книги из ГПНТБ / Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки учебник

При нарезании резьбы передаточное отношение гитары обкатки

іл = 1 = ^ , тогда передаточное отношение коробки подач будет

Из формулы (XVIII.2) можно записать

sKcos ß

Щnd3 '

Для резьб с небольшим шагом угол ß обычно не превышает 5°, а cos ß близок к единице. В этих случаях можно принимать

Для обеспечения требуемого шага нарезаемой резьбы tp необ­ ходимо подобрать сменные колеса гитары настройки резьбы. Передаточное отношение гр гитары определяется из уравнения

в нейтральном положении, а муфта 3 включена. Гитара резьбы настраивается при этом также по формуле (XVIII.7).

Передаточное отношение коробки подач находится из уравне­

чена в червячное колесо z = 36, а муфта 3 выключена. Передаточ­ ное отношение і0 гитары обкатки подбирается таким образом,

453

чтобы за один оборот фрезы (однозаходиой) шпиндель заготовки

повернулся на — оборота, где z — число шлицев фрезеруемого

вала или число зубьев нарезаемого колеса. Уравнение кинематической цепи имеет вид

откуда

так, чтобы за один оборот заготовки фреза переместилась на вели­

откуда

3 ' Sg

1112,7 •

Пр о д о л ь н о е ф р е з е р о в а н и е . При фрезеровании продольных канавок на невращающейся заготовке муфта 3 вык­ лючена, муфта 2 выключена, муфта 1 включена в червячное колесо z = 36, вследствие чего шпиндель заготовки не получает враще­ ния. Положение его фиксируется стопорной шпилькой.

Передаточное отношение коробки подач

і— %

11 1 ,0 6 л ф ’

так как ß = 90°, sin ß = 1.

Управление станком осуществляется рукоятками 4 и 5, упо­ рами 13 и маховичком 14 (рис. XVIII.5). В ступице рукоятки 5 имеется четыре отверстия, в которые может входить штифт 6, закрепленный в свободно посаженном зубчатом колесе 7, сцеплен­ ном с рейкой 8. На валу 9 заклинены три барабана для переклю­ чения муфт 1, 2, 3. В зависимости от рода выполняемой работы (фрезерование резьбы с нормальным шагом, фрезерование винто­ вых канавок с большим шагом, продольное фрезерование канавок, параллельных оси, фрезерование по методу обкатки) рукоятку 5 оттягивают на себя и поворачивают в одно из четырех возможных для нее положений (указанных надписями на ее ступице).

Управление станком в процессе работы производится рукоят­ кой 4, смонтированной в каретке фрезы и перемещающейся вместе с ней. Рукоятка 4 через винтовые колеса поворачивает вал, иду­ щий вдоль всей станины. На левом конце вала заклинено реечное зубчатое колесо 10, перемещающее рейку 8 и поворачивающее этим колесо 7 и рукоятку 5 при помощи штифта 6. Рукоятка 4 имеет четыре положения: рабочий ход, стоп, обратный быстрый ход и быстрый ход вперед.

454

На правом конце вала заклинен кулачок 11, снабженный тремя выступами, которые, нажимая на пусковую кнопку 12, включают электродвигатель, когда ролик кнопки попадает во впадину кулач­ ка 11, электродвигатель останавливается. Рукоятка 4 может управ­ ляться и действием переставных упоров 13.

§ 2. Резьбонакатные станки

Накатывание резьбы — это один из широко распространенных методов, применяемых в современном машиностроении. Низкая стоимость изготовления накатанной резьбы при высокой ее механи­ ческой и усталостной прочности выгодно отличает накатывание от других методов изготовления резьбы. Накатывание резьбы ос­ новано на использовании пластических свойств металла заготовки и заключается в одновременном или последовательном перенесе­ нии профиля накатного инструмента на деталь. В качестве накат­ ного инструмента применяют ролики или плашки (см. гл. IX).

