34. Методы нарезания наружных резьб. Нарезание резцами и гребёнками

Наружную резьбу нарезают плашками, резьбовыми резцами, гребенками, дисковыми и групповыми резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами, а также накатыванием.

При схеме, соответствующей процессу точения, инструмент относительно заготовки совершает винтовое движение, ось которого совпадает с осью резьбы, а параметр — равен параметру резьбы. В этом случае движение винтовой поверхности резьбы детали относительно инструмента будет сводиться к скольжению поверхности детали «самой по себе», аналогично скольжению винтовой поверхности гайки по винтовой поверхности болта. В результате исходная инструментальная поверхность будет совпадать с поверхностью детали.

Наиболее простым инструментом, работающим по рассматриваемой схеме, является резьбовой фасонный резец (рис. 152). Резьбовые резцы служат для нарезания наружной и внутренней резьбы остроугольного, трапецоидального, прямоугольного профилей. По конструкции они разделяются на стержневые (рис, 152, а), призматические (рис. 152, б) и круглые (рис. 152, б). Все они характеризуются тем, что в момент окончательного оформления резьбы (при последнем проходе) их режущая кромка располагается на винтовой поверхности резьбы. Поэтому рассматриваемые резцы отличаются друг от друга только формой и размерами задней поверхности, и способами закрепления на станке. Стержневые резцы напоминают обычные токарные резцы, снабженные соответствующей формой головки, имеющей режущую кромку, соответствующую форме профиля нарезаемой резьбы. Эти резцы допускают сравнительно небольшое число переточек. Их переточка и установка довольно трудоемки.

Рис. 152. Резьбовые резцы

Для упрощения заточки и установки резца применяют призматические фасонные резьбовые резцы, перетачиваемые только по передней поверхности и устанавливаемые в специальных державках. Они, по сравнению со стержневыми, допускают большее число переточек.

Более простыми в изготовлении являются круглые фасонные резьбовые резцы, устанавливаемые на специальной державке и перетачиваемые по передней поверхности. Для образования задних углов резец устанавливается в державке таким образом, чтобы его ось была выше оси детали. Круглые резьбовые резцы могут быть насадные и хвостовые. Хвостовые резцы имеют меньший диаметр рабочей части и применяются при обработке внутренних резьб.

Нарезание резьб с помощью резцов осуществляется за несколько проходов. Чтобы уменьшить число проходов и повысить производительность труда при рассматриваемой схеме обработки, применяют резьбовые гребенки.

Резьбовые гребенки используются, главным образом, при нарезании резьб мелкого шага и в мягких материалах. Гребенками можно нарезать резьбу за один или несколько проходов. Резьбовая гребенка представляет собой несколько объединенных в единой конструкции резьбовых резцов. Аналогично резьбовым резцам, резьбовые гребенки могут быть стержневые (рис. 153, а), призматические (рис. 153, б) и круглые (рис. 153, в). Чтобы распределить нагрузку между несколькими зубьями» на гребенке создается режущая часть с углом фи = 25 -:- 30*. Благодаря этому вершины отдельных зубьев располагаются на различных расстояниях от оси заготовки и последовательно срезают материал впадины резьбы. Для зачистки резьбы гребенка имеет калибрующую часть, состоящую из 4—6 однотипных зубьев.

Наиболее широко распространены, круглые гребенки, как более простые в изготовлении и допускающие достаточно большое количество переточек.

Круглые гребенки обычно проектируются с винтовой задней поверхностью, с углом подъема, равным углу подъема резьбы детали, и только при небольших углах подъема обрабатываемой резьбы они изготовляются с кольцевыми витками. Для деталей с правой наружной резьбой применяются гребенки с левой резьбой, а для деталей с левой наружной резьбой — гребенки с правой резьбой. Благодаря этому обеспечиваются приблизительно равные величины задних углов на боковых кромках зубьев. Гребенки с винтовой нарезкой обеспечивают лучшие условия резания и проще в изготовлении.

Рис. 153. Резьбовые гребенки

Если возникает необходимость увеличить диаметр гребенки, то в целях сохранения угла подъема, резьбу у гребенки выполняют многозаходной. Круглые гребенки, предназначенные для обработки внутренних резьб, могут иметь диаметр, меньший диаметра предварительно обработанного отверстия. У них невозможно обеспечить равенство углов подъема резьбы гребенки и детали. Поэтому эти гребенки работают с различными задними углами на боковых кромках зубьев. При работе гребенку можно устанавливать различным образом относительно заготовки, впереди или сзади, внизу или вверху и т. п. Следовательно, можно установить на станке одновременно несколько гребенок и за этот счет увеличить суммарную длину активных режущих кромок. Ряд гребенок можно соединить в единую конструкцию. Инструменты, у которых в единой конструкции объединено несколько резьбовых гребенок, называют метчиками и плашками.

Круглая плашка предназначена для нарезания наружных резьб невысокой точности за один проход (рис. 155). Рабочая часть круглой плашки имеет с обоих торцов режущую или заборную части, что дает возможность нарезать резьбу как одной, так и другой стороной.

