Таблица протяжек: типы, припуски и технические характеристики ГОСТ

Введение в технологию протягивания

Протягивание представляет собой высокоэффективный метод механической обработки металлов, основанный на использовании многозубого режущего инструмента — протяжки. Этот процесс характеризуется отсутствием движения подачи, поскольку все необходимые параметры формируются за счет конструктивных особенностей самого инструмента.

Главное преимущество протягивания заключается в возможности получения высокой точности обработки и качества поверхности за один рабочий ход. При этом достигается точность 6-9 квалитета с шероховатостью поверхности Ra 0,32-2,5 мкм, что делает данный метод незаменимым для финишной обработки ответственных деталей.

Технология протягивания регламентируется целым рядом государственных стандартов, которые определяют конструктивные параметры инструмента, допуски на изготовление и требования к материалам. Основными документами являются ГОСТ 4044-70 для круглых хвостовиков, ГОСТ 4043-70 для плоских хвостовиков и специализированные стандарты для различных типов протяжек.

Основные типы протяжек и их классификация

Классификация протяжек осуществляется по нескольким основным критериям, каждый из которых определяет область применения и технические характеристики инструмента. По назначению протяжки подразделяются на две основные группы: для обработки внутренних поверхностей и для обработки наружных поверхностей.

Протяжки для внутренних поверхностей

Круглые протяжки являются наиболее распространенным типом инструмента для обработки цилиндрических отверстий. Они обеспечивают высокую точность размеров и геометрической формы, что критически важно для посадочных отверстий подшипников, втулок и других ответственных соединений. Диапазон обрабатываемых диаметров составляет от 6 до 100 мм.

Шлицевые протяжки предназначены для формирования шлицевых соединений всех типов: прямобочных, эвольвентных и треугольных. Особенностью данного типа является наличие нескольких режущих кромок, расположенных в определенной последовательности для поэтапного формирования профиля шлицев.

Шпоночные протяжки служат для изготовления шпоночных пазов в отверстиях заготовок. Согласно стандартам, предусмотрено применение четырех основных типов шпоночных протяжек для различных размерных групп и требований к качеству поверхности.

Конструктивные особенности различных типов

Квадратные и шестигранные протяжки применяются для обработки соответствующих многогранных отверстий. Их конструкция основана на генераторной схеме резания, при которой каждый последующий зуб имеет размер, превышающий предыдущий на величину подачи на зуб.

По конструктивному исполнению протяжки подразделяются на цельные и сборные. Сборные конструкции позволяют экономить дорогостоящую быстрорежущую сталь и обеспечивают возможность замены отдельных элементов при износе или поломке.

Конструктивные элементы протяжек

Конструкция протяжки включает несколько основных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию в процессе обработки. Понимание назначения каждого элемента критически важно для правильного выбора и эксплуатации инструмента.

Хвостовик и направляющие части

Хвостовик служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка. Его форма и размеры стандартизированы согласно ГОСТ 4044-70 для круглых и ГОСТ 4043-70 для плоских хвостовиков. Диаметр хвостовика должен быть меньше диаметра протягиваемого отверстия на 1-2 мм для предотвращения заедания.

Передняя направляющая часть обеспечивает правильное позиционирование заготовки на протяжке перед началом обработки. Ее диаметр соответствует размеру предварительно подготовленного отверстия с учетом необходимых зазоров для свободного прохождения.

Режущая и калибрующая части

Режущая часть является основным рабочим элементом протяжки, где происходит непосредственное снятие припуска. Количество зубьев в режущей части определяется величиной снимаемого припуска и подачей на зуб. Каждый последующий зуб имеет размер, превышающий предыдущий на расчетную величину.

Калибрующая часть содержит 4-10 зубьев одинакового размера, равного окончательному размеру обрабатываемой поверхности. Она выполняет функции окончательного калибрования размера, повышения качества поверхности и служит резервом на переточку инструмента.

Геометрические параметры зубьев

Геометрия зубьев протяжки определяется обрабатываемым материалом и требованиями к качеству поверхности. Передний угол обычно составляет 12-20 градусов, задний угол — 2-5 градусов. Для обработки чугуна применяются меньшие значения переднего угла, для углеродистых сталей — большие.

Припуски на протягивание и их расчет

Правильное назначение припусков является ключевым фактором обеспечения качества протягивания и экономической эффективности процесса. Припуск представляет собой слой материала, удаляемый с заготовки для получения детали требуемых размеров и качества поверхности.

Виды припусков при протягивании

В технологии протягивания различают общий и промежуточный припуски. Общий припуск — это полная толщина слоя материала, удаляемого за весь процесс обработки. Промежуточный припуск снимается одним зубом или группой зубьев протяжки.

Величина припуска зависит от множества факторов: размеров обрабатываемого отверстия, требуемой точности, качества предварительной обработки, жесткости технологической системы и свойств обрабатываемого материала.

