Режимы резания при протягивании

Основные сведения

Обработка металлов протягиванием

Протягивание является высокопроизводительным способом обработки металлов резанием с помощью специальных инструментов - протяжек, прошивок и протяжных блоков.

Протяжка – многозубый инструмент с рядом последовательно выступающих друг над другом зубьев в направлении, перпендикулярном скорости главного движения резания.

Протяжки и прошивки широко используются в массовом и серийном производстве при обработке сквозных отверстий и наружных поверхностей.

Следует отличать протяжку от прошивки. Протяжку тянут, протягивают. Она имеет элемент для крепления в патроне – хвостовик, за который ее тянут, что отсутствует у прошивки, которую толкают, прошивают. Кроме того, протяжка относительно большой длины и работает на растяжение, а прошивка короткая, т.к. работает на сжатие.

Протягиванием достигается 7…9 квалитет точности с шероховатостью обработанной поверхности Ra до 0, 63…0, 20 мкм. Высокая производительность при протягивании и прошивании достигается одновременной работой нескольких режущих зубьев при большом суммарном периметре резания. Процесс прошивания имеет значительно меньшее распространение в сравнении с процессом протягивания.

С помощью протяжек можно обрабатывать внутренние и наружные поверхности различной формы. При протягивании движение подачи отсутствует, а главное движение резания может быть поступательным или вращательным.

Схема работы круглой протяжки показана на рис. 4.1, а, а схема работы прошивки – на рис. 4.1, б.

Рис. 4.1. Схема работы протяжки (а) и прошивки (б)

При протягивании заготовка 3 своей торцовой частью опирается на стенку станка 1 и остается неподвижной, протяжка 2 совершает поступательное перемещение, которое является главным движением (рис. 4.1, а). При прошивании заготовка 3 своей опорной частью опирается на стол пресса 4, а прошивка 5 под действием пресса перемещается вертикально (рис. 4.1, б). В одном и другом случаях поступательные движения инструмента являются главными движениями, а скорость движения есть скорость резания v (м/мин).

Припуск на диаметр, снимаемый протяжкой:

(4.1)

где D – окончательный диаметр обрабатываемого отверстия;

D₀ – наименьший диаметр предварительного отверстия.

Величину припуска при круглом протягивании выбирают в пределах 0, 4 – 1, 6 мм при черновом протягивании и 0, 2– 1, 0 мм при чистовом протягивании.

Подъем на зуб (толщина стружки) представляет собой величину, на которую постепенно увеличивается каждый последующий режущий зуб в сравнении с предыдущим. Величину подъема на зуб выбирают в зависимости от обрабатываемого материала и выдерживают одинаковой для всех режущих зубьев, за исключением нескольких (трех – четырех) последних, которые называются зачищающими. У зачищающих зубьев подъем на зуб постепенно уменьшается, так, чтобы его значение для последнего зачищающего зуба не превышало 0, 01 – 0, 02 мм. Последний зачищающий зуб обеспечивает заданную точность обработки и качество поверхности.

По сравнению с другими способами механической обработки протягивание имеет ряд преимуществ:

1) одновременное участие в работе нескольких зубьев обеспечивает большую величину минутной подачи в процессе протягивания. При этом, несмотря на низкую скорость рабочего движения v = 2...12 м/мин (по чугуну твердосплавные протяжки имеют v = 40...50 м/мин), относительная скорость снятия припуска получается выше, чем у других инструментов, что определяет высокую производительность процесса протягивания;

2) точность обработки достигает 7-9 квалитетов;

3) высокое качество обрабатываемых поверхностей (Ra до 0, 63-0, 20 мкм);

4) значительная стойкость протяжек;

5) возможность устранение брака;

6) возможность использования рабочих низкой квалификации;

7) сокращение расходов на эксплуатацию инструмента.

