225
Варианты ответов: 1) между вершинами двух витков резьбы; 2) между двумя впадинами профиля резьбы; 3) между двумя любыми точками двух витков резьбы; 4) между двумя боковыми сторонами профиля двух витков резьбы; 5) между вершинами или впадинами двух витков резьбы.
7.2. Исследование конструкций резьбонарезных головок
Резьбонарезные (винторезные) головки применяются для нарезания наружных цилиндрических и конических резьб на сверлильных, агрегатных,
болторезных, револьверных станках и токарных автоматах. В корпусе винторезной головки монтируются гребенки, которые в конце рабочего цикла выходят из контакта с заготовкой («раскрываются»), а перед началом нарезания приводятся в рабочее состояние («взводятся»), причем этот процесс может осуществляться автоматически.
7.2.1. Назначение, типы и конструктивные особенности
Резьбонарезные головки (РНГ) представляют собой обширную группу разнотипных, достаточно сложных, резьбообразующих инструментов.
Головки РНГ имеют ряд существенных преимуществ: каждая головка путем смены гребенок допускает нарезание резьбы в широком интервале диаметров и шагов, а также позволяет регулировать расстояние между гребенками, то есть регулировать средний диаметр нарезаемой резьбы; головки не требуют реверсирования, что сокращает цикл резьбонарезания; профиль витков гребенок легко подвергается шлифованию, а сами гребенки могут быть выполнены из быстрорежущей стали и многократно переточены.
Головки существуют двух видов: вращающиеся и невращающиеся,
которые отличаются друг от друга способом выключения. Они могут работать с принудительной подачей или самозатягиванием. При работе с принудительной подачей обычно применяются устройства, компенсирующие несовпадение подачи с шагом нарезаемой резьбы.
226
Настоящая работа предназначена для проведения занятий в лаборатории режущего инструмента по исследованию конструкции и наладке головки РНГ мод. К. Резьбонарезные головки мод. К (ГОСТ 21760-76) являются невращающимися головками, предназначенными для работы на токарных,
револьверных и других станках и осуществляющими движение резания вращением заготовки.
Для станков, где заготовка не вращается, применяют вращающиеся головки мод. КА. Различаются эти модификации способом раскрытия головки. Головки мод. К раскрываются с помощью рукоятки при остановке головки, а головки мод. КА – с помощью вилки станка.
На рис. 7.2.1 показана резьбонарезная головка мод. 2К-30 для нарезания наружных резьб диаметром 6 – 14мм с наибольшим шагом 2мм.
Рис. 7.2.1.Резьбонарезная головка невращающегося типа для обработки наружных резьб мод. 2К.
|
227 |
Гребенки 1 имеют кольцевые резьбовые витки. |
Витки на каждой гребенке |
смещены один относительно другого на ¼ |
шага резьбы. Гребенки |
располагаются на кулачках под углом подъёма резьбы ω. Опорные плоскости
кулачков скошены под угол подъёма резьбы. Угол наклона опорной плоскости
кулачка под гребенку определяется по формуле: |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
λ=ω±(10–15)' |
|
|
|
|
(7.2.1) |
|||
|
|
|
tg |
|
P |
|
|
|
|
|
(7.2.2) |
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где d2 – равен среднему диаметру резьбы. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2.1 |
|
Нарезаемые |
Головки 2К-25; 2К-33; |
|
Нарезаемые |
Головки 2К-25; 2К-33; |
|||||||
резьбы |
|
2КА-30 |
|
резьбы |
|
|
2КА-30 |
|
|||
диам. х шаг, |
Гребенки |
Кулачки |
|
диам. х шаг, |
Гребенки |
|
Кулачки |
||||
мм |
|
|
мм |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6х0,5 |
2 |
- 0,5 |
2-Л |
|
|
10х1 |
2 |
- 1,0 |
|
2 |
- И |
6х0,75 |
2 |
- 0,75 |
2-Е |
|
10х1,5 |
2 |
- 1,5 |
|
2 |
- Б |
|
6х1 |
2 -1 |
2-ТА |
|
11х0,75 |
2 |
-0,75 |
|
2 |
-Н |
||
7х0,5 |
2 |
- 0,5 |
2-М |
|
11х1,0 |
2 |
- 1,0 |
|
2 |
- С |
|
7х0,75 |
2 |
-0,75 |
2-Ж |
|
11х1,5 |
2 |
-1,5 |
|
2 |
-Г |
|
7х1,0 |
2 |
-1,0 |
2-В |
|
|
12х1 |
2 |
-1,0 |
|
2 |
-М |
8х0,75 |
2 |
-0,75 |
2-И |
|
12х1,25 |
2 |
-1,25 |
|
2 |
-П |
|
8х1,0 |
2- 1,0 |