Табличный метод назначения припусков

Для большинства практических случаев припуски назначаются по нормативным таблицам, разработанным на основе обширных экспериментальных данных. Этот метод обеспечивает достаточную точность при значительном упрощении технологической подготовки производства.

При табличном методе учитывается тип заготовки, способ предварительной обработки, размеры детали и требуемая точность. Полученные значения корректируются в зависимости от конкретных условий производства и требований технологического процесса.

Оптимизация припусков

Чрезмерно большие припуски приводят к повышенному расходу материала, увеличению сил резания и снижению стойкости инструмента. Недостаточные припуски не позволяют устранить дефекты предварительной обработки и достичь требуемого качества поверхности.

Выбор протяжек и назначение припусков

Выбор оптимального типа протяжки и правильное назначение припусков требует комплексного анализа технических требований к детали, условий производства и экономических факторов. Этот процесс должен обеспечивать баланс между качеством обработки, производительностью и экономической эффективностью.

Критерии выбора типа протяжки

Основным критерием выбора является форма обрабатываемой поверхности. Для круглых отверстий применяются круглые протяжки, для шлицевых соединений — шлицевые, для шпоночных пазов — шпоночные. Однако выбор конкретной конструкции требует учета дополнительных факторов.

Размерный диапазон протяжки должен соответствовать размерам обрабатываемых деталей с учетом возможных вариаций в серии. Важно учитывать также возможности протяжного оборудования, включая тяговое усилие, ход ползуна и размеры рабочего пространства.

Материал режущей части

Выбор материала режущей части определяется свойствами обрабатываемого материала и требованиями к стойкости инструмента. Для обработки углеродистых и легированных сталей применяется быстрорежущая сталь Р18 или Р6М5. Для чугуна возможно применение твердых сплавов.

Расчет экономической эффективности

При выборе протяжки необходимо оценивать не только начальные затраты на инструмент, но и общую экономическую эффективность процесса. Высокая стоимость протяжки компенсируется значительным повышением производительности и качества обработки.

Экономическая эффективность определяется соотношением между затратами на инструмент, его стойкостью и объемом производства. Для крупносерийного производства применение протяжек практически всегда экономически оправдано.

Особенности применения различных типов протяжек

Каждый тип протяжки имеет свои особенности применения, которые необходимо учитывать при разработке технологических процессов. Понимание этих особенностей позволяет максимально эффективно использовать возможности данного метода обработки.

Круглые протяжки

Круглые протяжки обеспечивают наивысшую универсальность применения и могут использоваться для обработки отверстий в деталях различного назначения. Особенностью является возможность достижения высокой концентричности обработанного отверстия относительно базовых поверхностей.

При использовании круглых протяжек важно обеспечить правильную подготовку предварительного отверстия. Отклонения от цилиндричности и соосности могут привести к неравномерному износу протяжки и снижению качества обработки.

Шлицевые протяжки

Шлицевые протяжки позволяют формировать сложные профили за один рабочий ход, что недостижимо другими методами обработки. Особенностью является необходимость точного позиционирования заготовки для обеспечения правильного углового расположения шлицев.

При обработке шлицевых соединений критически важно обеспечение равномерности припуска по всем шлицам. Неравномерность может привести к повышенному износу отдельных зубьев протяжки и ухудшению качества поверхности.

Шпоночные протяжки

Применение шпоночных протяжек требует особого внимания к обеспечению прямолинейности паза и перпендикулярности его боковых стенок к оси отверстия. Это достигается правильным направлением протяжки и обеспечением жесткости технологической системы.

Контроль качества и техника безопасности

Контроль качества при протягивании включает проверку размерной точности, геометрических параметров и качества поверхности обработанных деталей. Эффективная система контроля позволяет своевременно выявлять отклонения и принимать корректирующие меры.

Методы контроля размерной точности

Размерный контроль осуществляется с использованием калибров, микрометров и координатно-измерительных машин. Для серийного производства предпочтительно применение проходных и непроходных калибров, обеспечивающих высокую скорость контроля.

Контроль геометрических параметров включает проверку цилиндричности, соосности, симметричности и других характеристик в зависимости от типа обрабатываемой поверхности. Особое внимание уделяется контролю углового расположения элементов при обработке шлицевых и многогранных отверстий.

Оценка качества поверхности

Шероховатость поверхности контролируется с помощью профилометров или сравнительных образцов. Для большинства применений протягивания достигаемые значения Ra 0,32-2,5 мкм соответствуют требованиям функциональных поверхностей.

Техника безопасности

Работа с протяжками требует соблюдения специальных мер безопасности из-за больших усилий резания и острых режущих кромок инструмента. Необходимо обеспечить надежное закрепление заготовки и протяжки, исправность защитных устройств станка.

Особое внимание должно уделяться состоянию режущих кромок протяжки. Работа с затупленным инструментом приводит к резкому возрастанию усилий резания и может стать причиной поломки протяжки или повреждения станка.