Шлицевая протяжка

Полезная модель относится к инструментам для металлообработки, а именно к конструкции протяжек для обработки точных шлицевых отверстий с высокими требованиями к шероховатости обработанных поверхностей шлицев. Задача - повышение качества обрабатываемых поверхностей, повышение чистоты обработки и снижение трудоемкости изготовления изделий. Шлицевая протяжка содержит хвостовую часть1, переднюю 2 и заднюю 3 направляющие и режущую часть 4. Последняя включает фасочные 5, круглые 6 и основные шлицевые зубья 7, со шлицевыми выступами постоянной ширины В₀ , имеющие секционное построение. Шлицевые зубья 7, в зависимости от их назначения, могут выполняться с прямоугольным, треугольным или эвольвентным профилем. После основных шлицевых зубьев 7 на протяжке размещены группа из трех-пяти дополнительных шлицевых зубьев 8, шлицевые выступы 9 которых имеют боковые режущие кромки 10, с наружными диаметрами D равными диаметрам последних основных шлицевых зубьев 7, а шириной выступов В на 0,05-0,20 мм большей. Передние поверхности 11 шлицевых выступов 9 выполнены радиусной формы. Величина радиуса у вершины выступа R₁ меньше, чем у его основания - R₂. Фасочные зубья 5 шлицевой протяжки срезают припуск 12, формируют фаску у основания шлицевого паза изделия. Круглые зубья 7 протяжки формируют внутренний диаметр изделия а, срезая припуск 13, а шлицевые зубья 7 срезают припуск 14, формируя наружный диаметр D шлицевого отверстия. Дополнительные шлицевые зубья 8, шлицевых выступов 9 своими боковыми режущими кромками 10 расширяют обрабатываемый паз до требуемой ширины, срезая припуск 15. 1 - н.п.ф., 1 - з.п.ф., 5 - илл.

Полезная модель относится к инструментам для металлообработки, а именно к конструкции протяжек для обработки точных шлицевых отверстий с высокими требованиями к шероховатости обработанных поверхностей шлицев.

Известна шлицевая протяжка, содержащая хвостовую часть, переднюю и заднюю направляющие и режущую часть, включающую фасочные, круглые и шлицевые зубья (Д.К.Маргулис, Протяжки переменного резания, ГНТИМЛ, М-С, 1962 г., с.163, фиг.97, с.18, фиг.6в).

Недостатком такой конструкции протяжки является то, что боковые стенки шлицев детали обрабатываются большим количеством вспомогательных режущих кромок шлицевых зубьев, каждая из которых оставляет за собой след на обрабатываемых поверхностях боковых стенках паза (шероховатость). В результате чистота боковых поверхностей пазов не превышает Ra=5 мкм.

Кроме того, у протяжек такой конструкции срезаемая стружка получается широкой, что приводит к мелким царапинам обрабатываемых боковых стенок шлицевых пазов, вызывая ухудшение чистоты обработки.

Все это приводит к необходимости вводить двухпроходное протягивание, которое улучшает чистоту обрабатываемых поверхностей, но при этом значительно увеличивает трудоемкость изготовления детали.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности признаков и достигаемому результату является шлицевая протяжка, содержащая хвостовую часть, переднюю и заднюю направляющие и режущую часть, включающую фасочные, круглые и шлицевые зубья со шлицевыми выступами, имеющими секционное построение, при котором два соседних зуба шлицевой части объединяются в одну режущую секцию (Д.К.Маргулис, Протяжки переменного резания, М-С стр.107). При этом на каждом первом зубе выполняют с обеих сторон шлицевого выступа зуба фаски по дуге окружности, что улучшает условия образования стружки, исключает повреждения боковых сторон (царапины) шлицевых пазов торцевыми частями стружек и тем самым снижает

шероховатость обработанных боковых поверхностей шлицевых пазов деталей до Ra=2,5-5 мкм.

