Лекция №15 Характеристика методов нарезания резьбы; нарезание резьбы на токарных и сверлильных станках

Резьба на деталях образуется с применением следующих основных способов:

1. Нарезанием;

2. Шлифованием;

3. Накатыванием.

Резьбообразующие инструменты делятся на три группы:

1. Лезвийные (резьбовые резцы, гребенки и фрезы, метчики, плашки и головки);

2. Абразивные (одно- и многониточные шлифовальные круги);

3. Накатные (плашки, ролики, головки, раскатники).

При образовании резьбы заготовка и инструмент совершают два относительных движения:

1. Вращение вокруг продольной оси резьбы;

2. Продольную подачу, равную шагу резьбы Р.

При работе лезвийных и абразивных инструментов резьба образуется за счет срезания стружки, а при работе накатных – за счет пластического деформирования поверхностных слоев детали. При этом резьба на детали, полученная за счет выдавливания, более прочная, так как в этом случае волокна металла не перерезаны, а деформированы и упрочнены инструментом.

Если рассматривать методы создания резьбы более детально, то можно выделить следующие:

1 - нарезание резьбовыми резцами или резьбовыми гребенками;

2 - нарезание плашками, резьбонарезными головками и метчиками;

3 - накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек;

4 - фрезерование с помощью специальных резьбовых фрез;

5 - шлифование абразивными кругами.

Возможно применение такого способа, как нарезание резьбы резцами. С помощью резьбовых резцов и гребенок на токарно-винторезных станках нарезают резьбу как наружную, так и внутреннюю (внутренняя резьба, начиная с диаметра 12 мм и выше).

Способ нарезания резьбы резцами характеризуется относительно невысокой производительностью, поэтому в настоящее время он применяется в основном в мелкосерийном и индивидуальном производстве, а также при создании точных винтов, калибров, ходовых винтов и т. д. Достоинством этого способа является простота режущего инструмента и сравнительно высокая точность получаемой резьбы. Схематически он заключается в следующем (рис. 14): при одновременном вращательном движении детали, на которой нарезается резьба, и поступательном движении резца (на токарном станке - II) последний снимает (вырезает) часть поверхности детали в виде винтовой линии (I).

Рис. 14. Нарезание резьбы резцами:

I – винтовая линия, образующаяся при нарезании резьбы резцами;

II - поступательное движение резца на токарном станке при нарезании резьбы.

Наиболее часто резьбу нарезают плашками и метчиками. На рис. 15 показаны плашки, которые по своим конструктивным особенностям делятся на круглые — I и II (лерки) и раздвижные — III (клупповые).

Круглые плашки, имеющие применение на монтажных, заготовительных и других работах, предназначены для нарезания наружной резьбы диаметром до 52 мм в один проход. Для более крупной резьбы применя­ют плашки особой конструкции, которые фактически служат лишь для зачистки резьбы после предварительной нарезки ее другими инструмен­тами. Раздвижные плашки состоят из двух половин, вставляющихся в клупп и постепенно сближающихся в процессе резания.

Рис. 15, 16. Нарезание резьбы плашками.

При нарезании резьбы на металлорежущих станках (II) плашка устанавливается и закрепляется в специальном патроне или приспособлении (рис. 16). Деталь подается в калибрующую часть вращающейся плашки. Внутреннюю крепежную резьбу в подавляющем большинстве случаев нарезают метчиками.

Рис.17. Метчик для нарезания метрической резьбы

Метчик (рис. 17) представляет собой стальной стержень с резьбой, разделенный продольными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Эти же канавки служат для выхода стружки. По способу применения метчики разделяются на ручные и машинные.

Рис. 18. Нарезание резьбы в глухих отверстиях.

Последовательность получения резьбы в глухих отверстиях такова (рис. 18): вначале высверливают гнездо, куда в дальнейшем будет завернута шпилька или винт. Диаметр сверла должен быть выбран из табл. рекомендуемых стандартом ГОСТ 9150-81 величин. Резьбу нарезают комплектом из двух или трех метчиков (малого, среднего и нормального, чистового) в зависимости от размера резьбы. Нарезать резьбу одним метчиком (нормальным) за один заход нельзя. Это ведет к поломке метчика.

Для метрической резьбы с крупным шагом и дюймовой резьбы комплект состоит из трех метчиков, для метрической резьбы с мелким шагом и трубной резьбы - из двух.

Основной промышленный метод изготовления резьбы в настоящее время - накатка на специальных резьбонакатных станках, имеющих корпус трехроликовой головки 1, роликодержатель 2 и накатной ролик 3 (рис. 19). Деталь 4 зажимается в тисках суппорта. В этом случае при большой производительности обеспечивается получение высокого качества изделия (формы, размеров и шероховатости поверхности).

Рис.19. Накатка резьбы на резьбонакатных станках

1- трехроликовая головка; 2 – роликодержатель; 3- накатной ролик; 4 – деталь.

Процесс накатывания резьбы заключается в создании резьбы на поверхности детали без снятия стружки за счет пластической деформации поверхности обрабатываемой детали. Схематически это выглядит так. Деталь прокатывают между двумя плоскими плашками (рис. 20. I) или цилиндрическими роликами (рис. 20. II, III), имеющими резьбовой профиль, и на стержне выдавливается резьба такого же профиля. Наибольший диаметр накатываемой резьбы 25 мм, наименьший 1 мм; длина накатываемой резьбы 60...80 мм.