Высокая стоимость инструмента и его сложность определяют и область применения протяжек – массовое и крупносерийное производство. Однако применение протяжек дает значительный эффект на предприятиях с мелкосерийным и даже единичным производством, если размеры и формы обрабатываемых поверхностей нормализованы, а также в случаях, когда протягивание – единственно возможный или наиболее экономичный способ обработки.

Классификация протяжек

Протяжки можно классифицировать по следующим признакам:

· по назначению;

· по конструктивному исполнению;

· по направлению лезвий;

· по материалу режущей части;

· по применяемой схеме срезания припуска;

· по числу протяжек в комплекте.

По назначению различают следующие виды протяжек:

· для обработки внутренних поверхностей (отверстий) (рис.4.2);

· для обработки наружных поверхностей.

Протяжки для обработки внутренних поверхностей бывают:

· круглые – для обработки круглых отверстий;

· шлицевые – для обработки шлицевых отверстий с любым типом шлицев: прямых и винтовых шлицевых канавок в отверстиях деталей с прямобочным (плоским) и эвольвентным профилем;

· шпоночные – для обработки шпоночных пазов и пазов вообще;

· гранные – для многогранных отверстий;

· протяжки для обработки винтовых канавок.

Рис. 4.2. Профили деталей, обрабатываемых внутренним протягиванием

Протяжки для обработки наружных поверхностей подразделяются по профилю обрабатываемой поверхности на:

· плоские;

· ступенчатые;

· угловые;

· пазовые;

· дуговые;

· фасонные и др.

Получили также распространение протяжки для обработки зубчатых колес, протягивания цилиндрических поверхностей валов, наружных шлицев разного профиля на валах, канавок в форме ласточкина хвоста, Т-образных пазов, елочных профилей и др. (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Сложнопрофильные поверхности, обрабатываемые протягиванием

По конструктивному исполнению :

· цельные;

· сборные (составные).

По направлению лезвий относительно скорости главного движения резания различают протяжки:

· с кольцевыми и винтовыми зубьями (для внутреннего протягивания);

· с прямыми и наклонными зубьями (для наружного протягивания, плоские и шпоночные).

По материалу режущей части различают протяжки из:

· быстрорежущей стали (Р6М5, Р9Ф5, Р9М4К8 и др.);

· твердых сплавов.

По применяемой схеме срезания припуска различают протяжки с:

· профильной (или обыкновенной);

· прогрессивной (или групповой);

· генераторной (или ступенчатой) схемами резания.

По числу протяжек в комплекте различают протяжки:

· однопроходные;

· многопроходные (комплектные).

Конструкция протяжек

Несмотря на многообразие протяжек для обработки внутренних поверхностей их разновидности имеют те же конструктивные и геометрические параметры, что и протяжки для обработки цилиндрических отверстий. Общий вид протяжки переменного сечения по ГОСТ 20365 для обработки цилиндрического отверстия показан на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Конструктивные элементы круглой протяжки: l_п.хв.- передний хвостовик (передняя замковая часть); l_ш– шейка; l_п.к. – переходной конус; l_п.н. – передняя направляющая часть; l_р – режущая часть; l_к – калибрующая часть; l_з.н. – задняя направляющая часть; l_з.хв. – задний хвостовик (задняя замковая часть)

Передний хвостовик l_п.хв _. служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка и передачи усилий от станка на рабочую часть протяжки. Формы и размеры хвостовиков протяжек нормализованы (рис. 4.5):

Рис. 4.5. Формы хвостовиков протяжек

Шейка l_ш служит для соединения передней замковой части с передней направляющей частью.

Передняя направляющая часть l_п.н_. вместе с направляющим (переходным) конусом l_п.к. предназначена для установки и центровки обрабатываемой детали на протяжке перед протягиванием. Она обеспечивает плавный, без перекосов, переход детали на режущую часть протяжки.

Номинальные размеры диаметров передней направляющей части и предварительно подготовленного отверстия одинаковы, а зазор обеспечивается выбором посадок.