Схема накатывания резьбы роликами на резьбонакатных станках приведена на рис. XVIII.6. Обрабатываемую заготовку 1 устанавливают на подпорку 2 между двумя принудительно вра­ щающимися накатными роликами 3 и 4. При обработке заготовка прижимается к осевому упору 5. Подвижный ролик 4 быстро под­ водится к заготовке и прижимает ее к неподвижному ролику 3. Резьба роликов вдавливается в заготовку и оставляет на ней негативный отпечаток, т. е. происходит пластическое деформирова­ ние наружного слоя заготовки. В крайнем левом положении ролик 4 выдерживается в течение небольшого промежутка времени (для укатывания резьбы), после чего быстро отводится. В это время готовая деталь заменяется новой заготовкой и цикл повто­ ряется.

Накатывание резьбы роликами производят на станках 5А932, 5А933, 5А935, 5936 и др.

На рис. XVIII.7 представлена принципиальная гидрокинема­ тическая схема резьбонакатного станка роликами. Шпиндели ро­ ликов 1 и 2 приводятся во вращение от электродвигателя М. Ро­ лик 2 установлен на ползуне 3, соединенном со штоком гидроци­ линдра 4. На правом конце штока навернута гайка 5, являющаяся регулируемым упором, определяющим диаметр накатываемой резьбы. Муфта 6 служит для установки относительного положения роликов при наладке станка. При подаче масла от насоса 7 через гидропанель 8 в правую полость цилиндра 4 осуществляется рабо­ чий ход ползуна 3. Из левой полости цилиндра масло сливается в резервуар. После накатки резьбы ползун 3 быстро отходит вправо. При этом упор 9 нажимает на стержень пилота 10 и снова начинается рабочий ход.

Скорость накатывания резьбы роликами колеблется в пределах 25—120 м/мин. Накатывание резьбы роликами обеспечивает полу­ чение резьбы 1 и 2-го классов точности.

455

Двумя роликами при накатывании резьбы 2-го класса на сталь* ных заготовках можно накатать от 30 000 до 120 000 шт. Произ­ водительность станка зависит от шага, длины резьбы и вязкости материала и колеблется в пределах 80—500 деталей в час. Роли__^ ками можно накатывать резьбу на термически обработанных заготов­ ках, имеющих твердость до HRC 37.

Накатывание резьбы плоскими плашками, одна из которых не­ подвижна, а другая подвижна (см. рис. IX.20, а), осуществляют на резьбонакатных станках типа 5962. Плашками можно накатывать резьбу по 2—3-му классам точности. Одна пара плашек может обрабатывать 20 000—30 000 деталей из стали средней твердости. Шероховатость накатанной поверхности у 7 — у 8.

В массовом и крупносерийном производстве, помимо накатыва­ ния резьбы на болтах, винтах и шпильках, ее также изготовляют нарезанием резьбонарезными головками на специальных резьбона­ резных станках, как, например, полуавтоматах 5Д07, 5991, 5992, 5993 и др.

§ 3. Гайконарезные станки

Нарезание резьбы в гайках в массовом и крупносерийном производстве осуществляют на гайконарезных автоматах и полу­ автоматах типа 2061, 2062, 2063, 2054, 2056 и др. машинными мет­ чиками с прямыми или изогнутыми хвостовиками

На рис. ХѴІІІ.8 показана упрощенная схема двухшпиндель­ ного гайконарезного автомата, работающего метчиками с изогну-

456

тым хвостовиком. Метчик / свободно вставляется в специальную головку 2, навернутую на шпиндель 3 станка. Заготовки подаются из бункера 4 и прижимаются к вращающемуся метчику толкате­ лем 5. Толкатель получает пе­ ремещения от эксцентрика 6.

Направляющие удерживают гайку от вращения. При наре­ зании резьбы гайка перемещает­ ся по метчику, сходит на его изогнутый хвостовик и сбрасы­ вается во время вращения го­ ловки.

§ 4. Резьбошлифовальные станки

Резьбошлифовальные станки применяются для чистовой об­ работки резьб повышенной точ­ ности, предварительно нарезан­ ных на других станках.

