Перевести страницу
0
Корзина пуста

Машиностроительное предприятие - цех металлообработки, станочные работы любой сложности

Особенности процесса протягивания

Протягивание считается одним из высокопроизводительных и эффективных методов механической обработки металлодеталей. Метод широко применяется в изготовлении деталей машин, станков и иных продуктов машино- и приборостроения. Время возникновения метода протягивания гораздо позже прочих приемов механической обработки металлических изделий. Необходимость в нем обусловлена потребностью в массовом выпуске взаимозаменяемых изделий.

Широкомасштабное применение метода протягивания началось в годы первой мировой войны, когда с целью массового производства вооружения потребовались новые высокопроизводительные, эффективные и точные методы обработки, в частности, для получения нарезов в стволах оружия.

Для выяснения особенностей и преимуществ протягивания рассмотрим способ получения шпоночного паза во втулке (ступице) какого-либо зубчатого колеса, маховичка, шкива и остальных деталей долблением (рис. 1).

Долбление шпоночного паза

Деталь 1 крепится на подвижной части 5 стола 6 долбежного станка, который сообщает резцу 2 (ширина режущей кромки равна ширине паза), укрепленному на стержне 3, возвратно-поступательное движение (рабочее движение). Стержень направляется втулкой 4. С каждым ходом долбяка срезается слой металла определенной толщины и стол вместе с деталью перемещается (подается) в сторону резца на величину подачи. Длится это до тех пор, пока шпоночный паз не будет прорезан на требуемую глубину. Если надо получить шлицевое отверстие, то после обработки одного паза деталь поворачивается на нужный угол делительной головкой.

При затуплении резец заменяется и снова налаживается станок. Чтобы сократить время обработки, можно на стержне 3 поместить не один резец, а несколько; каждый последующий резец должен стоять над предыдущим на величину подачи. В этом случае работа пойдет быстрее, так как за один ход ползуна станка будет сниматься во столько раз больший слой металла, сколько резцов будет укреплено на стержне; в остальном процесс не изменяется. Но если число резцов выбрать с таким расчетом, чтобы за один ход ползуна паз прорезался на всю глубину, процесс обработки в корне изменится. В этом случае для обработки детали нужен только один рабочий ход. Никакого движения механизма подачи не нужно, так как подача есть уже в самой конструкции инструмента – в выступающих один над другим резцах, каждый из которых последовательно срезает установленный слой, металла.

Разделение работы между многими резцами резко увеличивает стойкость инструмента, который, без замены, может обрабатывает большое количество изделий, не требуя переналадки во время работы. Точность обработки при таком методе не связана с мастерством рабочего, так как она полностью задается точностью изготовленного инструмента.

Схемы работы: а - протяжки; б - прошивки.

Точно таким образом можно изготовить инструмент для прорезки многопазовых или так называемых шлицевых отверстий, а также любых других фасонных отверстий. Такой инструмент, имеющий форму длинных осей или лент, изготовленных из инструментальных сталей и снабженных множеством поперечных зубьев, получил название протяжки (рис. 2, а). Станки, применяемые для работы протяжками, называются протяжными.

Протягивание характеризуется такими особенностями:

  1. требует использования точного многолезвийного, затруднительного в производстве инструмента;
  2. имеет только одно прямое (иногда круговое) рабочее движение;
  3. деталь прорезается одновременно по всему контуру;
  4. в расчет не берутся промежуточные устройства подачи и деления между инструментом и изделием;
  5. простота в настройке станка, установки заготовки и инструмента;
  6. высокая точность обработки и качество производимой поверхности деталей;
  7. высокая продуктивность и малая стоимость процесса обработки.

Прошивка (рис. 2, 6) в основе своей почти не различается от протяжки. Протяжку тянут сквозь обрабатываемое отверстие, а прошивку проталкивают. Протяжка подвергается растягивающим усилиям, а прошивка – сжимающим; поэтому прошивки делают сравнительно более короткими. Так как принципиального отличия в устройстве и механизме работы протяжек и прошивок нет, то в дальнейшем под протягиванием будут подразумеваться оба процесса.

Продуктивность метода протягивания в 5 – 15 раз выше чем такие методы, как развертывание, фрезерование, долбление, строгание, шлифование и остальные методики.

При технологии протягивании цилиндрических или шлицевых диаметров в заготовках небольших габаритов и массы один станочник производит от 400 до 1000 деталей за 8 часовую смену, а при работе с прошивкой на прессе – от 1200 до 3700 шт. На протяжных станках с беспрерывным рабочим ходом и автоматизированной загрузкой заготовок эффективность увеличивается до 4800 – 8000 деталей за смену. Такая же производительность достигается и при протягивании наружных размеров. Даже при протягивании нелегких в исполнении деталей с большими диаметрами, таких как блоки автомобильных или тракторных моторов, продуктивность достигает 350 за смену. При протягивании зубчатых колес с наружными и внутренними зубьями производительность составляет от 320 до 16000 шт. за смену.

Протяжка гарантирует точность обработки 2-го и 3-го класса. Чистота протягиваемой поверхности достигается в пределах V 6 – V 9.

Область применения протягивания. Сегодня протягивание массово применяется во многих направлениях машиностроения для обработки всевозможных внутренних (замкнутых) и наружных (открытых) поверхностей всевозможных деталей.

Внутреннее протягивание чаще всего применяется для резки разнообразных отверстий, форм-фактор их разнообразен: круглые (цилиндрические), квадратные, шлицевые с различными формами прямых и винтовых канавок, многогранные, а также шпоночные или фигурные пазы в отверстиях деталей (рис. 3). Диаметр протягиваемых отверстий варьируется от 5 до 400 мм, длина достигает до 10 м. Чаще всего режутся отверстия диаметром от 10 до 75 мм с длиной, не превышающей 2,5 – 3 диаметра. Ширина протягиваемых пазов бывает: минимальная - 1,5 мм, максимальная - 100 мм.

Формы отверстий, обрабатываемых протяжками

Протяжки особенно широко применяются в авиационной, автотракторной и станкостроительной промышленности. Например, современный автомобильный завод использует до 1000 типов протяжек. Они широко используются при обработке отверстий под поршни, шатунов, шлицевых отверстий с разнообразной формой шлица (прямоугольных, елочных, эвольвентных), а также различных специальных отверстий и пазов, шпоночных канавок, траков гусениц, отверстий шестигранных ключей зубчатых колес и муфт внутреннего сочленения. Протягивание применяется и в общем машиностроении и при производстве деталей швейных машин, велосипедов, мотоциклов, деталей оборудования пищевого и текстильного назначения, фото- и киноаппаратуры.

В тяжелом машиностроении этот способ зарекомендовал себя при обработке круглых шлицевых и некоторых отверстий в составляющих водяных насосов, лебедок, экскаваторов, деталей буровых машин (отверстий крейцкопфа, талевого блока, шатунов, звездочек, отверстий в цилиндрических и конических колесах).

Детали, обрабатываемые наружными протяжками

Наружное протягивание заменяет такие этапы технологического процесса, как фрезерование, строгание, шлифование. Как правило методом протягивания обрабатываются детали площадью от 100 до 200 см2. В совокупности наружное протягивание стоит применять при серийном производстве (блоки и головки автомобильных и тракторных цилиндров двигателей). По большей части с помощью протяжки прорезаются плоскости, фасонные поверхности, всевозможные пазы, рифления, например, зубчатые колеса, хвосты турбинных лопаток, пазы в дисках газовых турбин и др. (рис. 4).

Методом протягивания обрабатываются большинство металлов и пластмасс, которые позволяют производить обработку резанием.