книги из ГПНТБ / Шор Э.Р. Новые процессы прокатки

356 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

катные ролики имеют по наружной поверхности кольцевые вы­

ступы, соответствующие профилю впадины, и шаг витков, соот­ ветствующий шагу накатываемой резьбы.

Для получения резьбы оси роликов должны быть наклонены на угол, равный углу подъема накатываемой резьбы по средне­ му диаметру.

Профиль резьбы винтовых резьбонакатных роликов также со­ ответствует профилю впадины, а шаг резьбы должен быть равен или являться кратным шагу накатываемой резьбы.

При накатке длинных резьб роликами с винтовым профилем

угол подъема резьбы на роликах должен отличаться от угла

подъема накатываемой резьбы на заготовке. Для получения ка­ чественной резьбы необходимо при настройке обеспечить точное совпадение углов подъема резьбы на накатываемой заготовке и на накатном ролике, что достигается дополнительным разворо­

том осей роликов. При развороте осей появляется составляющая окружной скорости роликов, обеспечивающая непрерывную осе­ вую подачу заготовки в процессе накатки.

В остальном метод накатки винтовыми роликами не отли­ чается от накатки резьбы кольцевыми роликами. Угол перекоса осей зависит от углов подъема и направления накатываемой резьбы и резьбы на роликах.

Особенность кольцевых резьбонакатных роликов заключает­ ся в том, что одним комплектом можно накатывать резьбу раз­ личных диаметров. При проектировании винтовых резьбонакат­ ных роликов необходимо учитывать, что одним комплектом ро­ ликов также можно накатывать резьбу различных диаметров, за исключением тех размеров резьбы, для которых соблюдается равенство углов подъема на ролике и заготовке.

Диаметр роликов обычно выбирается из конструктивных со­ ображений и не оказывает существенного влияния на процесс

накатки. С точки зрения уменьшения действующих усилий и скоростей скольжения при накатке желательно выбирать диа­ метр роликов возможно меньшим. Ролики имеют заборный ко­ нус и калибрующий участок.

На ход процесса накатки длинной резьбы влияют ширина роликов и калибровка заборного конуса. Заборный конус необ­ ходим для равномерного распределения работы деформации ме­ талла, производимой отдельными витками выступов, и для обес­ печения условий захвата.

По аналогии с косой прокаткой принимают, что для обеспе­ чения надежного захвата заготовки в осевом направлении не­ обходимо, чтобы угол наклона образующей заборного конуса ч>

не был больше угла трения ц.

При коэффициенте трения в пределах 0,05—0,08 (холодная

358 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

обычных требованиях к точности и сравнительно небольших ве­ личинах углов перекоса обработку роликов ведут без перекоса

и лишь в отдельных случаях производят корректировку шага и

профиля резьбонакатных роликов по следующим приближенным формулам:

шаг резьбы на роликах

tp =-1 cos а;

угол профиля резьбы на роликах

tgep = tgecos а;

ширина резьбы по среднему диаметру роликов

/?р = ftjcosa,

где t — шаг резьбы в осевой плоскости накатываемого изде­ лия;

Ь\ —ширина впадины по среднему диаметру накатываемой

детали в осевой плоскости;

а—угол разворота осей роликов;

е—угол профиля резьбы в осевом сечении.

Необходимость данной корректировки определяется требуе­

мой точностью накатываемой резьбы.

Учитывая сравнительно малую величину углов подъема резь­ бовых профилей (например, для нормальной трапецеидальной резьбы диаметром от 18 до 100 мм угол подъема резьбы по сред­ нему диаметру меняется от 4°20' до 2°20') величину искажений в шаге и профиле винтовых, а также кольцевых резьбонакатных роликов обычно не учитывают, так как они ничтожно малы и в

большинстве случаев значительно перекрываются величинами допусков на элементы профиля резьбы.

Для стабилизации точности размеров накатываемой резьбы обычно при настройке калибрующие участки профиля роликов

размещают вблизи средней плоскости общей нормали переко­ шенных осей.

Конструкция кольцевых и винтовых роликов приведена на рис. 190. Ролики изготовляют комплектом по 2 штуки. Вначале производится нарезка кольцевых выступов или многозаходной

резьбы по всей ширине роликов, а затем производится проточка

заборного конуса. Заходы резьбы, имеющие неполную ширину,

должны быть удалены фрезерованием или затылованием.

Острые углы профиля и особенно срезанные по высоте витки

профиля на заборном конусе закругляются по максимально до­ пустимому радиусу и полируются.

Ролики должны обязательно иметь шлифованный профиль.

