протяжка для обработки пазов

Формула изобретения

ПРОТЯЖКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ, содержащая на рабочей части секции с одним чистовым и режущими зубьями со стружкоделительными канавками, расположенными без смещения, отличающаяся тем, что на вспомогательных задних гранях режущих зубьев выполнены фаски, а на передней поверхности чистового зуба вблизи вершин заточки длиной, превышающей ширину указанных фасок на режущих зубьях, выходящие на главную заднюю поверхность зуба и имеющие наклон от вспомогательных режущих кромок с образованием на последних положительных передних углов, равных переднему углу на главной режущей кромке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к конструкции протяжек для обработки шпоночных пазов, и может быть также использовано в конструкции прямобочных шлицевых протяжек.

Известны конструкции шпоночных протяжек с равномерным подъемом на каждый зуб на длине рабочей части, у которых срезание последовательных слоев металла достигается тем, что главная режущая кромка каждого последующего зуба расположена выше, чем у предыдущего на определенную величину (S₂"). Причем по главным граням (поверхностям) зубьев для разделения фронта срезаемой стружки выполняются узкие стружкоделительные канавки, расположенные от зуба к зубу в шахматном порядке. Вспомогательные режущие кромки, формирующие боковые стенки паза, выполняются на длине 0,5-0,8 мм и задний вспомогательный угол на вспомогательных режущих кромках равен нулю. Задние углы на этих кромках также равны нулю.

Недостатком данной конструкции является то, что из-за малого подъема на зуб шпоночный паз приходится протягивать несколько раз.

Другим недостатком этих конструкций является то, что задний вспомогательный угол на вспомогательных режущих кромках равный нулю, создает неблагоприятные условия для процесса резания, вызывая дополнительное трение, т. е. возникает трение вспомогательной режущей кромки по уже обработанной поверхности, а стружка, срезанная главными режущими кромками в углах паза, входящая в контакт с обработанной поверхностью, является причиной значительной шероховатости боковых стенок обрабатываемых пазов и повышения усилий резания.

Кроме того, наличие стружкоделительных канавок, расположенных в шахматном порядке, приводит к образованию так называемых ребер жесткости, металл которых более наклепан, имеет более высокую твердость по сравнению с металлом остальных участков стружки, что сильно препятствует ее свертыванию в компактный виток, вызывая увеличение его диаметра, вызывая этим необходимость выполнения стружечных канавок гораздо большего диаметра, т.е. когда расчет ведется по максимальному коэффициенту помещаемости (К 6). Это ослабляет тело протяжки, а за счет увеличения шага между зубьями приводит к увеличению ее длины.

Известна также конструкция протяжки для обработки прямоугольных пазов (прямобочная шлицевая протяжка), где срезание слоя припуска осуществляется группой, состоящей из 2-х зубьев. Первый зуб прорезной производит срезание части припуска по середине обрабатываемого паза. Второй зуб зачищающий, который и формирует соответствующие части боковых поверхностей прямоугольного паза.

Наиболее близким техническим решением является шлицевая протяжка, где взят за основу в качестве прототипа полный ряд зубьев, участвующих в обработке одного из пазов шлицевого отверстия, состоящий из нескольких групп зубьев, каждый из которых включает три режущие с подъемом на зуб несущие на главных задних гранях по одной оси стружкоделительные канавки, и один зуб зачищающий.

Недостатком такой протяжки, как и шпоночной протяжки с равномерным подъемом на каждый зуб на длине рабочей части, является то, что вспомогательный угол на вспомогательных режущих кромках, где стружка по уголкам паза не срезается, а отрывается, создавая неблагоприятные условия для процесса резания, вызывая дополнительное ее трение по обрабатываемому пазу и стружки в углах паза, нарушая чистоту его стенок и повышая усилия резания.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных качеств протяжки путем снижения усилий резания, уменьшение длины ее режущей части и повышение чистоты поверхностей обрабатываемого паза.

Для этого в известной шпоночной (шлицевой) с групповой узкорезной схемой резания протяжке, содержащей на рабочей части ряд секций с режущими с подъемом на каждый зуб, несущими в осевом направлении для каждого зуба отдельно взятой секции, на главных задних гранях от главной режущей кромки стружкоделительные канавки с основанием на одном уровне относительно основания протяжки и одним чистовым зубом с обеспечением ступенчатого среза стружки режущими зубьями и последующего удаления из паза чистовым зубом ребер, оставленных стружкоделительными канавками, вспомогательные задние грани снабжены фасками, а на передней грани чистового зуба от его главной режущей кромки и вспомогательных (боковых) режущих кромок выполнены на длину, превышающую ширину фаски, под углом, равным переднему углу зуба относительно главной режущей кромки с выходом на главную заднюю грань заточки, формируя этим вспомогательные (боковые) режущие кромки с положительным углом и образуя каналы с возможностью отвода через них стружки снятого металла в углах шпоночного паза обрабатываемой детали в стружечную канавку.

Сопоставление предлагаемого устройства с прототипом и близкими аналогами позволяет сделать вывод, что благодаря изменению схемы резания, при которой производится в пазу ступенчатый с подъемом на зуб срез стружки узкими полосками без ребер жесткости режущими зубьями и последующим удалением чистовым зубом ребер, оставленных стружкоделительными канавками фасками, позволяет обеспечить свертывание стружки в компактные плотные витки со свободным их размещением в стружечных канавках.