Однако, главный недостаток - образование боковых сторон пазов большим количеством вспомогательных режущих кромок, которые не имеют передних углов, продолжает оставаться. В связи с этим, известные протяжки не могут значительно уменьшить шероховатость обработанных поверхностей шлицевых пазов и повысить их точность.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является повышение качества обрабатываемых поверхностей, повышение чистоты обработки и снижение трудоемкости изготовления изделия, за счет исключения двухпроходной обработки.

Указанная задача решается следующим образом:

У шлицевой протяжки, содержащей хвостовую часть, переднюю и заднюю направляющие и режущую часть, включающую фасочные, круглые и шлицевые звенья со шлицевыми выступами, имеющими секционное построение, предлагается после основных шлицевых зубьев разместить группу из трех-пяти дополнительных шлицевых зубьев, шлицевые выступы которых оснащены боковыми режущими кромками, с наружными диаметрами, равными диаметрам последних основных шлицевых зубьев, а шириной шлицевых выступов на 0,05-0,20 мм большей, причем передние поверхности шлицевых выступов предлагается выполнить радиусной формы с величиной радиуса, увеличивающейся от вершины к основанию шлицевого выступа так, что они образуют у боковых режущих кромок передние углы =10-15° и углы наклона =5-10°.

Радиусы передних поверхностей дополнительных шлицевых зубьев с боковыми режущими кромками R ₁ - у вершин и R₂ - у основания выступов шлицевых зубьев предлагается выбирать из условия:

; R₂=R₁+H tg

где:

В - ширина шлицевого выступа на наружном диаметре зуба, мм;

Н - высота шлицевого выступа, мм;

- передний угол боковых режущих кромок, град;

- угол наклона боковых режущих кромок, град;

Предлагаемая шлицевая протяжка за счет введения дополнительных шлицевых зубьев, выступы которых оснащены боковыми режущими кромками с благоприятной геометрией (передний угол - 10÷15° и угол наклона - 5÷10°), надежно обеспечивает высокое качество каждой из обрабатываемых поверхностей. В результате обеспечивается получение шлицевых отверстий с точными допусками по ширине шлицевых пазов (достигаемая точность Н7, Н8) и шероховатостью поверхностей боковых сторон этих пазов до Ra=0,8 мкм и надежное прохождение комплексного калибра.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решения, содержащего совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Промышленная применимость предлагаемого технического решения видна из описания:

На фиг.1 показан общий вид шлицевой протяжки;

На фиг.2 - продольный разрез дополнительных шлицевых зубьев и схема заточки шлицевых выступов для образования передних углов и углов наклона боковых режущих кромок;

На фиг.3 - вид по стрелке К на шлицевой выступ зуба;

На фиг.4 - схема удаления припуска при обработке шлицевого отверстия предлагаемой протяжкой;

На фиг.5 - вид выступа дополнительного шлицевого зуба в аксонометрии.

Шлицевая протяжка содержит хвостовую часть 1, переднюю 2 и заднюю 3 направляющие и режущую часть 4. Последняя включает фасочные 5, круглые 6 и основные шлицевые зубья 7, со шлицевыми выступами постоянной ширины В, имеющие секционное построение. Шлицевые зубья 7, в зависимости от их назначения, могут выполняться с прямоугольным, треугольным или эвольвентным профилем. После основных шлицевых зубьев 7 на протяжке размещена группа из

трех-пяти дополнительных шлицевых зубьев 8, шлицевые выступы 9 которых имеют боковые режущие кромки 10, с наружными диаметрами D равными диаметрам последних основных шлицевых зубьев 7, а шириной выступов В на 0,05-0,20 мм большей.

Передние поверхности 11 шлицевых выступов выполнены радиусной формы. Величина радиуса у вершины выступа R₁ меньше, чем у основания - R ₂.

