книги из ГПНТБ / Шнейдер, Юрий Григорьевич. Холодная бесштамповая обработка точных деталей давлением

3)охлаждение в селитровой ванне при температуре 320° в тече­ ние 10 мин. с последующим остыванием на воздухе до полного

охлаждения;

4)промывка в горячей воде с последующей очисткой резьбы

щетками;

5)отпуск в камерной печи при температуре 180 ч- 200° в течение 2 часов.

Твердость плашек должна быть в пределах HRC = 57 ч- 60.

Размеры заготовок под накатывание резьб малого диаметра 2-го класса точности таковы:

Обработка накатыванием резьбы малого диаметра оказалась экономически особо эффективной, так как производившееся ранее нарезание резьб лерками было связано с большим расходом этого трудоемкого и сложного в изготовлении инструмента, качество которого нестабильно, а стойкость в работе низка.

Так, по статистическим данным, при нарезании резьбы Ml,4 X 0,3 2-го класса точности одна лерка в среднем нарезает резьбу на 800 ч- ч- 1000 стальных винтах. В то же время одна рабочая поверхность

плашек накатывает резьбу на 100 ч- 120 тыс. деталей. Таким образом, одним комплектом плашек с четырьмя резьбовыми поверхностями (предусмотрено конструкцией плашек) может быть обработано до 500 тыс. деталей с резьбой.

При серийном и крупносерийном производстве плашек может быть применен разработанный одним из научно-исследовательских инсти­ тутов типовой технологический процесс изготовления резьбонакат­

ных плашек с накатанной резьбой для мелких резьб с шагом до 0,7 мм 2-го класса точности. Осуществление этого процесса связано с использованием специального приспособления с копирным устрой­

ством, устанавливаемым на дополнительной плите к поперечно-

100

основных частей: корпуса 2, ползуна 1, кареток 5 и 8 для крепления

заготовок плашек 6 и 7, копира 3, винта 9 с лимбом 10 и червячной

пары 11—12. Заготовка 6 подвижной плашки закрепляется в каретке 5

ползуна 1, соединенного с ползуном строгального станка, переме­ щающимся по поперечному пазу формы ласточкина хвоста в кор-

Фиг. 54. Приспособление для накатывания резьбы на плоских плашках.

пусе 2. Одновременно с продольным перемещением заготовка 6 передвигается и в поперечном направлении по копиру 3, по которому катятся три ролика 4, закрепленных на каретке 5. Копир 3 — смен­ ный и имеет профиль, соответствующий профилю плашки того или

иного размера. Положения копира и заготовки плашки в приспо­

соблении должны быть строго согласованы.

Наличие копира обеспечивает возможность накатывания резьбы

с одной установки плашки по всей ее длине (на заборной, калибрую­ щей и сбрасывающей частях). Заготовка 7 неподвижной плашки устанавливается в каретке 8 и в процессе накатывания резьбы

осуществляется вручную винтом. По мере возрастания усилия нака­

тывания для медленной и плавной подачи включается червячная пара 11—12. По окончании накатывания подающий червяк 12 отклю­

чается, и быстрый отвод каретки производится опять вручную.

101

Процесс накатывания резьбы переводником на плашках состоит из следующих переходов:

1)вдавливание переводника на глубину 0,03 ч- 0,05 мм в направ­ лении PR (фиг. 53, а) путем перемещения заготовки неподвижной плашки без продольного перемещения заготовки подвижной плашки;

2)рабочий ход в направлении Рт заготовки подвижной плашки

3)оформление полного профиля резьбы путем периодических пропусков (12 ч- 15) заготовки неподвижной плашки и возвратно-

поступательного перемещения заготовки подвижной плашки; 4) калибрование резьбы без подачи.

Таблица 12

Режим накатывания резьб малого размера

f—’Продолжительность калибровки (без подачи) в мин.; Г—полное машинное время накатывания в мин.

Данные о режиме накатывания приведены в табл. 12 (при наиболь­ шей ширине рабочей поверхности накатываемых плашек 22 мм).

Накатывание резьбонакатных плашек при данном режиме в 7 ч- ч- 8 раз производительнее фрезерования.

Основными недостатками способа накатывания резьбы плоскими плашками являются:

1)несовершенство конструкции плашек и сравнительная слож­ ность их изготовления, что при затруднительной регулировке уста­ новки плашек ограничивает область применения этого способа накатывания резьб относительно невысокой точности (3 ч- 2-го клас­

сов).

2)большие радиальные давления, сопровождающие процесс

накатывания плоскими плашками и практически исключающие возможность накатывания резьб на полых деталях.

102

накатывания плоскими плашками, что значительно расширяет

область его применения.

Малые давления, высокие точность и качество поверхности резьбовых витков, накатанных роликами, надежность и простота настройки оборудования позволяют применять этот метод для обра­ ботки самых ответственных деталей машин и приборов.