Режущая часть l_р протяжки состоит из обдирочных, переходных и чистовых зубьев, которые, начиная со второго зуба, постепенно увеличивают свой размер с подъемом на зуб:

, (4.2)

где

Δ D = D_I – D_I_-1 (4.3)

Режущая часть производит всю работу по срезанию припуска. Профили режущих кромок и поперечные размеры зубьев режущей части постепенно изменяются: первый зуб соответствует размерам предварительного отверстия, последний – форме и размерам готового отверстия. промежуточные режущие зубья последовательно увеличиваются в размерах, благодаря чему при протягивании осуществляется срезание зубьями припуска без движения подачи.

Калибрующая часть l_к протяжки также имеет зубья, но в меньшем количестве; их размеры и форма одинаковы и соответствуют форме и размерам готового отверстия. Поэтому калибрующая часть гарантирует получение размеров готового отверстия и пополняет режущие зубья, выходящие из строя от износа, при переточках (первый калибрующий зуб становится последним режущим и т.д.).

Задняя направляющая l_з.н. препятствует перекосу детали на протяжке и повреждению обработанной поверхности детали в момент выхода из отверстия последних калибрующих зубьев.

Задний хвостовик l_з.хв _. служит для соединения протяжки через патрон с кареткой обратного хода станка и выполняется только для автоматического или полуавтоматического протягивания, когда протяжка возвращается в исходное положение посредством каретки обратного хода.

Конструктивные элементы и геометрические параметры режущей части шпоночной протяжки

Основные элементы режущей части шпоночной протяжки показаны на рис.4.6: передняя поверхность зуба 1, главная задняя поверхность зуба 2, главная режущая кромка 3, задняя вспомогательная поверхность зуба 4, вспомогательная режущая кромка 5, стружечная канавка 6, и стружкоразделительная канавка 7.

Рис.4.6. Основные элементы режущей части шпоночной протяжки

Геометрические параметры зубьев протяжки и размеры среза показаны на рисунке 4.7.

Рис. 4.7. Геометрические параметры зубьев шпоночной протяжки и размеры среза при протягивании

Размеры зубьев протяжки характеризуются следующими величинами:

t - осевой шаг (измеряется параллельно оси протяжки);

h₀ - глубина стружечной канавки;

g - ширина задней поверхности;

r - радиус закругления дна стружечной канавки;

b - ширина зуба (ширина среза);

γ и α - передний и задний углы;

φ ₁ - вспомогательный угол (угол поднутрения) выполняется на зубьях шпоночных и шлицевых протяжек.

Величины углов γ зависят от обрабатываемого материала и типа протяжки и изменяются в пределах γ = 5…20˚. Меньшее значение γ следует выбирать для обработки чугуна; для углеродистых и малолегированных сталей принимается

γ = 20˚. Передний угол γ оказывает влияние на усилие протягивания, шероховатость протянутой поверхности и стойкость протяжки.

У протяжек с односторонним расположением зубьев и свободным направлением в отверстии γ не делают больше 15˚ во избежание «подхватывания» протяжки обрабатываемым материалом.

Задний угол служит для уменьшения трения задней поверхности зуба о поверхность резания. Задние углы зубьев протяжек обычно составляют 1-10° и зависят от вида зубьев (черновые, чистовые, калибрующие), обрабатываемого материала, типа протяжки.

Профили зубьев и форма стружечных канавок

Зуб протяжки должен удовлетворять следующим требованиям:

1) геометрическая форма зуба должна обеспечивать наибольшую стойкость и возможно большее число переточек;

2) форма канавки должна обеспечивать свободное стружкообразование и завивание, а объем канавки должен быть достаточным для размещения стружки.

При протягивании стали и других пластичных металлов этим требованиям удовлетворяют зубья с криволинейной спинкой (рис. 4.8, а).