2-Д |
|
12х1,5 |
2- 1,5 |
|
2- У |
||||
8х1,25 |
2 |
-1,25 |
2-Б |
|
12х1,75 |
2 |
-1,75 |
|
2 |
-Г |
|
9х0,75 |
2 |
-0,75 |
2-Л |
|
|
14х1 |
2 |
- 1,0 |
|
2 |
-Р |
9х1,0 |
2 |
-1,0 |
2-Е |
|
14х1,5 |
2 |
-1,5 |
|
2 |
-П |
|
9х1,25 |
2 |
-1,25 |
2- Г |
|
|
14х2 |
2 |
- 2 |
|
2 |
-Г |
10х0,75 |
2 |
-0,75 |
2- М |
|
|
|
|
|
|
|
|
Округление значения λ делается с целью использования одного комплекта кулачков для нарезания различных резьб с близкими значениями ω. На каждой гребенке маркируется порядковый номер (1,2,3….n) и в гребенке держателе гребенки устанавливаются по порядку номеров против часовой стрелки, если смотреть на головку спереди. Фиксируется каждая гребенка винтом 3 и
двухступенчатой звездочкой 2, одна зубчатая ступень которой с большим числом зубьев входит в соответствующее зубчатое отверстие гребенки, а другая ступень, с меньшим числом зубьев, - в отверстие кулачка. Кулачки 4 входят в Т-образные радиально направленные пазы гребенкодержателя 9 и могут вместе
228
с гребенкой перемещаться по пазам в радиальном направлении. Для определения размеров кулачков и гребенок для нарезания метрических резьб следует руководствоваться табл. 7.2.1.
Величина заднего угла на заборном конусе зависит от величины смещения а табл. 2, которая достигается установкой гребенки относительно оси отверстия кулачка.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2.2. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обрабатываемые |
Передний |
|
|
Диаметр резьбы |
|
|
|||
До 8 |
8 -10 |
11-14 |
16-20 |
22-27 |
30-42 |
|
|||
материалы |
угол γ |
λ |
|||||||
|
Величина смещения a |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|||||
Алюминий |
25° |
|
|
|
|
|
|
2° |
|
Бронза |
20° |
|
|
|
|
|
|
1°30 |
|
Медь твер. |
0,03 |
0,08 |
0,10 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
|||
Сталь |
25° |
2° |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
углеродистая |
25° |
|
|
|
|
|
|
1°30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Твердые стали |
20° |
0,00 |
0,05 |
0,07 |
0,12 |
0,17 |
0,21 |
1°30 |
|
|
|
|
|||||||
Сталь |
15° |
30° |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
инструментальная |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Медь мягкая |
5° |
|
|
|
|
|
|
-2° |
|
Чугун |
10° |
0,1 |
0,12 |
0,14 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
30° |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Возможность радиального перемещения используется как для тонкого регулирования диаметра нарезаемой резьбы, так и для раскрытия головки, то есть резкого разведения гребенок в конце нарезания резьбы с целью возврата РНГ без свинчивания с нарезной детали. В отверстиях гребенкодержателя 9
находится пружина 5, стремящаяся выдвинуть кулачок по Т-образному пазу в радиальном направлении на внешней поверхности кулачка 4 имеется криволинейная ступенчатая поверхность, которая пружинами 5 прижимается к соответствующим косым площадкам нажимного кольца 6. Поворот в ту или иную сторону косой площадки нажимного кольца на некоторый небольшой угол относительно криволинейной поверхности кулачка приводит к удалению или приближению комплекта кулачок – гребенка относительно центра головки,
что используется для тонкой регулировки диаметра обработки.
229
Как следует из чертежа, гребенкодержатель 9, связанный с хвостовиком
7, помещается в нажимном кольце 6. Штифтом 11 гребенкодержатель 9 связан с промежуточной деталью – регулировочным кольцом 8, которое в свою очередь двумя своими выступами-рожками входит в круговые пазы заднего торца нажимного кольца 6. Штифт 11 запрессован в регулировочное кольцо 8 и
входит в отверстие гребенкодержателя 9 через цилиндрический сухарь 10.
Положение выступов регулировочного кольца определяется двумя винтами
12, с помощью которых осуществляется тонкая подналадка обрабатываемого диаметра резьбы. Снаружи нажимного кольца расположен узел рукоятки,
обеспечивающий ручное раскрытие и закрывание головки.