Принципиальная схема накатывания резьбы двумя роликами (фиг. 51, б) представляет собой схему поперечной прокатки. Ролики 1 и 3 вращаются в одном направлении, при этом один из них совершает поступательное движение подачи. Заготовка 2 устанавливается на опорном ноже 4. При сближении на заданное межцентровое

расстояние ролики, сдавливая заготовку, увлекают ее во вращение

и накатывают на ней резьбу.

Резьбонакатные ролики имеют многозаходную резьбу с профилем,

соответствующим профилю впадин накатываемой резьбы, и с противо­

положным направлением подъема ниток. Число заходов резьбы на роликах определяется условием совпадения углов подъема резьбы

пи k — число заходов резьбы на роликах и заготовке.

Катающие диаметры определяются из условия

на катающем диаметре имеет место фрикционное сцепление без скольжения между роликами и заготовкой.

Катающие диаметры приближенно считают равными среднему

диаметру резьбы роликов и заготовки. Соблюдение указанного

условия обеспечивает отсутствие осевого перемещения, заготовки,

что в сочетании с постепенностью вдавливания роликов в заготовку и возможностью точного регулирования величины подачи ролика позволяет получать резьбу высокой точности как по шагу, так и по профилю и диаметральным размерам.

Роликовые резьбонакатные станки надежно обеспечивают точ­ ность накатываемой резьбы 2 ч- 1-го классов и чистоту поверхности

9 -ч- 11-го классов на сплошных и полых деталях, а также на деталях с буртиками. Диапазон размеров резьб, накатываемых роликами, весьма широк и для большинства роликовых резьбонакатных стан­ ков характеризуется пределами диаметров от 3 до 50 мм. Однако

ряд заводов уже сейчас располагает такими мощными роликовыми

резьбонакатными станками, как РН-24, развивающими усилие накатывания до 24 000 кг. На этих станках накатываются резьбы с шагом до 6 мм и диаметром от 6 до 100 (РН-24) или от 10 до 120 мм.

103

К недостаткам описанного способа накатывания резьбы, ограни­ чивающим его возможности и область применения, относятся:

1) невозможность накатывания резьб малого диаметра (менее Змм), а также резьб большой длины, что ограничивается длиной накат­

ных роликов, не превышающей 150 мм у самых крупных станков; 2) низкая по сравнению с накатыванием плоскими плашками

производительность вследствие ручной подачи заготовок.

Дальнейшее совершенствование и развитие метода накатывания резьбы роликами идет по пути устранения этих недостатков при одновременном изыскании способов повышения точности. Так, например, на заводе «Фрезер» и на ряде приборостроительных заводов освоено накатывание резьб диаметром менее 2 мм с помощью

специального устройства к резьбонакатным станкам, что позволило применить ролики диаметром 50 мм вместо обычно используемых для получения резьб большого размера роликов диаметром свыше

100 мм.

Применение роликов малого диаметра обусловлено тем, что с уменьшением диаметра накатываемой резьбы увеличивается число заходов резьбы роликов (в соответствии с условием совпадения углов подъема резьбы на роликах и заготовке). Так, у накатных станков, имеющих минимальное расстояние между осями шпинделей 130 мм, число заходов резьбы на роликах для накатывания резьбы М2 X 0,4 мм равно 77; для резьбы Ml ,7 х 0,35 мм оно увеличивается до 88, а для более мелких резьб превышает 100.

Изготовление накатных роликов, имеющих резьбу с таким числом заходов, на резьбошлифовальных станках или любым другим спо­ собом весьма сложно. Применение роликов малого диаметра с соот­ ветственно меньшим числом заходов резьбы — одно из возможных решений задачи накатывания резьб малого диаметра на роликовых

резьбонакатных станках.

Ролик диаметром 50 мм для накатывания резьбы Ml,7 х 0,35 мм имеет всего лишь 33 захода вместо 88, обычных для роликов, при­ меняемых на том же станке. Изготовление таких роликов не пред­

ставляет трудностей. Однако использование роликов малого диа­ метра требует специального устройства к резьбонакатному станку для сближения осей роликов.

Такое устройство, представленное на фиг. 55, позволяет исполь­ зовать ролики диаметром 70 мм и менее для накатывания резьб диаметром от 1,0 до 50 мм и длиной до 25 мм. Резьба у таких роликов может быть без особого труда нарезана на токарном станке, шлифована или накатана переводниками на резьбонакатном станке. Приспо­ собление к резьбонакатному станку типа Pee-Wee состоит из двух кронштейнов 9, устанавливаемых на шпинделях 4 для накатных роликов и прикрепляемых к станине болтами 1. В кронштейнах 9 на осях 6 насажены на шпонках малогабаритные накатные ролики 8 и шестерни 7, находящиеся в зацеплении с шестернями 5 на шпинде­ лях станка.