Чем выше класс чистоты и точность профиля ролика, тем ка­ чественнее поверхность накатанной резьбы и выше стойкость ро­ ликов. Материал роликов: сталь марок Х12М, ХВГ или ШХ15.

ками по сравнению с методом накатывания резьбы кольцевыми роликами (невозможность накатывания резьбы разных разме-

Однако в ряде случаев применение накатки винтовыми роли­ ками имеет несомненные преимущества. Например, при нака­ тывании многозаходной резьбы с большими углами подъема не­ обходимо учитывать конструктивные возможности станков в от­ ношении допустимых углов разворота осей роликов. Кроме то­ го, при накатывании многозаходной резьбы и сокращении посто­

янной интенсивности обжатия и точности калибровки резьбы по профилю необходимо соответственно увеличивать ширину коль­ цевых резьбонакатных роликов, что, вообще говоря, весьма не­ желательно, т. е. связано с увеличением давления, мощности и необходимостью увеличения жесткости стана.

В случае применения винтовых роликов накатывание много­

заходной резьбы можно производить при меньших углах разворо­

та, что также обеспечивает большую точность накатанных про­ филей. Следует также отметить, что при условии одинаковой ин­ тенсивности обжатия ширина винтовых резьбонакатных роли­ ков может быть значительно уменьшена по сравнению с кольце­ выми роликами. При этом значительно уменьшаются давление

металла на ролики, мощность привода, упрощается конструкция станка, что имеет существенное значение при накатке крупной резьбы и червяков. Однако при уменьшении ширины роликов в большинстве случаев затрудняются условия захвата заготовки. Поэтому уменьшить ширину винтовых резьбонакатных роликов можно при наличии принудительной задачи заготовки при помо­ щи пневмоили гидроцилиндра.

Во ВНИИМЕТМАШ разработана конструкция стана для поперечно-винтовой накатки крупной резьбы, имеющего следую­ щую характеристику.

Диапазон наружных диаметров накатываемой резьбы,

гателя типа А-82/8/6/4 через комбинированный редуктор и уни- ■

версальные шпиндели. Двигатель с редуктором соединены кли­ ноременной передачей.

Регулирование скорости роликов ступенчатое и производится как за счет изменения скорости двигателя, так и за счет измене­ ния передаточного числа между двигателем и редуктором (пу­ тем перестановки сменных шкивов клиноременной передачи). По­ дача заготовок к накатным роликам и сбрасывание накатанных винтов осуществляются механизмами загрузки и выгрузки.

Конструкция рабочей клети показана на рис. 193. Рабочая клеть состоит из станины 1, механизмов установки накатных роликов 2, накатных роликов с подушками 3, крышки 4, верхней и нижней поддерживающих проводок 5, пл.иты 6 с болтами 7.

Рабочая клеть имеет жесткую станину П-образного сечения, стянутую двумя стяжными болтами. Станина имеет две ци­ линдрических расточки диаметром 700 лип, на которые помеща­

ются кассеты с механизмами для установки роликов. В проемах кассет смонтированы подушки с подшипниковыми опорами на­ катных роликов. Сближение роликов в радиальном направле­ нии производится двумя нажимными винтами, имеющими руч­ ной привод от штурвала посредством двух цилиндрических ше­

стерен. Гайки нажимных винтов установлены в кронштейнах, связанных с кассетами. Подушки постоянно прижимаются к на­ жимным винтам поворотом кассет относительно оси базовой расточки при помощи специальных стяжных болтов. Кроме того,

для повышения жесткости системы кассеты притягиваются к

станине стяжными болтами.

Осевая настройка роликов осуществляется перемещением по­ душек накатных роликов относительно кассет соответствующими скобами и винтами. Отсчет перемещений подушек относительно кассет производится по индикатору. Для регулирования парал­ лельности осей накатных роликов друг к другу выводят из зацеп­ ления одну из шестерен привода нажимных винтов и перемеща­ ют подушки на необходимую величину при помощи одного на­ жимного винта; затем шестерню устанавливают на место и за­ крепляют. Нижняя поддерживающая проводка жестко крепится

специальным болтом с клином и планкой зажима в кронштейне, установленном на приливе станины. Вертикальная регулировка проводки осуществляется прокладками. Верхняя поддерживаю­ щая проводка крепится двумя откидными болтами к оправке, положение которой в вертикальной плоскости регулируется вручную при помощи винтового механизма, встроенного в тра­ версу станины. Застопоривание верхней проводки производится

364 Поперечная прокатка профилей периодического сечения

гайкой, установленной под штурвалом механизма вертикальной регулировки проводки. Верхняя и нижняя поддерживающие про­ водки могут быть заменены без нарушения настройки роликов.