7.2.2 Лабораторная работа
«Изучение конструкции и работы резьбонарезной головки для нарезания наружных резьб»
Цель и задачи работы. Цель работы – работы изучение конструкции и работы РНГ. В задачи работы входит изучение конструкции головки по чертежу и образцу, ее разборка и сборка; комплектация головки гребенками и кулачками применительно к обработке определенной резьбы; наладка операции нарезания резьбы (выбор режимов и размеров заготовки, установка приспособления); пробное нарезание резьбы с подналадкой по диаметру и длине; контроль резьбового изделия.
Оборудование, инструменты и приборы. Объектом изучения является резьбонарезная головка мод.2К-30. Работу выполняют на универсальном токарно-винторезном станке. Контроль положения гребенок осуществляют с помощью специального микрометрического приспособления. Обрабатываемый материал – круглый пруток диаметром 9-14мм из конструкционной стали.
Контроль резьбовой детали осуществляют с помощью стандартных резьбовых калибров или резьбового микрометра.
230
Методика выполнения работы
1. По рис. 7.2.1 изучают конструкцию РНГ, её назначение и область применения, принцип работы и взаимодействие элементов конструкции,
методы регулирования диаметра и длины обрабатываемой резьбы, порядок установки и смены кулачков и гребенок, установку РНГ на станке. Проводят разборку и сборку головки.
2. По выбранному для обработки типу и размеру резьбы определяют необходимые сменные кулачки и гребенки. Комплектация РНГ соответствующими обрабатываемой резьбе кулачками и гребенками производится по ГОСТ 21760-76 – ГОСТ 21762-76, либо по руководствам,
издаваемым заводом-изготовителем. Кулачки и гребенки к РНГ мод. 2К-30
выбираются по табл. 7.2.1.
В данной лабораторной работе гребенки должны быть предварительно заточены и на кулачках в комплекте должны быть одинаково установлены и соответствовать смещению по величине а. Допускается отклонение размера между гребенка в комплекте по величине а не более 0,003 – 0,004мм.
Для установки гребенок на кулачках применяется специальное приспособление (рис. 7.2.2). Кулачок с гребенкой устанавливается в Т-
образном пазу приспособления, аналогичном пазу в гребенкодержателе головки. Приспособление имеет два микрометра, из которых микрометр А упирается в наружный диаметр гребенки, а микрометр Б – в переднюю поверхность гребенки.
Для настройки смещения вершины резьбовой части гребенки на величину
аположение микрометров А и Б устанавливаются на соответствующие
расчетные параметры: Ауст и Буст.
Нулевое положение Б0 микрометра Б находится против середины паза под кулачки. Для установки микрометра Б необходимо стойку переставить в положение, указанное на рис. 7.2.3 (а) и подвести конец наконечника микрометра к задней плоскости паза. После этого к показанию микрометра на
231
шкале прибавить величину в/2, где в – ширина паза под кулачок. Полученный размер на шкале микрометра соответствует параметру Б0.
Рис. 7.2.2. Прибор для измерения величины смещения гребенки
Для установки положения микрометра А его надо подвести к выдвинутому наконечнику микрометра Б (рис. 7.2.3 (б)). Нулевое положение микрометра А0 находится на оси наконечника микрометра Б и определяется отчетом по шкале d/2, где d – диаметр наконечника микрометра Б.
а) |
б) |
Рис. 7.2.3. Настройка приспособления:
а) нулевое положение микрометра Б; б) нулевое положение микрометра А.
Во время измерения микрометр А отводится от оси микрометра Б на
величину h, равное высоте измеряемой резьбы.
232
h=(h1+h2)+(0.5-0.8) |
(7.2.3) |
||
где h1, h2 выбираются из табл.3. |
|
|
|
Установочный параметр на шкале микрометра А будет равен (рис. 7.2.4): |
|
||
|
Ауст=А0+h |
(7.2.4) |
|
Установочный параметр на шкале микрометра Б в зависимости от |
|||
принятого угла γ и выбранного смещения а по табл. 2 будет равен: |
|
||
γ 15º |
Буст=Б0 |
– 0.27h+a – 0.01 |
(7.2.5) |
γ 20º |
Буст=Б0 |
– 0.36h+a – 0.02 |
(7.2.6) |
γ 25º |
Буст=Б0 – 0.47h+a – 0.03 |
(7.2.7) |
|
Рис. 7.2.4.Установка гребенки
Промер микрометром Б должен производиться против места перехода режущей части в калибрующую в точке J. Установка гребенки на кулачке под полученный размер наконечника микрометра Б осуществляется за счет соответствующей перестановки звездочки в кулачке и гребенке. Звездочка имеет разное количество зубцов на обоих концах. Конец, который вставляется в отверстие кулачка, имеет Z зубчиков, а конец, который вставляется в отверстие гребенки – Z1=Z+1 (рис. 7.2.1). Это позволяет поворачивать гребенку на небольшой угол. Для перестановки гребенка снимается с кулачка, а звездочка
233
остается в кулачке. Затем звездочка вынимается из кулачка и повертывается по
часовой стрелке на один зуб.