Рис. 155. Круглая плашка

Для распределения работы резания между отдельными режущими элементами плашки, подобно метчикам, имеют угол в плане ФИ на режущей части. Для калибрования резьбы и обеспечения правильного направления в работе плашка снабжается калибрующей частью. В отличие от метчиков, плашка не имеет хвостовика. Для установки и закрепления предусмотрены на наружной поверхности конические гнезда, в которые входят крепежные винты и прижимают плашку нерабочим торцом к торцу плашкодержателя. После нарезания резьбы метчиками или плашками приходится свинчивать инструмент с детали, с целью повышения производительности для нарезания наружных и внутренних резьб применяют сборные «метчики и плашки», называемые резьбонарезными головками. В корпусе резьбонарезной головки монтируются гребенки, которые после нарезания резьбы выводятся из зацепления с заготовкой, что позволяет осуществить быстрый отвод инструмента в исходное положение без реверсирования вращения. При нарезании наружной резьбы вывод гребенок из зацепления с заготовкой производится путем развода гребенок, т. е. их быстрого удаления от оси головки. При обработке же внутренней резьбы гребенки в конце обработки быстро сводятся к оси инструмента. Головки бывают вращающиеся (рис. 156, а), применяемые на токарных автоматах и полуавтоматах, а также на сверлильных станках, У этих головок отвод гребенок от заготовки и возвращение их в исходное положение осуществляются упорами, с которыми входит в зацепление вилка, свободно расположенная в кольцевой выточке головки.

Рис. 156. Схема обработки резьбы головками

Рис. 157. Резьбонарезные головки

На револьверных станках используются невращающиеся головки (рис. 156, б). Раскрываются головки автоматически, а закрываются — с помощью рукоятки вручную.

Резьбонарезные головки в зависимости от расположения и конструкции гребенок разделяются на головки с плоскими радиально установленными гребенками (рис. 157, а), головки с плоскими тангенциально установленными гребенками (рис. 157, б) и головки с круглыми гребенками (рис. 157, в). При нарезании наружных резьб наиболее широко применяются головки с круглыми гребенками, которые допускают большее количество переточек, чем головки с плоскими гребенками. Внутренние резьбы чаще всего нарезаются головками с плоскими радиальными гребенками (рис. 157, г), что упрощает конструкцию и эксплуатацию инструмента. Резьбонарезные головки позволяют в определенных пределах регулировать средний диаметр нарезаемой резьбы, устанавливать в одном корпусе различные гребенки и, как правило, нарезать резьбу на уровне 2-го класса точности за один проход.

Рассмотренные инструменты (резцы, гребенки, метчики, плашки и головки) обрабатывают резьбу по одной и той же схеме формообразования, когда движение инструмента относительно заготовки сводится к винтовому движению и исходная инструментальная поверхность совпадает с поверхностью нарезаемой резьбы. Поэтому профилирующие участки режущих кромок этих инструментов располагаются на одной и той же исходной поверхности резьбы детали. В процессе обработки относительное винтовое движение может быть сообщено непосредственно инструменту, что имеет место при нарезании резьбы на сверлильных станках метчиками, плашками или головками. Требуемое относительное винтовое движение может быть получено также в результате различных сочетаний движений инструмента и детали. Например, на токарном станке при нарезании резьбы вращается заготовка и поступательно двигается вдоль оси заготовки резец. Рассматриваемая схема обработки является универсальной и наиболее распространенной при нарезании резьбы.

Шлифование резьбы абразивными кругами на резьбошлифовальных станках применяют для обработки метчиков, резьбовых фрез, резьбовых калибров, накатных роликов и т. п. В настоящее время в практике производства преимущественно применяют два основных способа шлифования резьбы.

1. Шлифование однониточным шлифовальным кругом, профилированным в соответствии с профилем одной впадины резьбы. Режим обработки характеризуется определенным соотношением глубины резания и окружной скорости обрабатываемой детали. При большой глубине резания и малой скорости можно шлифовать резьбу с небольшим шагом «из целого», т. е. без предварительного прорезывания. Этот метод позволяет получить резьбу очень высокой точности, например с погрешностью по половине угла профиля резьбы в пределах ±3'.

2. Шлифование резьбы многониточным кругом с кольцевыми нитками. Этот способ позволяет шлифовать короткие резьбы (длина которых меньше ширины круга) способом врезания: круг получает поперечную подачу на высоту витка при медленном вращении заготовки, после чего последняя совершает один полный оборот (перемещается вдоль своей оси на один шаг). Этого достаточно, чтобы прошлифовать всю резьбу по заготовке. Описанный способ отличается высокой производительностью и позволяет шлифовать резьбы с мелким шагом «из целого» (без предварительного прорезывания), но точность резьбы, достигаемая при этом, ниже, чем при работе однониточным кругом,- погрешность по половине угла профиля составляет ±6'. Резьбы большей длины шлифуют при продольной подаче круга.

Применяют также способ бесцентрового шлифования резьбы на бесцентрово-шлифовальном станке, оснащенном дополнительными специальными устройствами. Здесь также используют многониточный шлифовальный круг. Точность резьбы, полученная бесцентровым