Рис. 4.8. Профили зубьев протяжек

Передняя поверхность, дно канавки и спинка соединены плавными переходами, что обеспечивает беспрепятственное движение стружки и достаточно большой объем для ее размещения.

Зубья с криволинейной спинкой применяются в протяжках прогрессивных конструкций, когда из-за повышенной толщины среза образуется большее количество стружки.

При протягивании хрупких материалов (чугун, бронза), а также стали протяжками обыкновенных конструкций допустимо применение зубьев с прямолинейной спинкой, которая проще в изготовлении (рис. 4.8, б). При больших шагах и мелких канавках может применяться удлиненная форма зуба (рис. 4.8, в).

Средства для дробления стружки

При протягивании стали и других пластичных материалов, образуется сплошная и очень прочная стружка, и ввиду большой суммарной длины лезвия стружку желательно делить на части, чтобы облегчить размещение стружек в канавке и последующее их удаление.

Дробление стружки у протяжек обычной конструкции осуществляется при помощи стружкоделительных канавок, располагаемых в шахматном порядке на всех режущих и зачищающих зубьях, кроме последнего зачищающего зуба и всех калибрующих. Профиль канавки может быть прямоугольным, круглым, угловым, чаще применяется последний (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Размеры стружкоделительных канавок

Порядок выполнения работы

1. Изучить инструкцию по технике безопасности и инструкцию по выполнению лабораторной работы.

2. Получить у инженера или преподавателя протяжки (круглую и шпоночную) и измерительный инструмент.

3. Определить тип протяжек и изучить их конструкции.

4. Разработать схемы измерений геометрических параметров режущей части протяжек.

5. Измерить линейные размеры и геометрические параметры протяжек.

6. Результаты измерений занести в таблицы 4.1, 4.2, 4.3.

7. Составить эскизы протяжек с необходимыми сечениями и дать условные буквенные обозначения частей, конструктивных элементов и геометрических параметров.

8. Оформить отчет по работе.

9. Сдать инженеру или преподавателю инструменты и пособия.

Таблица 4.1 – Результаты измерения круглой протяжки

Измеряемый параметр	Обозначение	Результат измерения
Общая длина протяжки, мм	L
Длина переднего хвостовика, мм	l_п.хв
Длина шейки, мм	l_ш
Длина переходного конуса, мм	l_п.к.
Длина передней направляющей части, мм	l_п.н.
Длина режущей части, мм	l_p
Длина калибрующей части, мм	l_к
Длина задней направляющей части, мм	l_з.н.
Длина заднего хвостовика, мм	l_з.хв.
Диаметр хвостовика, мм	d_хв
Диаметр шейки, мм	d_ш
Диаметр передней направляющей, мм	d_п.н.
Диаметр задней направляющей, мм	d_з.н.
Глубина стружечной канавки, мм	h₀
Ширина спинки зуба режущей части, мм	g_р
Ширина спинки зуба калибрующей части, мм	g_к
Передний угол на режущих зубьях, мм	γ _р
Задний угол на режущих зубьях, мм	α _р
Передний угол на калибрующих зубьях, мм	γ _к
Задний угол на калибрующих зубьях, мм	α _к

Таблица 4.2 – Параметры шага и диаметра зубьев круглой протяжки

№№ зуба	Осевой шаг t, мм	Диаметры зубьев D_i, мм	Подъем на зуб a, мм; Δ D=D_i-D_i_-1=2S_z

Таблица 4.3 – Результаты измерения шпоночной протяжки

№	Измеряемый параметр	Обозначение	Результат измерения
	Осевой шаг, мм	t
	Ширина задней поверхности, мм	g
	Глубина стружечной канавки, мм	H₀
	Ширина зуба, мм	b
	Передний угол, град	γ
	Задний угол, град	α
	Вспомогательный угол, град	φ ₁

Содержание отчета

1. Наименование и цель работы.