Шлифование резьбы без предварительной обработки мо­ жет применяться лишь при шаге

не более 2 мм. Резьбошлифованием можно обрабатывать резьбу на деталях из труднообрабатываемых сплавов и термически об­ работанных сталей, имеющих твердость свыше HRC 38—40.

Резьбошлифовальные станки используются главным образом для шлифования резьб на метчиках, резьбовых калибрах (пробках и кольцах), точных винтах (микрометрических и ходовых), резьбо­ вых фрез, червяков и др.

В качестве режущего инструмента на резьбошлифовальных станках применяются шлифовальные круги. Шлифовальный круг, имеющий в сечении профиль резьбы, устанавливается соответ­ ственно углу подъема нитки резьбы и получает быстрое вращатель­ ное движение, а деталь получает медленное вращение и поступа­ тельное движение вдоль своей оси, строго согласованное с враща­ тельным движением. На современных резьбошлифовальных стан­ ках резьбы можно шлифовать однониточными (рис. XVIII.9, а) и многониточными шлифовальными кругами. Последние могут иметь винтовые (рис. XVIII.9, б) или кольцевые (рис. XVIII.9, в) нитки.

Способ шлифования однониточным кругом обеспечивает весьма высокую точность резьбы. Шлифование многониточными кругами обеспечивает более высокую производительность, но меньшую точность по сравнению с однониточными и применяется при точ­ ности шлифуемой резьбы не выше 2-го класса или в качестве пред­ варительной операции.

457

Применение способа шлифования многониточным кругом с вин­ товыми канавками ограничивается тем, что частоты вращения круга и заготовки должны бвтть одинаковыми. Это условие тре­ бует, чтобы в станке была осуществлена жесткая кинематическая связь между шпинделем шлифовального круга и шпинделем за­ готовки.

При обработке резьбы многониточными коническими кругами (рис. XVIII.9, г) точность по сравнению с обработкой многониточ­ ными цилиндрическими кругами повышается на 15—20%.

Большая точность резьбы достигается обработкой кругом, состоящим из двух частей: мягкого — для снятия основного ме­ талла и твердого — для калибрования.

Наибольшее распространение в промышленности получили резьбошлифовальные станки, работающие однониточными кру-

Р п с . X V I I I . 9 . С х е м ы р е з ь б о ш л и ф о в а н и я :

гами, и станки, работающие многониточными кругами с кольце­ выми канавками. Из резьбошлифовальных станков, выпускаемых отечественной промышленностью, получили широкое применение универсальные резьбошлифовальные станки ММ-582, 5822, 5822М, 5К823В и др. Из зарубежных станков в нашей машиностроитель­ ной промышленности находят применение резьбошлифовальные станки фирмы «Эксцелло» и «Линднер».

Универсальный резьбошлифовальный станок 5822. Станок пред­ назначен для шлифования резьбовых калибров, метчиков, мелко­ модульных червячных фрез, резьбовых фрез, резьбонакатных ро­ ликов, точных винтов и червяков и др. однониточными и многони­ точными шлифовальными кругами. На станке можно также затыловать инструмент. Станок обеспечивает получение резьбы 1 и 2-го классов точности.

Кинематическая схема станка 5822 приведена на рис. XVIII.10. На этом станке резьбы можно шлифовать тремя методами: 1) однониточпым и многопиточным шлифовальными кругами в одну сторону с автоматическим остановом стола в конце хода и быстрым обратным перемещением его; 2) однониточным и многониточным шлифовальными кругами в обе стороны, за один проход или за несколько проходов; 3) многониточным шлифовальным кругом

4 5 8

способом врезания (для резьб длиной не более 36 мм при ширине круга 40 мм).

Шлифовальный круг 1 устанавливается на шпинделе бабки 2 и получает вращение от двухскоростного электродвигателя М х через ременную передачу со сменными шкивами dx и d2. Обрабаты­ ваемая заготовка крепится в центрах передней бабки 3 и задней бабки 4, установленных на столе 5. Заготовка получает вращение от электродвигателя М 2 через ременную передачу со сменными шкивами d3 и d4 и червячную передачу 2—36. Требуемая частота вращения заготовки обеспечивается сменными шкивами. Продоль­ ное перемещение стола 5 с заготовкой осуществляется от ходового винта с шагом tx — Ѵв". Настройка на шаг шлифуемой резьбы /р производится сменными колесами а — Ь, с — d гитары круговых подач, передаточное отношение ік которых определяется по фор­ муле

где С — постоянная кинематической цепи.

