17. Инструменты для образования резьб: классификация, область применения.

Образование резьбы внутренней и наружной производится тремя методами:

1. Нарезание резьбы режущим инструментом:

• резьбовые резцы;

• гребенки;

• метчики;

• резьбонарезные плашки;

• фрезы;

• резьбонарезные головки.

2. Накатывание резьбы – метод пластического деформирования материала изделия:

• накатные плашки;

• накатные ролики;

• резьбонакатные головки.

3. Шлифование резьбы мелкозернистыми резьбошлифовальными кругами однониточными и многониточными.

По форме профиля резьбы бывают:

• треугольные ( ) (угол профиля, равный – метрическая резьба; угол профиля, равный – дюймовая резьба);

• трапецеидальная;

• прямоугольная;

• круглая;

• радиусная;

• упорная.

Получили наибольшее распространение две схемы обработки резьбы (см. рис.136).

а – первая схема: инструмент (или заготовка) совершают винтовые движения с параметром, равным параметру резьбы.

б – вторая схема: инструмент вращается относительно своей оси (скорость резания) плюс винтовое движение подачи, ось которого совпадает с осью детали

17. Резьбовые резцы: геометрические и конструктивные особенности.

Предназначены для нарезания наружной и внутренней резьбы различных профилей: остроугольного, трапецеидального, прямоугольного и так далее.

По конструкции разделяются:

1. Стержневые.

2. Призматические.

3. Круглые.

Стержневые резцы отличаются от токарных резцов формой головки, снабженной соответствующим профилем резьбы. В нерабочем положении задние углы на боковых сторонах одинаковы для всех точек режущей кромки.

В процессе работы действительный задний угол α_д определяется как:

α_{длев =} α₂ – μ – для левой режущей кромки;

α_{дправ =} α₁ + μ – для правой режущей кромки;

t g μ = tgτ cos(ε/2); ,

где d₂ - средний диаметр резьбы;

Р – шаг резьбы;

 – угол подъема резьбы по среднему диаметру;

 – угол профиля резьбы (60 –метрическая резьба; 55 – дюймовая резьба).

Для треугольных резьб с углом профиля  = 55…60 и углом подъема  = 3…4 влияние угла  не учитывают и выполняют резцы с одинаковыми задними углами на правой и левой стороне. Принимают  = 4…6 для предварительного нарезания и  = 8…10 для окончательного нарезания резьбы.

При нарезании трапецеидальной резьбы резец может быть установлен двумя способами:

а) Передняя поверхность (рис.141,а) параллельна оси детали. Применяют при чистовом нарезании резьбы. Способ дает возможность получить точный профиль резьбы винта, но при этом ухудшаются условия резания из-за отрицательного переднего угла.

б) При установке передней поверхности резца перпендикулярно витку резьбы, уравниваются условия резания на обеих сторонах профиля, но профиль резьбы искажен. Применяют при черновом нарезании (см.рис.141,б).

Призматические и круглые резьбовые резцы – это разновидность фасонных резцов. Призматические – применяются при небольших углах подъема витков резьбы. Круглые – применяются чаще, так как проще изготовление, однако, круглый резец не дает точного прямолинейного профиля резьбы даже при  = 0.

Общие принципы построения допусков на резьбообразующую часть резьбообразующего инструмента следующие:

В зависимости от степени точности нарезаемой резьбы назначают допуски на следующие элементы резьбообразующего инструмента:

• допуски на наружный, средний и внутренний диаметры резьбы;

• допуск на шаг резьбы;

• допуск на половину угла профиля резьбы (на половину потому, что угол профиля может быть выдержан, но биссектриса угла будет неперпендикулярна оси метчика).

Основными конструктивными и геометрическими элементами затылованной фрезы являются:

Основные конструктивные и геометрические элементы затылованной фрезы

D – наружный диаметр фрезы;

d_отв – посадочный диаметр;

Z_и – число зубьев фрезы.

Элементы зуба и стружечной канавки:

H – высота зуба;

r – радиус закругления дна стружечной канавки;

m – расстояние между шпоночным пазом и дном стружечной канавки – толщина фрезы в наиболее опасном сечении.

Диаметр посадочного отверстия d_отв можно определить из условия обеспечения достаточной прочности и жесткости оправки: ,

где h – глубина фрезеруемого профиля;

b – ширина фрезеруемого профиля.

Число зубьев фрезы Z_и можно определить по формуле: ,

где h₁ = h+(1…3)мм – высота з уба фрезы без учета радиуса закругления дна стружечной канавки;

А – коэффициент, учитывающий условия работы фрезы;

Радиус закругления дна стружечной канавки r принимают равным 1…3 мм.

Конструктивные элементы – размеры шпоночного паза, диаметр выточки d_в, длина выточки l_в – определяют в зависимости от диаметра отверстия d_отв.

D = (1,2…1,6)В – для твердосплавных фрез;

Число зубьев фрезы Z зависит от типа фрезы, характера ее работы (черновая или чистовая), наружного диаметра фрезы, от конструкции (цельная или сборная). фрезы с большим число зубьев применяются чаще для чистовой обработки, когда снимается тонкий слой материала. ,

Форма зуба и впадины должны обеспечивать прочность зуба, способствовать получению наибольшего пространства для размещения стружки, допускать возможно большее количество переточек, препятствовать появлению трещин при термической обработке. Наибольшее распространение получили трапецеидальная форма зуба. Размеры зубьев и впадина можно определить из соотношений:

– высота зуба для чистовых фрез (при );

– угол стружечной канавки;

– угол трапеции;

– угловой шаг зубьев фрезы;

Для проверки биения зубьев часто выполняют ленточку по задней поверхности f, равной 0,02…0,03 мм.

Углы режущего лезвия – передний угол γ и задний угол α – рассматривают в секущих плоскостях: передний угол – в плоскости, перпендикулярной главной режущей кромке; задний угол – в плоскости, перпендикулярной оси фрезы. Величина их зависит от материала режущей части, от свойств обрабатываемого материала.

Для окончательного выбора диаметра посадочного отверстия (насадные фрезы) или размеров хвостовика (хвостовые фрезы) определяют суммарный момент при изгибе и скручивании:

,

где P_z – максимальная составляющая силы резания при фрезеровании;

l – расстояние между опорами державки или вылет фрезы относительно шпин-

деля.

По найденному суммарному моменту определяют диаметр посадочного отверстия или средний расчетный диаметр хвостовика. Остальные конструктивные элементы – размеры шпоночного паза, шейки, лапки, центровых отверстий и т.п – определяют по соответствующим ГОСТам для данного типа фрезы и соответствии с размерами отверстия и хвостовика.