2. Инструменты и принадлежности к работе.

3. Эскиз протяжек.

4. Схемы измерений геометрических параметров протяжек.

5. Таблицы с результатами измерений.

6. Вывод.

Контрольные вопросы к лабораторной работе

1. Назовите существующие виды протягивания и охарактеризуйте их.

2. Какие преимущества имеет протягивание по сравнению с другими способами механической обработки?

3. Чем протягивание отличается от прошивания?

4. Назовите основные части и геометрические параметры круглой (шпоночной) протяжки.

Литература

Лабораторная работа № 5

Основные сведения

Режущий инструмент в процессе резания воздействует на обрабатываемый материал и вызывает образование стружки и формирование новой поверхности, однако сам при этом подвергается воздействию со стороны обрабатываемого материала и интенсивно изнашивается. Режущие инструменты работают в чрезвычайно тяжелых условиях действия громадных давлений на поверхностях контакта и высокой температуры, в условиях трения чистых, вновь образованных поверхностей. По этим причинам интенсивность изнашивания режущих инструментов в тысячи и десятки тысяч раз превосходит интенсивность изнашивания трущихся деталей машин.

В результате изнашивания режущее лезвие инструмента теряет свою первоначальную форму и, как следствие, режущую способность. Для восстановления режущей способности инструмента производится затачивание его рабочих поверхностей. В процессе затачивания инструмента с его рабочей части срезаются довольно большие слои дорогостоящего инструментального материала. Кроме того, на смену затупившегося инструмента затрачивается время, которое увеличивает продолжительность операции механической обработки, а следовательно и ее стоимость; срезаемый при затачивании абразивным инструментом дорогостоящий инструментальный материал переводится в шлам и безвозвратно теряется. В целом все это существенно удорожает механическую обработку и ограничивает ее эффективность. Поэтому, задача уменьшения интенсивности изнашивания режущих инструментов и увеличения срока его службы была и остается одной из главных задач металлообработки.

Признаки износа лезвий

Трение является основной причиной износа лезвий инструментов. Визуальными наблюдениями установлено, что первые признаки изнашивания режущих кромок инструментов, как правило, обнаруживаются уже в самом начале резания. Наиболее заметны ранние признаки изнашивания у твердосплавных инструментов. В начальный момент резания у них происходят микровыкрашивания в местах угловых переходов, которыми являются места сопряжения главных и вспомогательных режущих кромок, а также сами режущие кромки лезвий.

В результате микровыкрашиваний радиусы закругления вершин в местах сопряжения режущих кромок и радиусы скругления режущих кромок возрастают. На протяжении всего времени резания изнашивание непрерывно продолжается и размеры видимых признаков износа лезвий увеличиваются. По прогрессирующим размерам износа лезвий принято принимать решение о допустимости или недопустимости дальнейшей работы инструмента.

В зависимости от условий резания видимые признаки износа находятся на разных участках лезвий инструментов. Проще всего это общее для всех видов инструментов положение рассмотреть на примере резца.

Износ и стойкость сверл

Износ сверл происходит в результате трения задних поверхностей о поверхность резания, стружки о переднюю поверхность, направляющих ленточек об обработанную поверхность и смятия поперечной кромки. Сверла изнашиваются (рис. 5.4): одновременно по задней А и передней Г поверхностям при обработке сталей; по уголкам В – при сверлении хрупких материалов; по ленточке Б – при сверлении вязких материалов; по лезвию перемычки Д – при неправильной заточке и при его чрезмерной длине.

Рис. 5.4. Износ сверл

При сверлении жаропрочных сплавов износу в основном подвергается задняя поверхность, а также ленточка. В этом случае характерным признаком износа является округление лезвий по уголкам и возникновение кольцевых рисок на ленточках вследствие налипания на них обрабатываемого материала.