Таким образом, при вращении шпинделей станка через зубчатую пару получают вращение и ролики, сидящие на валиках 6.

104

Свободные концы шпинделей станка поддерживаются и вращаются

вроликовых подшипниках 2, запрессованных в кронштейнах 9.

Впосадочной части кронштейнов между их корпусами и шпин­ делями станка установлены бронзовые втулки 3.

Фиг. 55. Устройство к резьбонакатному станку для нака­ тывания резьб малого диаметра.

На заводе «Фрезер» роликами малого диаметра накатывается резьба на заготовках метчиков диаметром от Ml X 0,25 мм. Резьба

Большое влияние на производительность и качество резьбы оказывает режим накатывания, выбор которого в большинстве слу­ чаев в производственных условиях осуществляется опытным путем, что не всегда приводит к установлению оптимальных условий нака­ тывания. В то же время правильный расчет и выбор основных тех­ нологических параметров позволяет рационально подобрать обо­ рудование, уменьшить сроки и затраты на проведение экспериментальных работ, улучшить технико-экономические показатели процесса и физико-механические свойства изделий.

105

Таблица 14

Значения окружной скорости и скорости радиальной подачи при накатывании резьбы роликами

длинных резьб винтовыми роликами с параллельными осями \ при котором осевая подача заготовки осуществляется за счет нарушения кратности заходов резьбы на роликах и заготовке, неудовлетвори­ телен. Возникающее при таком способе накатывания одностороннее

давление металла заготовки на резьбовые витки роликов приводит к снижению стойкости роликов и точности накатываемой резьбы; поэтому накатывание длинных резьб ограничено резьбами с малым шагом. Более совершенными методами обработки длинных резьб пластическим деформированием является накатывание роликами

скольцевой нарезкой и так называемое поперечно-винтовое накаты­ вание.

Воснову метода накатывания резьбы роликами

скольцевой нарезкой положен принцип самозатягивания, при котором заготовка 2 (фиг. 51, в) получает при накатывании пере­ мещение вдоль своей оси. При этом расстояние между осями роликов

1 и 3 сохраняется постоянным, а заготовка ввинчивается в витки роликов. Оси роликов с кольцевой нарезкой расположены не парал­ лельно одна другой, а перекрещиваются под углом, соответствующим

углу подъема накатываемой резьбы.

Вотличие от винтовых роликов у роликов с кольцевой нарезкой делаются заборная и калибрующая части.

От выбора значения угла заборной части роликов зависит пра­

вильность формирования профиля накатываемой резьбы и стойкость

роликов.

Врезультате экспериментальных исследований [23] выявлено, что для накатывания сквозных резьб наиболее рациональна кон­ струкция заборной части с полным профилем резьбы витков и углом

наклона заборной части р = 3°. Оптимальным является диаметр роликов, равный 100 н- ПО мм. Все остальные элементы конструк­ ции и технология механической и термической обработки такие же,

как у роликов с винтовой нарезкой.

1 Описан в первом издании книги.

108

Наилучшие результаты по стойкости показали ролики, изгото­ вленные из высокохромистых инструментальных сталей марок Х12М,

Х12Ф1, Х12ФН и Х12ФТ; твердость после закалки PC = 58 -ч- 60.

При накатывании резьбы описанным способом происходит несколько более интенсивное течение металла вдоль оси заготовки,

чем при накатывании по всей ширине заготовки. Так, если при нака­ тывании винтовыми роликами удлинение заготовок диаметром 15 мм

составляет всего 0,2 -ч-0,3%, то при работе роликами с кольцевой

нарезкой удлинение достигает уже 1 %. Это определяет необходимость

Фиг. 56. Кривые распределения наибольших отклонений: а — среднего диаметра; б—шага резьбы, накатанной роликами с кольцевыми канавками.

увеличения диаметра заготовок малых размеров (до 15 мм) по сравне­ нию с установленными для накатывания резьбы винтовыми роли­ ками.

Режим накатывания ввиду отсутствия радиальной подачи одного

из роликов ограничивается двумя переменными составляющими:

усилием накатывания Р и скоростью накатывания v.

Экспериментально установлены следующие оптимальные значе­

роликов 100 мм, ширина 40 мм, длина заборной части 15 мм, угол заборной части 3°. Резьба накатывалась на длине 100 мм за 10 сек.

Накатывание резьбы М24 X 3 длиной 300 мм производилось

за 30 сек. роликами диаметром ПО мм, шириной 40 мм с длиной заборной части 10 мм и углом 3° при давлении Р = 7000 кг и ско­ рости накатывания v ~ 14 м/мин. Точность резьбы М10 X 1,5, накатанной по новой схеме, характеризуется кривыми распределения отклонений средних значений dcp и шага резьбы, приведенных на фиг. 56 (по результатам измерений 50 заготовок). Анализ кривых позволяет сделать следующие выводы:

109