Это дает возможность вести расчет на помещаемость по коэффициенту К 2,5-3 с одновременным увеличением срезаемого слоя режущими зубьями и уменьшением стружечных канавок, а следовательно, шага между зубьями и количества режущих зубьев в секции и, как результат, уменьшение длины режущей части и в целом длины протяжки на 40-60% А выполнение на чистовом зубе вспомогательных (боковых) режущих кромок с положительным углом с образованием на передней грани от его главной режущей кромки и вспомогательных режущих кромок каналов обеспечивает повышение чистоты обрабатываемого паза и снижение усилий резания, что вышеперечисленное имеет в целом принципиальные отличия, следовательно, предлагаемое техническое решение является новым.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень и обеспечивает за счет изменения схемы резания конструктивных особенностей чистового зуба секции, уменьшение в ней числа режущих зубьев и размеров стружечных канавок. Это позволяет значительно уменьшить длину рабочей части протяжки с достижением высокой чистоты обработки паза.

Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано в машиностроении.

На фиг. 1 показан общий вид секции шпоночной протяжки с групповой узкорезной схемой резания, вид в изометрии; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 то же, вид в плане; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 5 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 7 узел I на фиг. 3; на фиг. 8 паз в детали после прохода первого режущего зуба; на фиг. 9 то же, после прохода второго режущего зуба; на фиг. 10 паз в детали после прохода чистового зуба.

Шпоночная с групповой узкорезной схемой резания протяжка имеет режущую часть 1, которая содержит ряд секций 2, включающих режущие зубки 3 и 4 и чистовой зуб 5. Режущие зубья 3 и 4 со стружечными канавками 6 и 7 выполнены с подъемом на зуб относительно каждого последующего для обеспечения ступенчатого среза стружки в пазу детали и несут в осевом направлении на главных задних гранях 9 и 10 соответственно от главных режущих кромок 11 и 12 стружкоделительными канавками 13 и 14 с основанием на одном уровне (Н₁) относительно основания 15 протяжки и на вспомогательных задних гранях 16-17 фаски 18.

Передний угол угол между передней гранью 19 и плоскостью, перпендикулярной плоскости резания для режущих зубьев 3 и 4, принят равным 12^о.

У чистового зуба 5 передний угол ₁ равен 8^о, а на его передней грани 20 от его главной режущей кромки 21 и вспомогательных режущих кромок 22 на длину l, превышающую ширину К фаски 18 (l > К), выполнены под углом ₁ с выходом на главную заднюю грань 23 заточки 24, формирующие вспомогательные режущие кромки 22 с положительным углом меньше 90^о, образуя каналы для отвода стружки снятого металла в углах шпоночного паза 8 обрабатываемой детали в стружечную канавку 25. Угол между плоскостями главных задних граней 9, 10 и 23 и плоскостями Г, Д и Е равен 3^о.

Протяжка работает следующим образом.

В круглое отверстие детали, закрепленной на протяжном станке, устанавливается протяжка и прикладывается к ней усилие.

Первый режущий зуб, коснувшись своей главной режущей кромкой 11, начинает снимать заданный слой металла стружку в пределах S_z, по обе стороны стружкоделительных канавок 13 и между ними, оставляя ребра 26, соответственно равные глубине S_z1 стружоделительных канавок 13 и ширине К фасок 18, при этом стружка, формируясь в спираль (виток), состоящая из трех частей, размещается в стружечную канавку 6 режущего зуба 3.

При дальнейшем движении протяжки вступает в работу второй режущий зуб 4, который также снимает стружку толщиной S_z2 по обе стороны стружкоделительных канавок 14 и между ними, оставляя ребра 27, соответственно равные глубине S_z2 + S_z1 (с учетом подъема на зуб) стружкоделительных канавок 14 и ширине К фасок 18, при этом стружка, также формируясь в виток, состоит из трех частей и размещается в стружечную канавку 7 режущего зуба 4.

При дальнейшем движении протяжки вступает в работу чистовой зуб 5, при этом оставленные стружкоделительными канавками 13 и 14 режущих зубьев 3 и 4 ребра 26 и 27, а также ребра 28 и 29, оставленные фасками 18 режущих зубьев 3 и 4, срезаются соответственно главной режущей кромкой 21 и вспомогательными режущими кромками 22, стружка от которых размещается в стружечную канавку 25, причем стружка от металла, оставленная режущими зубьями 3 и 4 в углах паза, поступает через каналы в стружечную канавку 25.

Работа режущих и чистовых зубьев последующих секций аналогична. После выполнения шпоночного паза в отверстии детали, если в комплекте находится одна протяжка, протяжка возвращается в исходное положение, устанавливается новая деталь и процесс протягивания проходит в той же последовательности.

Использование изобретения позволяет за счет снижения количества зубьев на режущей части значительно снизить расход быстрорежущих и легированных сталей и изготовлять протяжки с высокими эксплуатационными качествами.

Их применение в машиностроении повысит производительность труда и качество выпускаемой продукции, что даст значительный экономический эффект.