Наиболее опасный износ – по уголкам и ленточке, так как при большом износе для восстановления сверла требуется стачивать значительную его часть. Большой износ на перемычке приводит к интенсивному росту силы Р₀, а износ по ленточке вызывает значительное увеличение крутящего момента М_кр. При износе по уголкам одновременно растут М_кр и Р₀. Наибольшее влияние на величину фаски износа по задней грани h₃ оказывает скорость резания v и значительно меньшее подача S₀. Поэтому выгоднее работать с большей подачей и меньшей скоростью резания.

Допустимые значения износа зависят от свойств обрабатываемых материалов, материала сверла и его диаметра: при обработке конструкционных сталей быстрорежущими сверлами h_з = 1...1, 5 мм, жаропрочных и титановых сплавов h_з = 0, 4...0, 8 мм. Для твердосплавных сверл h_з = 0, 4...0, 8 мм. Большие значения износа относятся к большим диаметрам сверл.

За критерий затупления быстрорежущего сверла приобработке чугуна принимают величину износа по уголку h_у. При обработке сталей за критерий затупления принимают износ по задней поверхности h_з. Оптимальный износ и стачивание сверл в осевом направлении за одну переточку приведены в табл. 5.1.

При достижении установленной величины износа инструменты затачивают для восстановления их режущих свойств. Заточка сверл, зенкеров и режущей части разверток производится по главным задним поверхностям на специальных заточных станках или приспособлениях.

Таблица 5.1 – Оптимальный износ и стачивание свёрл

Диаметр сверла, мм	Обрабатываемый материал
Легкие сплав	Серый чугун, бронза	Сталь, ковкий чугун
Износ h_з, мм	Стачивание q, мм	Износ h_з, мм	Стачивание q, мм	Износ h_з, мм	Стачивание q, мм
До 6 мм	0, 4	0, 7	0, 5	0, 8	0, 6	1, 0
Св. 6 до 10	0, 5	0, 8	0, 6	0, 9	0, 8	1, 1
Св. 10 до 15	0, 6	0, 9	0, 7	1, 0	0, 9	1, 3
Св.15 до 20	0, 7	1, 0	0, 8	1, 2	1, 0	1, 5
Св. 20 до 25	0, 8	1, 2	0, 9	1, 4	1, 2	1, 7
Св. 25	0, 9	1, 4	1, 0	1, 6	1, 4	2, 0

Величина допустимого стачивания M для коротких сверл из быстрорежущей стали принимается М = (0, 5 – 0, 7)× l, а для длинных – М = 0, 7l, где l – длина рабочей части сверла. Для сверл, оснащенных твердым сплавом:

(5.3),

где b – длина пластинки, мм;

D – диаметр сверла, мм.

Число возможных повторных заточек сверла:

(5.4),

где q – величина стачивания при одной заточке.

Число периодов стойкости нового сверла:

N = n+1 (5.5),

где 1 – период стойкости нового сверла.

Износ и стойкость фрез

В результате периодических динамических и тепловых нагрузок происходит износ зубьев фрез. Характер износа фрез несколько отличен от износа резцов в силу того, что толщина срезаемого слоя при фрезеровании небольшая. В связи с этим износ происходит в основном по задним поверхностям h_з (рис. 5.5) и является лимитирующим.

Рис. 5.5. Износ зубьев фрез

Фрезы разного назначения имеют свои места наибольшего износа: угловые фрезы – по уголкам наибольшего диаметра, фасонные фрезы – в местах с наименьшими углами a, цилиндрические фрезы – в середине контакта, торцовые сборные фрезы – по вершинам ножей и т. д.

На рис. 5.5 стрелками показаны участки, где происходит наиболее интенсивный износ зубьев фрез. При черновом фрезеровании со сравнительно большими подачами на зуб (S_Z > 0, 1 мм/зуб) наблюдается также и износ по передней поверхности с образованием лунки износа.