|
|
|
|
|
|
Таблица 7.2.3 |
|
|
|
|
|
|
|
Шаг |
h1 |
|
h2 |
Предел отклонения по |
Предел отклонения по |
|
|
|
|
не |
шагу на длине греб. |
углу профиля |
|
резьбы,мм |
наим. |
|
наиб. |
|||
|
менее |
±мин |
±мин |
|||
|
|
|
|
|||
0,5 |
0,17 |
|
0,195 |
0,18 |
0,01 |
40 |
0,7 |
0,23 |
|
0,255 |
0,26 |
0,01 |
35 |
0,75 |
0,25 |
|
0,275 |
0,28 |
0,01 |
35 |
0,8 |
0,26 |
|
0,285 |
0,30 |
0,01 |
30 |
1,0 |
0,33 |
|
0,36 |
0,36 |
0,01 |
25 |
1,25 |
0,41 |
|
0,44 |
0,44 |
0,01 |
25 |
1,5 |
0,49 |
|
0,52 |
0,53 |
0,01 |
25 |
1,75 |
0,57 |
|
0,61 |
0,63 |
0,01 |
20 |
2,0 |
0,65 |
|
0,70 |
0,72 |
0,01 |
20 |
Установив гребенку на требуемый размер, определяемый микрометром Б,
она закрепляется винтом. Для устранения люфта между звездочкой и кулачком при затяжке гребенка поджимается в направлении усилия резания.
Собранный комплект устанавливается в Т-образные пазы РНГ.
Регулирование гребенок на диаметр резьбы производится винтами 12 по эталонному болту. Один оборот винта увеличивает или уменьшает диаметр нарезаемой резьбы примерно на 0,2мм.
3.Назначают режим резания по соответствующим справочным таблицам
[1].Скорость резания м/мин - определяют, задаваясь периодом стойкости Т.
V |
|
60d0з |
.3 |
|
|
(7.2.8) |
|
|
P0.1Т0.6 |
||||||
|
|
|
|||||
Для расчета крутящего момента M при резьбонарезании и потребляемой |
|||||||
мощности Ne используют формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
М=46dз1.1·P1.5 |
(7.2.9) |
||||||
Ne |
|
M n |
|
(7.2.10) |
|||
|
|||||||
|
97400 |
|
|
||||
где dз – наружный диаметр резьбы; n – частота вращения заготовки.
234
4. Перед установкой РНГ в приспособлении проверяют соосность шпинделя и гнезда для установки головки. Несовпадение осей должно быть не более 0,1мм. Перед нарезанием резьбы необходимо:
а) проверить правильность установки гребенки с кулачками и соответствуют ли нарезаемой резьбе;
б) привести головку рукояткой в рабочее положение (закрыть головку), для этого повернуть ручку в направлении передней бабки станка;
в) закрепить в патроне заготовку.
Диаметр заготовки под нарезание резьбы dз принимается меньше наружного диаметра нарезаемой резьбы приблизительно на следующую величину: для стали – 0.15Р, для ковкого чугуна – 0.1Р, для бронзы – 0.2Р или определяется по ГОСТ 9150-72.
Нарезание резьбы винторезной головкой в лабораторных условиях производится на токарном станке. Винторезная головка своим хвостовиком вставляется в отверстие оправки, которая вставляется в отверстие пиноли задней бабки станка. Нарезание первых двух, трех витков резьбы на заготовки производится с подачей оправки с головкой вдоль по оси отверстия бабки,
вручную. Дальнейшее нарезание резьбы осуществляется самозатягиванием.
5. Качество и размер нарезаемой резьбы должен соответствовать размеру второго класса точности по ГОСТ 16093-72. Проверка производится резьбовыми калибрами, резьбовым микрометром и визуальным контролем.
Содержание отчета
В отчете указывают название и цель работы, дают краткую оценку изучаемой резьбонарезной головке. Отчет должен содержать эскизы схем и расчетные данные по настройке РНГ. Указываются данные по наладке головки,
приводят данные по определению режимов, мощности, крутящих моментов,
размеров заготовки. Анализируют результаты контроля, размеров и качество полученного резьбового изделия.