Для образования указанных радиусных передних поверхностей шлицевых выступов зубьев используют чашечные конические шлифовальные круги. При врезании вращающегося круга в переднюю поверхность шлицевого выступа зуба, на боковых сторонах его одновременно образуются две боковые режущие кромки 10 с передними углами и углами наклона . Величины углов зависят от ширины В и высоты Н шлицевого выступа и радиусов R₁ и R ₂, которые связаны зависимостями:

; R₂=R₁+Н tg

Радиусы R₁ и R ₂ - определяют диаметр и конусность шлифовального круга.

Главные задние углы =30'-40' на боковых сторонах шлицевых выступов и вспомогательные задние углы ₁=30'-40' на вершинах шлицевых выступов

образуют при шлифовании, как у известных шлицевых протяжек, путем подъема заднего хвостовика.

Предлагаемая шлицевая протяжка работает следующим образом:

Шлицевую протяжку (фиг.1) вводят в предварительно подготовленное отверстие детали, закрепляют хвостовиком в ползуне станка (на фиг. не показано) и перемещают вместе с ним относительно обрабатываемой детали вдоль оси отверстия.

При этом фасочные зубья 5 шлицевой протяжки срезают припуск 12, формируют фаску у основания шлицевого паза изделия и выполняют функцию первых зубьев круглой 6 и шлицевой 7 частей протяжки, уменьшая для них работу.

Вступающие за ними в работу круглые 6 зубья протяжки формируют внутренний диаметр d изделия, срезая припуск 13, а шлицевые 7 зубья, срезая

припуск 14, формируют наружный диаметр D шлицевого отверстия и ширину паза Во, меньше требуемой величины В.

Вступающие затем в работу дополнительные шлицевые зубья 8 своими боковыми режущими кромками 10 расширяют обрабатываемый паз до требуемой ширины В, срезая припуск 15. Поскольку они (зубья) имеют положительные передние углы =10-15°, деформация стружек значительно уменьшается и стружка хорошо и ровно сворачиваются в рулон. В результате процесс резания облегчается, что благоприятно сказывается на уменьшении шероховатости боковых сторон шлицевых пазов изделия. Под влиянием угла наклона боковых режущих кромок 10, срезанная и завитая в рулон стружка направляется к основанию выступа шлицевого зуба в сторону от боковой поверхности паза, предохраняя ее от повреждения. Шероховатость поверхности боковых сторон пазов уменьшается до Ra=0,8 мкм, что одновременно способствует повышению чистоты изготовления шлицевых пазов изделия по ширине и точности расположения их относительно оси отверстия, что исключает дополнительную обработку изделия.

Таким образом, предлагаемая конструкция шлицевой протяжки, по сравнению с известными, позволяет повысить качество обрабатываемых поверхностей, чистоту обработки и снизить трудоемкость изготовления изделия.

1. Шлицевая протяжка, содержащая хвостовую часть, переднюю и заднюю направляющие и режущую часть, включающую фасочные, круглые и шлицевые зубья со шлицевыми выступами, имеющими секционное построение, отличающаяся тем, что после основных шлицевых зубьев размещена группа из трех-пяти дополнительных шлицевых зубьев, шлицевые выступы которых оснащены боковыми режущими кромками, с наружными диаметрами, равными диаметрам последних основных шлицевых зубьев, а шириной шлицевых выступов на 0,05-0,20 мм большей, причем передние поверхности выступов выполнены радиусной формы с величиной радиуса, увеличивающейся от вершины к основанию шлицевого выступа так, что образуют у боковых кромок передние углы =10-15° и углы наклона =5-10°.

2. Шлицевая протяжка по п.1, отличающаяся тем, что радиусы передней поверхности дополнительных шлицевых зубьев с боковыми режущими кромками R₁ - у вершин, и R₂ - у оснований выступов шлицевых зубьев, выбирают из условия:

; R₁=R₂+Н tg

где В - ширина выступа шлицевого зуба, мм;

Н - высота выступа шлицевого зуба, мм;

- передний угол боковых режущих кромок, град;

- угол наклона боковых режущих кромок, град;