Для всех типов фрез критерием износа служит величина фаски износа h_з, находящаяся в пределах 0, 3...1, 2 мм, в зависимости от условий резания и свойств материалов.

По физической природе износ фрез чаще всего бывает адгезионным и усталостным. При отсутствии корки оксидов на поверхности заготовки попутное фрезерование сопровождается менее интенсивным износом, чем встречное, и поэтому стойкость фрез в 2...4 раза выше.

Кроме постепенного изнашивания зубья фрезы могут выходить из строя из-за их хрупкого и пластического разрушения. Хрупкое разрушение происходит под действием наибольших растягивающих напряжений и является следствием зарождения и развития трещин. При этом различают выкрашивания и сколы. Выкрашивание проявляется в отделении мелких частиц вблизи режущей кромки и обычно связано с поверхностными дефектами инструментального материала, неоднородностью микроструктуры и остаточными напряжениями. Оно мало зависит от угла заострения b и может происходить даже при малых подачах на зуб S_Z. Режущая способность фрезы с выкрошенными зубьями восстанавливается после ее заточки. Скалывание – отделение крупных объемов зуба, превышающих объем клина в пределах контакта передней поверхности со стружкой, происходит при резании с чрезмерно большими значениями S_Z и недостаточными углами b, а также малыми пределами выносливости и вязкости материала зубьев.

При возникновении сколов режущая способность фрез не восстанавливается. Наиболее часто хрупкое разрушение бывает у твердосплавных фрез и фрез с зубьями из СТМ. Пластическое разрушение наблюдается при работе быстрорежущими фрезами и характеризуется течением тонких слоев инструментального материала вдоль задней поверхности и опусканием вершины зуба. Оно возникает при чрезмерно высоких скоростях резания и очень высоких температурах.

Допустимая величина износа h₃ зависит от свойств материалов заготовки и фрезы, требований к точности обработки и качеству поверхности слоя и находится в пределах h₃ = 0, 3...1, 2 мм. При фрезеровании жаропрочных и титановых сплавов h₃ = 0, 5 мм.

Стойкость фрез Т изменяется в широких пределах и зависит от свойств обрабатываемого материала, скорости резания, типа и диаметра фрезы, вида обработки (черновая, чистовая). Например, период стойкости торцовых твердосплавных фрез T = 90...240 мин.

Для восстановления режущих свойств фрез применяют заточку их на универсально-заточных станках. Для фрез с многогранными и круглыми неперетачиваемыми пластинами восстановление режущих свойств производится заменой изношенных или сколотых пластин. На рис. 5.6 показаны схемы заточки фрез с затылованными (а) и остроконечными зубьями (б).

Рис. 5.6. Схемы заточки фрез с затылованными (а) и остроконечными зубьями (б)

На эксплутационные показатели фрез большое влияние оказывают условия окончательного формообразования поверхностей их режущих зубьев, которое выполняется затачиванием. Для восстановления режущих свойств применяют шлифовальные круги. Обработке подвергаются передние и задние поверхности зубьев, расположенные как на цилиндре, так и на торце фрезы. Для большинства фрез лимитирующим является изнашивание фрезы по задней поверхности. Это объясняется тем, что фрезы работают в зоне тонких стружек, имеющих толщину не более 0, 3 мм (чаще не более 0, 1 мм). Допустимый износ m устанавливается в пределах, приведенных в табл. 5.2.