При шлифовании резьбы с шагом, не превышающим 8 мм, вво-

дятся в зацепление зубчатые колеса

Для шлифования резьбы с шагом больше 8 мм и для быстрого обратного хода стола используется звено четырехкратного*увели-

шлифования резьбы в обоих направлениях на шпинделе заготовки имеется механизм 6 компенсации мертвых ходов. Для компенсации накопленной ошибки шага шлифуемой резьбы или ходового винта или, когда при помощи сменных зубчатых колес нельзя точно по­ добрать требуемое передаточное отношение, станок снабжен меха­ низмом коррекции с коррекционной линейкой 7. Этот механизм позволяет изменять шаг шлифуемой резьбы в пределах ±0,2% . Принцип действия механизма коррекции основан на применении дифференциальной гайки 8. На наружной поверхности гайки наре­ зана правая двухзаходная резьба с шагом t = 2 x 4 мм, которой она ввернута в корпус 9, связанный со станиной. Внутренней резьбой с шагом t3 = 1/в" гайка навернута на ходовой винт. С кор­ пусом гайки связан рычаг 10, второй конец которого под дейст­ вием пружины (на схеме не показана) прижимается к копирной линейке. При перемещении гайки вдоль винта рычаг 10, скользя по копирной линейке, будет поворачивать гайку и тем самым вно­ сить необходимую коррекцию в шаг шлифуемой резьбы. Для уста­ новки требуемой коррекции линейку поворачивают на определен­ ный угол по лимбу коррекции.

Станок 5822 позволяет производить затылование зубьев метчи­ ков, мелкомодульных червячных фрез и резьбовых фрез с пря­ мыми и винтовыми канавками. При затыловании инструментов с прямыми канавками настраивается только гитара затылования

460

Глава XIX

Зубообрабатывающие станки

Область применения зубчатых передач весьма разнообразна и обширна. Зубчатые колеса применяются различных размеров — диаметром от нескольких миллиметров в приборах и до 10 м в пе­ редачах тяжелых машин. В отличие от большинства других дета­ лей машин и механизмов зубчатые колеса характеризуются слож­ ностью геометрической формы и наличием ряда взаимосвязанных размерных параметров, которые должны быть выполнены с высокой степенью точности. Процесс зубонарезания является весьма слож­ ным, трудоемким и ответственным технологическим процессом.

Зубья на заготовках зубчатых колес можно получить либо путем снятия стружки (процесс резания), либо без снятия стружки, путем пластического деформирования заготовок (накатывание). Нарезание зубчатых колес осуществляют двумя методами: копи­ рования и обкатки (огибания) *.

При нарезании зубчатых колес по методу копирования в еди­ ничном производстве применяют универсально-фрезерные станки. В условиях крупносерийного и массового производства метод ко­ пирования применяют для предварительной обработки зубьев на специальных станках, работающих но полуавтоматическому циклу (например, ЕЗ-40). Обработку зубчатых колес по методу обкатки осуществляют на зубообрабатывающпх станках.

Наша станкостроительная промышленность выпускает большое количество типоразмеров зубообрабатывающих станков, которые можно классифицировать по их назначению, принципу действия или по роду применяемых на них режущих инструментов; по наз­ начению — для нарезания цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями, червячных, шевронных, конических колес, зубчатых реек; по принципу действия и роду применяемого ин­ струмента — зубодолбежные, зубофрезерные, зубострогальные, зу­ борезные (работающие резцовой головкой), зубопротяжные, зубо­ закругляющие, зубогалифовальные, шевипговальные, зубохонин­ говальные и зубопритирочные.

* Схемы обработки, применяемые инструменты, преимущества и недо­ статки этих методов приведены в гл. VIII.

4G2