Методы изготовления резьбы

Резьбу можно изготовлять следующими способами:

1. Нарезкой вручную метчиками (плашками). Способ малопроизводительный. Его применяют в индивидуальном производстве и ремонтных работах.

2. Нарезкой на токарно-винторезных или специальных станках.

3. методом фрезерования на специальных резьбофрезерных станках. Применяют для нарезки винтов больших диаметров с повышенными требованиями к точности резьбы (ходовые и грузовые винты, резьбы на валах и т.д.).

4. Методом накатки на специальных резьбонакатных станках-автоматах. Этим высокопроизводительным и дешевым методом изготовляют большинство резьб стандартных крепежных деталей (болты, винты и т.д.).

5. Методом отливки. Этим методом изготовляют резьбы на литых деталях из чугуна, стекла, пластмассы, металлокерамики и др. 6. Методом выдавливания. С помощью этого метода изготовляют резьбу на тонкостенных давленых и штампованных изделиях из жести, пластмассы и т.д.. Геометрические параметры, характеризующие резьбу Резьба характеризуется следующими основными геометрическими параметрами, которые рассмотрим на примере метрической резьбы (рис.2.2): d – наружный диаметр резьбы; d1 – внутренний диаметр резьбы; d2 – средний диаметр резьбы (диаметр воображаемого

Рис.2.2

цилиндра, поверхность которого пересекает резьбу в таком месте, где ширина витка равна ширине впадины*); h – рабочая высота профиля, по которой соприкасаются витки винта и гайки; S – шаг резьбы (расстояние между одноименными сторонами двух соседних витков, измеренное в направлении оси винта); S₁ – ход резьбы (величина поступательного перемещения образующего профиля за один оборот, или

Рис.2.3

величина поступательного перемещения гайки или винта за один оборот. Для однозоходной резьбы S1 = S; для многозаходных резьб S1 = nS, где n – число заходов);  - угол профиля;  - угол подъема резьбы (угол, образованный касательной к винтовой линии в точке на среднем диаметре резьбы и

плоскостью, перпендикулярной к оси резьбы – рис.2.3).

(2.1)

Все геометрические параметры большинства резьб и допуски на их размеры стандартизированы.

Основные типы резьб, их классификация и обоснование выбора профиля резьбы

Резьбы разделяют по назначению и форме профиля.

1. Резьбы крепежные: метрическая с треугольным профилем (см.рис.2.2) – является основной крепежной резьбой; трубная (рис.2.4,а) треугольная со скругленными вершинами и впадинами; круглая (рис.2.4,б); резьба винтов для дерева (рис.2.4,в).

Рис.2.4

2. Резьбы винтовых механизмов (ходовые резьбы): прямоугольная (рис.2.5,а); трапецеидальная симметричная (рис.2.5,б); трапецеидальная несимметричная или упорная (рис.2.5,в).

Рис.2.5

Приведенная классификация не является строгой, так как в практике встречаются случаи применения метрической резьбы с мелким шагом в точных измерительных винтовых механизмах и, наоборот, трапецеидальных резьб как крепежных. Выбор профиля резьбы в зависимости от ее назначения определяется многими факторами. Важнейшими из них являются прочность, технологичность и величина трения в резьбе (величина потерь). Так, например, крепежная резьба должна обладать высокой прочностью и большим трением, предохраняющим крепежные детали от самоотвинчивания. Резьбы винтовых механизмов должны быть с малым трением, чтобы повысить к.п.д. и уменьшить износ. Прочность во многих случаях не является здесь

основным фактором, определяющим размеры винтовой пары. Рассмотрим некоторые дополнительные характеристики отдельных типов резьб.

Резьба метрическая (см.рис.2.2) получила свое название потому, что все ее размеры измеряются в мм (в отличие от дюймовой резьбы, размеры которой измеряются в дюймах). Вершины витков и впадин притуплены по прямой или по дуге окружности, по вершинам и впадинам образован зазор. Такая конструкция облегчает обработку, уменьшает концентрацию напряжений и предохраняет резьбу от повреждений (забоин) в эксплуатации.

Стандарт предусматривает метрические резьбы с крупным и мелким шагом.

Уменьшение глубины резьбы или увеличение диаметра d₁ повышает прочность стержня винта, а уменьшение угла подъема увеличивает самоторможение в резьбе (см. ниже), т.е. уменьшает возможность самоотвинчивания. По этим причинам мелкие резьбы находят применение для динамически нагруженных деталей, полых тонкостенных и мелких деталей (авиация, точная механика, радиотехника и т.п.).

В общем машиностроении основное применение имеют крупные резьбы как менее чувствительные к ошибкам изготовления и износу.

Резьбы трубные (см. рис.2.4,а) применяются для герметичного соединения труб и арматуры (масленки, штуцера и т.п.). На тонкой стенке трубы невозможно нарезать крупную метрическую резьбу без резкого уменьшения прочности трубы. Поэтому трубная резьба имеет мелкий шаг. В международном стандарте для трубной резьбы до настоящего времени еще сохранено дюймовое измерение.

За номинальный диаметр трубной резьбы принят внутренний диаметр трубы d_тр. Наружный диаметр резьбы в действительности больше номинального на две толщины стенки.

Для лучшего уплотнения трубную резьбу выполняют с закруглениями профиля и без зазоров по выступам и впадинам.

Высокую плотность соединения дает коническая трубная резьба. Плотность здесь достигается за счет пластических деформаций вершин резьбы при затяжке соединения. Коническая резьба в изготовлении сложнее цилиндрической. В настоящее время вместо трубных резьб часто применяют мелкие метрические резьбы.

Резьба круглая (см. рис.2.4,б) удобна для изготовления отливкой на чугунных, стеклянных, пластмассовых и других изделиях, а также накаткой и выдавливанием на тонкостенных металлических и пластмассовых деталях.

Резьбы винтов, предназначенных для дерева или других малопрочных материалов (см. рис.2.4,в). Конструкция этих резьб обеспечивает равнопрочность резьбы в деталях из разнородных материалов. Например, для резьбы деревянной детали расчетным размером на срез является S, а для резьбы металлического винта S’. При этом SS’.

Резьба прямоугольная (см. рис.2.5,а) широко применявшаяся ранее в винтовых механизмах, в настоящее время не стандартизована и почти вытеснена трапецеидальной. При износе прямоугольной резьбы образуются осевые зазоры (осевая «игра»), которые трудно устранить. Изготовить эту резьбу на резьбофрезерных станках невозможно, так как для образования чистой и точной резьбы у фрезы должны быть режущими не только передние, но и боковые грани (сравни профили рис. 2.5,а и 2.5,б).

Прямоугольную резьбу изготовляют резцами на токарно-винторезных станках. Этот способ имеет низкую производительность и невысокую точность.

Резьба трапецеидальная изготовляется с симметричным (см. рис.2.5,б) и несимметричным (см. рис.2.5,в) профилем. Симметричную резьбу используют для передачи двухстороннего (реверсивного) движения под нагрузкой. Несимметричная резьба предназначается для одностороннего рабочего движения при больших нагрузках и называется упорной резьбой. Она применяется для винтов-домкратов, прессов и т.д.

Закругление впадин (см. рис.2.5,в) повышает динамическую прочность винта. Малый угол наклона (3⁰) упорной стороны профиля резьбы понижает потери на трение в сравнении с симметричным профилем и в то же время позволяет изготовлять винты на резьбофрезерных станках.