Валы накатных роликов установлены на подшипниках каче­ ния. Смазка подшипников густая от шприца через масленку. Сме­ на накатных роликов может производиться двумя способами: 1) комплектно, т. е. во время работы одной пары роликов вторая

пара полностью комплектуется со своими подушками. При смене старые подушки вместе с роликами извлекаются и на их место ставятся новые; 2) сменяются только ролики, а подушки остают­

ся старые. В этом случае отвертывают два болта, крепящие по­ душку со стороны выхода металла, и снимают только один стакан

в сборе с подшипниками, не нарушая их настройку. Затем снима­ ется с оси накатной ролик, а задняя подушка с подшипниками ос­ тается на месте. Все операции по сборке ведут в обратной по­ следовательности.

Передача вращения накатным роликам осуществляется уни­ версальными шпинделями. Одна из головок универсальных шпинделей имеет со стороны редуктора фрикционное соединение,

необходимое для регулирования взаимного совпадения профиля винтовых накатных роликов. Передача вращения от двигателя к универсальным шпинделям осуществляется через клиноременную передачу и комбинированный трехступенчатый редуктор с об­ щим передаточным отношением i = 47,2.

На входном валу редуктора находится шкив клиноременной передачи, соединяющей редуктор с двигателем. На два выход­ ных конца вала насажены головки универсальных шпинделей. Редуктор имеет сварную станину. Все валы редуктора установ­ лены на подшипниках качения, смазка зацепления и 'подшипни­ ков жидкая.

Получение качественной резьбы во многом определяется точ­ ностью настройки роликов и соблюдением оптимальных режимов накатывания.

Ролики один по отношению к другому в осевом направлении

должны быть установлены так, чтобы вершины профиля одного ролика точно совпадали с центрами впадин.

При накатывании многозаходной резьбы осевая настройка ролика-заключается в следующем.

1.При накатке резьбы с четным числом заходов вершины вы­ ступов профиля одного ролика должны совпадать- с вершинами выступов другого ролика.

2.При накатке резьбы с нечетным числом заходов вершины ■выступов профиля одного ролика должны находиться против впадин другого ролика.

Оси роликов должны лежать в параллельных плоскостях и

€ыть наклонены по отношению к оси заготовки на угол а. Осевую

и угловую настройку обычно проверяют методом «закусывания».

После предварительной настройки ролики разводятся и между ними помещают заготовку, затем ролики сближают и зажимают заготовку. Вручную проворачивают ролики на 1,5 оборота заго­ товки, затем вынимают заготовку и по совпадению отпечатков на заготовке корректируют угловую и осевую настройку роликов.

После проведения осевой и угловой настройки проводится на­ стройка расстояния между осями роликов в точках их поворота.

Это расстояние должно быть равно сумме средних диаметров ро­

лика и накатываемого изделия и величины упругой деформации стана под нагрузкой.

Настройка поддерживающих проводок заключается в следую­ щем: нижняя проводка устанавливается таким образом, чтобы ее плоскость была ниже уровня центров роликов на половину диа­

метра готового изделия. Верхняя устанавливается параллельно нижней; расстояние между ними равно диаметру готового изде­ лия с допуском 0,3—0,5 мм.

Скорость накатки является одним из основных технологичес­ ких параметров процесса, определяющих качество и точность на­ катываемых изделий, стойкость роликов и производительность

станка.

На допустимую скорость накатки влияют профиль и величина шага резьбы, а также механические свойства материала накаты­ ваемого изделия.

Повышение скорости накатки снижает стойкость проводок и накатных роликов, вызывает сильный разогрев заготовки и нали­ пание металла на инструмент.

Под скоростью накатки имеется ввиду окружная скорость накатных роликов по среднему диаметру.

Оптимальные скорости холодной накатки крупных трапецеи­ дальных резьб на деталях из углеродистой стали находятся в пределах 10 15 м!мин.

Накатывание производится при обильном поступлении в зону деформации сульфофрезола. Сульфофрезол обладает хорошей охлаждающей и смазывающей способностью, обеспечивающей высокое качество резьбы и снижение усилий и .мощности приво­ да для накатывания. Накатывание крупной резьбы производят в холодном и горячем состояниях. Холодное накатывание имеет большие преимущества по сравнению с обработкой в горячем состоянии, так как при этом упрощается технология, снижа­ ется общий расход энергии и повышается чистота поверхности, а заготовка приобретает более высокие механические свойства и поверхностную твердость. Однако технологические возможности

холодного накатывания ограничены по сравнению с горячим на­ катыванием.

Максимально допустимая деформация при холодной накатке