Таблица 5.2 – Допустимый износ фрез

Фреза	Материал режущей части фрезы	Износ m при обработке стали, мм	Износ m при обработке чугуна, мм
Цилиндрическая	Быстрорежущие стали Р6МЗ, Р12, Р6М5	0, 4 – 0, 6	0, 5 – 0, 8
Торцовая	1, 5 – 2, 0	1, 5 – 2, 0
Трехсторонняя	0, 4 – 0, 6	0, 4 – 0, 6
Концевая	0, 3 – 0, 5	0, 3 – 0, 5
Цилиндрическая	Твердые сплавы Т5К10, Т15К6, ВК8	0, 5 – 0, 6	0, 6 – 0, 7

Торцовая	1, 0 – 1, 2	1, 5 – 2, 0
Трехсторонняя	1, 0 – 1, 2	1, 0 – 1, 2
Концевая	0, 4 – 0, 5	0, 3 – 0, 5

Число возможных повторных заточек фрез:

, (5.6)

Число периодов стойкости новой фрезы:

, (5.7),

где М – величина допустимого стачивания зуба,

q – величина стачивания зуба при одной заточке,

1 – период стойкости новой фрезы.

Величина допустимого стачивания зуба М зависит от конструкции фрезы и ее определяют для цельных, сборных и твердосплавных фрез по-разному. Для цельных фрез величина М зависит от высоты зуба Н:

. (5.8)

У цилиндрических сборных фрез ножи за счет их перестановки на шаг рифлений имеют возможность изменять вылет Н в радиальном направлении. У этих фрез величина допускаемого стачивания по цилиндру:

, (5.9),

где L – глубина паза под нож.

Торцовые сборные фрезы снабжаются, как правило, ножами, оснащенными твердосплавными пластинками. Величина допускаемого стачивания у этих инструментов (также как и у других твердосплавных фрез) зависит от размеров твердосплавных пластинок ножей. Для этих фрез величину допустимого стачивания принимают равной:

(по цилиндру) (5.10),

(по торцу) (5.11),

где b и I – соответственно ширина и длина твердосплавной пластинки на ноже.

Величина стачивания при заточке для рассматриваемых конструкций фрез:

(5.12)

где m – износ фрезы по задней поверхности (мм);

a – задний угол (главный или вспомогательный);

0, 1...0, 2 – дополнительно снимаемый слой (мм).

При выполнении лабораторной работы за расчетное значение m следует принимать величину критерия затупления по табл. 5.2.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с конструкцией выданного инструмента (резец, сверло, фреза).

2. Определить число возможных повторных заточек рассматриваемых инструментов при обработке заготовок из различных видов материалов.

3. Определить число периодов стойкости нового инструмента.

4. Определить величину износа режущего инструмента с помощью микроскопа БМИ-1.

5. Заполнить таблицу 5.3.

Содержание отчёта

1. Наименование и цель работы.

2. Инструменты и принадлежности к работе.

3. Эскизы инструментов с указанием параметров, определяющих число возможных повторных заточек.

4. Схема измерения величины износа инструмента (на микроскопе БМИ-1)

5. Таблица с результатами измерений и вычислений.

6. Вывод.

Таблица 5.3 – Результаты измерений и вычислений.

Тип инструмента	Материал режущей части инструмента	Материал обрабаты-ваемой заготовки	Величина стачивания q при одной заточке, мм	Величина допустимого стачивания М, мм	Число возможных повторных заточек инструмента, n	Число периодов стойкости нового инструмента, N

Контрольные вопросы к лабораторной работе

1. Как зависит величина износа инструмента от продолжительности обработки?

2. Назовите виды износа режущего лезвия резца, изготовленного из быстрорежущей стали?

3. Что такое период стойкости инструмента? В чем он может выражаться?

4. Какими критериями затупления пользуются для определения оптимального износа?

5. От чего зависит величина периода стойкости инструмента Т?

6. Назовите виды износа сверл?

7. Назовите виды износа фрез?

Литература

1. Н.И. Жигалко, С.О. Яцура. Обработка, материалов, станки и инструменты: Мн.: «Вышэйшая школа», 1984., С. 39 - 44, 98 - 108.

2. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки. Под ред. проф. П.Г. Петрухи. М., «Машиностроение»., 1974., с. 64-69.

Лабораторная работа № 6

Основные сведения

Консольно-фрезерные станки

12 3 4 5 6 Следующая ⇒