10.4.2. Резьбонакатные ролики.

Резьбонакатные ролики применяются для накатки как наружных, так и внутренних резьб. Имеется большое число типов резьбонакатных роликов.

В основном, их можно классифицировать по следующим признакам.

1. По направлению подачи:

1. радиальные,

2. осевые,

3. тангенциальные.

2. По типу нарезки:

1. с винтовой нарезкой;

2. с кольцевой нарезкой.

3. По расположению осей ролика:

1) параллельно оси детали,

3. под углом к оси детали.

4. По комплекту одновременно работающих роликов:

1. один ролик,

2. два ролика,

3) три ролика,

4) комплект роликов с сегментной плашкой или плашками.

Такой комплект позволяет обеспечивать наиболее высокую производительность. Однако инструмент является сложным в технологическом отношении. Накатывание резьбы роликами производят на специальных стан­ках или при использовании резьбонакатннх головок на обычных станках (токарных, револьверных, автоматах, сверлильных и т.д.), на которых можно нарезать резьбу метчиками и плашками.

Такие головки, как правило, работают с осевой подачей. Широкое применение нашли самооткрывающиеся резьбонакатные головки. Принцип их работы аналогичен резьбонарезным.

Ниже в качестве примера рассмотрим резьбонакатные ролики радиального типа.

Оси роликов располагаются параллельно оси накатываемой резьбы (рис.10.12). Роликам сообщается синхронное вращение с одинаковой частотой вращения. Заготовка, поддерживаемая упором, вращается роликами. Одному из роликов, имеющему подвижную ось, со­общается радиальная подача, благодаря чему происходит выдавливание резьбы на заготовке. При достижении требуемого межосевого расстоя­ния деталь должна сделать несколько оборотов для калибрования резьбы без радиальной подачи ролика.

Рис. 10.12. Накатывание резьбы роликами с радиальной подачей.

После этого подвижный ролик возвращается в исходное положе­ние, готовая деталь сбрасывается, и подается новая заготовка. Линейная скорость вращения роликов принимается в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала в пределах

V_ср = 12 ... 100 м/мин.,

а подача в зависимости от материала и шага нарезаемой резьбы S = 0,025...0,25 мм/об.заг.

Для резьбонакатных роликов, также как и для резьбонакатных плашек, должны быть выполнены следующие условия:

1. Направление резьбы на роликах должно быть одинаковым. Причем это направление должно быть противоположным направлению накатывае­мой резьбы. Т.е. для накатывания правой резьбы, резьба на роликах – левая, а для левой резьбы - правая.

2. Резьба на роликах должна быть смещена на 1/2 шага (точнее хода), чтобы витки ролика попали в витки накатываемой резьбы.

3. Угол подъёма резьбы роликов и накатываемой резьбы должен быть одинаковым τ_р = τ.

4. Шаг роликов и накатываемой резьбы должен быть одинаковым.

Диаметр ролика с целью увеличения его стойкости, а также обеспечения жесткой конструкции делается больше накатываемой резь­бы (для наружных резьб). Поэтому, исходя из возможности выполнения 3 и 4 условий, ролики делают многозаходными, а средний диаметр D₂ роликов должен рассчитываться.

Угол подъема резьбы ролика по среднему диаметру

tgτ_p = ,

где р_р – ход резьбы ролика.

Угол подъема накатываемой резьбы

tgτ = ,

где р – шаг накатываемой резьбы

d₂ – средний диаметр накатываемой резьбы.

Из условия τ_р = τ,

tgτ_p = tgτ.

Или

= ,

р_р = ip,

где i – число заходов резьбы ролика.

Подставляя, получим

= ,

откуда

D₂ = d₂i.

Расчёт среднего диаметра D₂ ведётся в следующей последовательности:

1. в зависимости от диаметра накатываемой резьбы и модели станка выбирается номинальный диаметр ролика D_н. (обычно от 40 до 300 мм);

2. подсчитывается число заходов i

i =

и округляется до целого числа;

3. по принятому i подсчитывается действительный средний диаметр

D₂ = id₂ ;

4. подсчитываются средние диаметры нового и сточенного ролика с учетом запаса на перешлифовку m

D_{2 нов} = D₂ + m,

D_{2 сточ} = D₂ – m,

где m = 0,0175D₂.

Величина m выбирается из условия, что изменения угла τ_р не превышают допустимых.

Принятые значения среднего диаметра ролика удовлетворяют условиям

A_max > A_н,

A_min < A_к,

где A_н и A_к – начальное и конечное межосевое расстояние при накатывании резьбы, A_max и A_min – приведенные межосевые расстояния, допускаемые станком.

Средний диаметр роликов, входящих в комплект, должен быть строго одинаковым (разность не более 0,03 ... 0,05), т.к. иначе лилейные скорости будут отличаться, что приведет к значительным погрешностям получаемой резьбы. Диаметр же роликов разных комплек­тов может отличаться в значительно более широких пределах.

Наружный и внутренний диаметры ролика

D_{о нов} = D_{2 нов} + 2h_ao,

D_{1 нов} = D_{2 нов} + 2h_fo,

где h_ao и h_fo – высота головки и ножки резьбы ролика с учетом износа и допуска на изготовление.

Ширина ролика определяется так же, как и накатных плашек

B = l₁ + (2…4)p.

Так же можно применять и удвоенную ширину

B΄ = 2B.

В работе участвует сначала половина ширины ролика. После износа ролики переворачивают и используют вторую половину.

По сравнению с резьбонакатными плашками ролики имеют сле­дующие преимущества:

а) интенсивность деформации может регулироваться. Поэтому можно достигать большей точности накатываемой резьбы. Возможно накатывать даже полые детали;

б) ролики более просты в наладке.

Недостатком является меньшая производительность, чем плоских накатных плашек.

Сведения о роликах других типов приведены в учебной литературе, рекомендуемой в качестве основной и дополнительной.