внутрішніх поверхонь використовуються різні типи протяжек, конструкція цих інструментів практично ідентична і включає в себе кілька складових елементів.
Передня частина
Це направляючий елемент. Перед обробкою деталь фіксується саме на передній частини інструменту, яка потім плавно передає оброблювану поверхню на ріжучі кромки протяжки. Номінальний перетин передньої частини інструменту і розмір оброблюваного отвори повинні збігатися, а вибір ступеня посадки здійснюється з урахуванням необхідної величини зазору між протяжкою і стінками отвору.
Хвостовик
За допомогою цього елемента протяжку фіксують в патроні використовуваного обладнання. Для протяжек як круглого, так і плоского типу розміри хвостовиків строго обмовляються положеннями відповідних нормативних документів (Гости 4043-70 і 4044-70).
Стандартний хвостовик шлицевой протяжки
Ріжуча частина
Даний елемент протяжки складається з безлічі зубів і відповідає за зняття з оброблюваної поверхні необхідного припуску. Геометричні параметри різальних зубців протяжки, починаючи від її передньої частини і закінчуючи задній, поступово змінюються. Так, передній зуб має форму і розміри отвору, яке належить обробляти, а задній ріжучий елемент відрізняється геометричними параметрами, відповідними характеристиками вже готового отвори. За рахунок того, що висота зубців протяжки поступово збільшується до її задньої частини, при виконанні обробки відсутній рух подачі, при цьому припуск з оброблюваної поверхні ефективно знімається.
Основні елементи різальної частини шпоночной протяжки
Опорна цапфа
Цим елементом оснащуються довгі і важкі протяжки для того, щоб забезпечити їх підтримку за допомогою люнета.
Задня напрямна частина
Дана частина протяжки необхідна для того, щоб оброблювану деталь не перекосило при виході з її отвору останнього ріжучого зуба.
Калибрующая частина
Цей елемент характеризується меншою кількістю зубів, ніж ріжуча частина протяжки. Форма і розміри зубів, розташованих на калібруючої частини, повністю ідентичні аналогічним параметрам готового отвори.
З метою виявлення похибок параметри протяжек періодично контролюються. На фото показана перевірка переднього і заднього кутів шпоночной протяжки
Види шліцьових протяжек і сфери їх застосування
Шлицевая протяжка, як вже говорилося вище, застосовується для обробки внутрішніх поверхонь, на яких є шліцьові елементи. Такі інструменти в залежності від кількості та типу різців, якими вони оснащені, можуть бути:
- эвольвентными;
- острошлицевыми;
- 6-шліцьових;
- 8-шліцьових;
- 10-шліцьових.
Протяжка для шліцьових отворів ЦЛ-2408-4333-8Х42Х46 виготовлена зі сталі Р6М5
Шлицевая протяжка в залежності від її типу може бути здійснена по одній з наступних нормативних документів:
- з профілем евольвентного типу: 50038-92 – двухпроходная комбінована; 50035-92, 28050-89 – звичайного комбінованого типу; 25158-82, 25159-82 – для обробки отвору перерізом 15-90 мм; 25157-82 – для обробки отворів діаметром 12-14 мм; 25160-82 – для обробки отворів перерізом 45-90 мм;
- з прямобочным профілем: 25971-83, 25972-83 – для обробки восьмишлицевых отворів; 25969-83, 25970-83 – для обробки шестишлицевых отворів; 24822-81, 24823-81 – для десятишлицевых отворів;
- з навертным хвостовиком: Р 50035-92, 50036-92, 50037-92, 28048-89, 28049-89 та ін.
В окремих випадках, коли підібрати стандартний інструмент не представляється можливим, виготовлення протяжек може виконуватися по спеціально розробленої конструкторської документації.
Використовуючи протяжки шліцьового типу, можна ефективно виконувати такі технологічні операції:
- нарізку шпонкових канавок і шліців;
- обробку стволів нарізної зброї;
- калібрування внутрішніх отворів різного типу;
- виробництво елементів турбін літакових двигунів;
- протягування зовнішніх поверхонь, що відрізняються складною конфігурацією.
Обладнання для протягування
Верстати для протягування розділяються на різні типи за цілою низкою параметрів. Такими параметрами, зокрема, є:
- призначення – для виконання обробки зовнішніх або внутрішніх поверхонь;
- ступінь універсальності – верстати загального та вузькоспеціалізованого призначення;
- напрям, у якому рухається протягиваемый елемент (робоче рух), горизонтально-протяжні верстати вертикально-протяжні;
- тип виконуваного робочого руху – з круговим рухом, з рухом протяжки або заготовки;
- кількість встановлених на верстаті кареток – одно — або многокареточные;
- кількість займаних робочим механізмом верстата позицій – одне — і багатопозиційні (з поворотним робочим столом);
- рівень автоматизації – з ЧПУ і без.
Основні частини протяжних верстатів
Найбільш поширеними типами такого обладнання є:
- горизонтально-протяжний універсальний станок, який використовується для обробки внутрішніх поверхонь;
- верстати вертикального типу, які можуть застосовуватися як для зовнішніх, так і для внутрішніх поверхонь;
- обладнання з ЧПУ, яке може бути як горизонтально-протяжним верстатом, так і вертикально-протяжним (на такому обладнанні автоматизовані процеси установки і зняття оброблюваних заготовок, а також заміни робочого інструменту).
Вибираючи обладнання для виконання протягування, фахівці орієнтуються на два основних параметри таких верстатів: розвивається тягову силу, величина якої може знаходитися в інтервалі 50-1000 кН, і довжину ходу протяжки, яку можна вибрати в діапазоні 1000-2000 мм