Рис. 20. Процесс накатывания резьбы:

I – плоскими плашками; II и III – цилиндрическими роликами.

Применяется нарезание резьбы гребенчатыми фрезами. Фрезерование наружной и внутренней резьбы производится на специальных резьбофрезерных станках. В этом слу­чае вращающаяся гребенчатая фреза при радиальной подаче врезается в тело детали и фрезерует резьбу на ее поверхности. Периодически происходит осевое перемещение де­тали или фрезы от специального копира на величину, равную шагу резьбы за время од­ного оборота детали (рис. 21).

Рис. 21. Фрезерование резьбы на резьбофрезерных станках.

Шлифование как способ создания резьбы применяется главным образом для получения точной резьбы на сравнительно коротких резьбовых деталях, например резьбовых пробках - калибрах, резьбовых роликах и т. д.

Сущность процесса заключается в том, что шлифовальный круг, расположенный к детали под углом подъема резьбы, при быстром вращении и при одновременном медленном вращении детали с подачей вдоль оси на величину шага резьбы за один оборот вырезает (вышлифовывает) часть поверхности детали. В зависимости от конструкции станка и ряда других факторов резьба шлифуется за два-четыре и более прохода (рис. 22).

Рис.22. Шлифование резьбы.

Резьбошлифование используется для получения мелких резьб или для повышения точности резьбы. Применяемые шлифовальные круги имеют в сечении профиль резьбы. Обработка однониточными кругами по сравнению с многониточными обеспечивает более высокую точность резьбы. Однако производительность процесса при шлифовании многониточными кругами выше. Применяются также круги с кольцевой нарезкой.

Лекция №16

Характеристика методов протягивания;

обработка заготовок на протяжных станках

Характеристика методов протягивания

Протягивание является одним из наиболее производительных видов обработки металлов резанием. Высокая производительность при протягивании объясняется большой суммарной длиной режущих кромок, одновременно участвующих в процессе резания.

Протяжка – это многолезвийный режущий инструмент, при работе которого в контакте с протягиваемой деталью находится одновременно несколько режущих лезвий, имеющих большую суммарную длину. Практически протяжка является инструментальной наладкой, за один проход которой производится черновая и чистовая обработка. Процесс протягивания заменяет строгание, фрезерование, черновое шлифование, зубо- и резьбонарезание и др.

Протяжки являются сложным и дорогостоящим специальным инструментом, изготавливаемым для обработки определенных деталей. Поэтому экономическая эффективность от их применения в полной мере выявляется лишь при массовом и серийном характере производства.

Протяжки – узко специализированный инструмент, предназначенный и рассчитываемый для обработки одной или нескольких определенных деталей, и в то же время довольно дорогой. Это и обуславливает рентабельность применения протяжек именно в массовом и крупносерийном производстве.

Однако протяжки достаточно широко применяются также и в мелкосерийном производстве, в частности, в тяжелом машиностроении, станкостроении, в тех случаях, когда необходимая точность обработки детали может быть получена только протягиванием, например, при обработке многошлицевых отверстий. Длина протягиваемых отверстий L не должна превышать трехкратной величины диаметра отверстия D, т. е. L = 3 D и менее. Диаметр протяжек для отверстий колеблется от 3 до 300 мм.

Протяжки имеют высокую производительность, несмотря на то, что они работают при малых скоростях резания – 3 – 8 м/мин. Причиной этого является большая длина режущих кромок, одновременно участвующих в срезании слоев металла. Так, например, при обработке протягиванием отверстия диаметром 30 мм, если в контакте с деталью будет одновременно находиться пять зубьев, суммарная длина режущих кромок, одновременно участвующих в срезании слоев металла, равна приблизительно 470 мм. Если та же деталь будет обрабатываться четырехзубым зенкером с припуском 1,5 мм на сто­рону, то суммарная длина режущих кромок, одновременно участвующих в резании, будет только около 7мм. Поэтому производительность протяжки будет значительно превосходить производительность зенкера, хотя он работает со скоростью резания 20 –30 м/мин.

Высокая производительность протяжек обусловлена также тем, что каждая протяжка соединяет в себе черновые, чистовые и калибрующие зубья, благодаря чему одной операцией протягивания могут быть заменены две или три отдельные операции. Так, например, протягивание может быть применено вместо следующих трех операций: зенкерования, предварительного и окончательного развертывания или вместо фрезерования и последующего шлифования плоскости.

Кроме того, производительность протяжки возрастает вследствие того, что за период резания каждый зуб находится в контакте с обрабатываемой поверхностью, чем протягивание отличается, например, от фрезерования и других прерывистых процессов обработки металлов резанием.

Поэтому в настоящее время протягивание успешно вытесняет другие виды обработки в массовом и крупносерийном производстве – зенкерование и развертывание просверленных отверстий, а также отверстий, полученных ковкой и литьем; фрезерование и строгание плоскостей и фасонных поверхностей; долбление различных фигурных сквозных отверстий – многошлицевых, многогранных, криволинейных и т.п.; нарезание колес внутреннего зацепления, прямозубых конических колес, зубчатых реек, секторов, колес наружного зацепления и т.п.