ПРОТЯЖКА ПЛОСКАЯ ЧИСТОВАЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ С НЕЖЕСТКИМИ СТЕНКАМИ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована для чистовой обработки пазов с нежесткими стенками.
Известна протяжка для обработки пазов содержащие корпус с двухсторонним расположением зубьев, выполненных по профильной схеме, с шириной режущих кромок большей или равной глубине паза (чертеж Х3-2450-4542 от 20.04.1994 ОАО КАМАЗ).
Такие протяжки успешно используются при чистовой обработки пазов имеющих жесткие стенки.
Недостатком таких протяжек является значительная величина радиальной силы резания, что приводит к упругим деформациям стенок пазов имеющих невысокую жесткость. После обработки такого паза его стенки сходятся под действием силы упругости, и обработанный паз принимает форму «ласточкиного хвоста». В случаях, когда величина деформации превышает допуск на изготовление нарушается точность и качество обработки.
Одним из способов снижения усилия протягивания при большой длине и ширине обработки является применение трапецеидальной схемы резания. Режущая часть протяжки в данном случае содержит двухзубые секции. Первый зуб в секции имеет трапецеидальную форму, а второй сплошной. Данный способ позволяет снизить усилие резания примерно в два раза, что не решает проблемы деформации стенок паза.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки, за счет исключения деформаций стенок паза.
Указанная задача решается тем, что в протяжке для обработки пазов содержащей корпус с двухсторонним расположением зубьев, зубья
z
выполнены по генераторной схеме резания с увеличением подъема на зуб от предыдущих зубьев к последующим, форма и расположение стружечных канавок обеспечивает свободный сход стружки, ширина δ режущих кромок и подъем на зуб S связаны между собой соотношением:
z
S/δ=1,5...4,
суммарная ширина режущих кромок одновременно участвующих в работе выполнена наименьшей и определяется следующей зависимостью:
где l - длина обработки;
o
t - шаг зубьев протяжки;
δ - ширина режущей кромки на одном зубе с одной стороны;
1
δ=0,5(B-B);
В - максимальная ширина паза после обработки;
1
B - минимальная ширина паза до обработки.
Выполнение зубьев протяжки для обработки пазов по генераторной схеме резания с увеличением подъема на зуб от предыдущих зубьев к последующим позволит обеспечить постоянство изгибающего момента, воздействующего на стенки паза, от радиальной составляющей усилия резания. Выполнение стружечных канавок со свободным сходом стружки, в сочетании с шириной режущих кромок и подъемом на зуб выбранными из приведенного соотношения позволит обеспечить наибольшие значения подъема на зуб, что обеспечит технологически допустимую длину протяжки. Выполнение суммарной ширины режущих кромок одновременно участвующих в работе наименьшей позволит снизить усилие протягивания. Таким образом, сочетание всех перечисленных признаков позволит обеспечить стабильность величины и наименьшее значение изгибающего момента воздействующего на стенки паза, исключить их деформации и тем самым, повысить качество обработки.
Заявителю не известны протяжки плоские чистовые для обработки пазов с нежесткими стенками с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:
фиг.1 - Протяжка плоская чистовая для обработки пазов с нежесткими стенками (общий вид);
фиг.2 - Вид А на фиг.1;
фиг.3 - Выносной элемент Б на фиг.2;
фиг.4 - схема снятия припуска предлагаемой протяжкой;
фиг.5 - схема обработки;
фиг.6 - разрез А-А на фиг.5.
z
Протяжка плоская чистовая для обработки пазов с нежесткими стенками содержит корпус 1 с двухсторонним расположением зубьев 2. Зубья 2 выполнены по генераторной схеме резания с увеличением подъема на зуб от предыдущих зубьев к последующим. Форма и расположение стружечных канавок 3 обеспечивает свободный сход стружки. Ширина δ режущих кромок 4 и подъем на зуб S связаны между собой соотношением:
z
S/δ=1,5...4.
Суммарная ширина режущих кромок одновременно участвующих в работе выполнена наименьшей и определяется следующей зависимостью:
где l - длина обработки;
o
t - шаг зубьев протяжки;
δ - ширина режущей кромки на одном зубе с одной стороны;
1
δ=0,5(B-В);
В - максимальная ширина паза после обработки;
1
B - минимальная ширина паза до обработки.
Для стабилизации ширины обработанного паза протяжка может содержать, по крайней мере, два калибрующих зуба 5 выполненных на всю глубину паза. Зубья 5 не снимают припуск, а только срезают микронеровности, и поэтому не создают значительных усилий протягивания.
Рассмотрим пример расчета протяжки для обработки паза на маховике двигателя автомобиля КАМАЗ.
Н=50 мм - глубина паза;
l=40 мм - длина обработки;
B=30 мм - максимальная ширина паза после обработки;
1
B=29,2 мм - минимальная ширина паза до обработки.
о
При указанной длине обработки 40 мм и припуске на сторону 0,4 мм из условия плавности работы выбирается шаг зубьев протяжки: t=12 мм (в работе одновременно участвуют 3...4 зуба).
Ширина режущей кромки на одном зубе с одной стороны:
δ=0,5(30-29,2)=0,4 мм.
z
Подъем на первом зубе S выбран 0,8 мм и равномерно увеличивается до 1,1 мм на последнем. Отношение ширины δ режущих кромок и подъема на зуб имеет следующие значения:
z
S/δ=0,8/0,4=2;
z
S/δ=1,1/0,4=2,75.
Данное соотношение между шириной режущих кромок и подъемом на зуб при малой ширине обработки (до 0,5 мм) позволяет обеспечить максимальные величины подъема.
Для предлагаемой протяжки суммарная ширина режущих кромок:
=2·0,4(40/12+1)=2·0,4·4=3,2 мм (при этом, значение в скобках округляется до целого значения в меньшую сторону).
В то время как протяжка, выбранная в качестве ближайшего аналога имеет суммарную ширину режущих кромок равной 400 мм, что приводит к значительному увеличению усилия протягивания.
Процесс работы протяжки плоской чистовой для обработки пазов с нежесткими стенками выглядит следующим образом. Протяжку, закрепленную на инструментальной плите, устанавливают на протяжном станке. Заготовку устанавливают в ориентированное относительно протяжки положение в станочном приспособлении. После включения главного движения резания инструментальная плита с размещенной на ней протяжкой начинает перемещаться. При этом в работу вступают первые зубья протяжки, которые начинают обрабатывать поверхность на всю глубину припуска. Величина подъема на зуб выбрана максимальной и возрастающей по мере смещения зоны обработки к основанию паза. Благодаря этому изгибающий момент, воздействующий на стенки паза имеет стабильную величину исключающую деформацию стенок. После выхода зубьев протяжек из зоны обработки заготовку снимают, а инструментальную плиту с протяжками возвращают в исходное положение.
Протяжка плоская чистовая для обработки пазов с нежесткими стенками может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением известных материалов и современных инструментов, что соответствует критерию «промышленная применимость».