Протяжные станки

Процесс обработки поверхностей протяжками, снабженными расположенными вдоль инструмента зубьями, носит названия протягивания. При перемещении протяжки относительно обрабатываемой детали каждый зуб снимает какой-то слой металла. Обуславливается это тем, что размеры этих зубьев увеличиваются. Протяжки, высота зубьев которых постепенно увеличивается, изменяясь от зуба к зубу по длине всего инструмента, имеют название обычных протяжек.

Если часть зубьев протяжки имеет одинаковую высоту, но разную ширину, то такие протяжки называются прогрессивными. Срез металла происходит не по всей ширине поверхности, а узкими полосками со съёмом толстой стружки (0,4 — 0,8 мм на один зуб), что является особенностью обработки такими протяжками. Для прогрессивного протягивания также характерно снятие металла слоями каждым зубом протяжки, однако лишь с части обрабатываемой поверхности. При этом последние зубья снимают малые слои по всему периметру обрабатываемой поверхности. И в обычных, и в прогрессивных протяжках несколько последних зубьев являются калибрующими.

Данные операции по протягиванию применяют для обработки многих поверхностей (внутренних и внешних), отверстий Ø 6 — 100 мм (круглых и фасонных).

• Протягивание отверстия
• Протягивание шпоночного паза
• Протягивание плоскости
• Протягивание шлицев

Протягивание обладает следующими достоинствами:

• высокой производительностью в процессе обработки
• достижением высокоточной обработки и чистоты
• возможностью упрощения технологического процесса заменой последовательной обработки поверхности методом протягивания. Например, обработки отверстия при использовании нескольких инструментов: зенкера и развертки или расточного резца и развертки

Существует также недостатки, ограничивающие использование данного процесса:

• Имеющие место усилия при резании, вызывающие деформацию
• Ограничены возможности протягивания габаритных деталей
• Дорогостоящий инструмент
• Трудность точного координирования положения оси подлежащего обработке отверстия по отношению к другим поверхностям детали

Наиболее распространенным методом протяжек является обработка уже сверлёных или расточенных отверстий и состоит он из следующих этапов:

• хвостовик крепится в инструмент замком к той части станка, которая приводит протяжку в движение
• поперечное сечение шейки выбирается, чтобы при перегрузке протяжки она разорвалась в определенном месте, где была бы доступной сварка разорванных частей
• направляющая часть предварительно ориентирует протяжку в подлежащем обработке отверстии
• подготовка рабочей зоны с режущими зубьями
• подготовка калибрующей области с калибрующими зубьями
• готовность поддерживающей части

Наблюдается постепенное увеличение высоты зубьев в режущей части: от хвостовика к калибрующей зоне. Размер увеличения зависит от подлежащего обработке материала и размеров протягиваемого отверстия. Ориентировочный размер увеличения считается 0,01 – 0,2 мм.

Обычно на изготовление рабочей и калибрующей частей протяжки идёт быстрорежущая сталь. При протяжке черных необработанных поверхностей могут быть затруднения из-за значительных колебаний в форме и размерах поверхностей. Здесь нужна протяжка прогрессивного резания.

Скоростью резания в процессе протягивания является скорость перемещения протяжки. Она обычно зависит от подлежащего обработке материала и характера обрабатываемой поверхности:

V = C·K / T^x·S^y, м/мин

где:

С — характеризующий условия работы коэффициент

Т — стойкость протяжки (время резания в мин)

S — подача протяжки (на 1 зуб в мм)

К — зависящий от материала протяжки коэффициент

Мощность при протягивании:

N_e = P·V/60·102, кВт

где:

V — скорость при резании (м/мин)

P — усилие резания, вычисляемое по формуле:

P = C₁·S^0.85·d·z, кг

где:

C₁ — зависящий от обрабатываемого материала коэффициент

S — подача протяжки (на 1 зуб в мм)

d — Ø протяжки в мм

z — число работающих одновременно зубьев протяжки

Существуют следующие виды протяжных станков:

• Горизонтально-протяжные, оснащённые 1 или 2-мя ползунами
• Вертикально-протяжные, используемые для обработки отверстий (с 1 или несколькими ползунами)
• Вертикально-протяжные для обработки внешних поверхностей (с 1 или несколькими ползунами)
• Cтанки револьверно-протяжного типа
• Cтанки непрерывного действия: карусельно-протяжные
• Cтанки непрерывного действия: тоннельно-протяжные

На станках первых 4-х видов протяжкам сообщается прямолинейное движение, на этих станках используется гидравлический привод. Горизонтально-протяжные станки считаются наиболее универсальными, широко используемыми на любых производствах, и предназначены для обработки отверстий. На этих же станках есть возможность обработки внешних поверхностей методом протягивания. На станине станка помещен гидравлический цилиндр, штоком поршня которого приводится в движение ползун. С этим ползуном периодически соединяется протяжка. По манометру можно наблюдать созданное в цилиндре давление масла.

Удобнее выполнять обработку внешних поверхностей протягиванием на вертикально-протяжных станка. Они имею повышенную устойчивость вследствие опирания ползунов на станину станка. Метод протягивания способствует в этих случаях удалению припусков до 4 — 5 мм. Основная масса протяжных станков для протягивания внешних поверхностей работают полуавтоматически (вертикально-протяжные станки), рабочий лишь устанавливает подлежащую обработке деталь и снимает обработанную.

Если есть необходимость сделать несколько плоских протяжек последовательно, то можно для этой цели использовать горизонтально-протяжные станки с револьверным устройством с расположенными в нём протяжками, которые из поворотного барабана вталкиваются по очереди в обрабатываемую деталь, автоматически соединяясь при этом с ползуном. При обратном движении ползуна протяжка снова уходит в свою ячейку. После её возвращения на место, в барабан, стол снова уходит в своё начальное положение. При повороте барабана в новую позицию к работе приступает следующая протяжка.

В массовых производствах при выпуске мелких деталей преимущество отдают непрерывному протягиванию, которое выполняется на карусельно-протяжных или тоннельно-протяжных станках.