Нарезание резьбы плашками

Резьба- это винтовая поверхность, образованная на телах вращения и применяемая для соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин и механизмов. Резьбы подразделяются на цилиндрические (образованные на цилиндрических поверхностях) и конические (образованные на конических поверхностях).

Основные элементы резьбы:

• Наружный диаметр резьбы- это диаметр воображаемого цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами наружной резьбы и впадинами внутренней резьбы.

• Внутренний диаметр резьбы- диаметр цилиндра, поверхность которого совпадает с вершинами внутренней резьбы и впадинами наружной резьбы.

• Средний диаметр резьбы- диаметр воображаемого соосного с резьбой цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы в точке, где ширина канавки равна половине шага резьбы.

• Угол профиля- угол между боковыми сторонами профиля, измеренный в осевом сечении.

• Вершина профиля- участок профиля, соединяющий боковые стороны выступа.

• Впадина профиля- участок профиля, соединяющий боковые стороны канавки.

• Шаг резьбы- расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбы.

• Угол подъёма резьбы- угол, образованный касательной к винтовой линии к точке, лежащей на среднем диаметре резьбы, и  плоскостью, перпендикулярной оси резьбы.

• Угол профиля- угол между боковыми сторонами витка, измеренный в плоскости, проходящей через ось резьбы.

Система резьб

В промышленности применяются следующие резьбы:

• Метрическая резьба- имеет треугольный профиль и служит, в основном, для соединения деталей между собой. Метрическая резьба подразделяется на две группы: метрическая резьба с крупным шагом и метрическая резьба с мелким шагом для диаметров 0,25-600 мм.

• Трубная коническая резьба- имеет то же назначение, что и цилиндрическая. Необходимая плотность соединения достигается деформацией витков трубной конической резьбы.

• Коническая дюймовая резьбас углом профиля 60 град. Коническая дюймовая резьба применяется для получения плотных соединений.

• Дюймовая резьба- применяется для крепёжных соединений деталей машин болтами, винтами и шпильками.

• Трапецеидальные резьбы- применяются, в основном, для ходовых винтов станков и других силовых передач. Трапецеидальные резьбы подразделяются на крупную, нормальную и мелкую.

• Упорные резьбы- крупная, нормальная и мелкая - применяются преимущественно для ходовых и грузовых (с большой нагрузкой) винтов с односторонне действующей нагрузкой. В редких случаях используются как крепёжные.

• Прямоугольная резьба- применяется для грузовых и ходовых винтов. Резьба сложна в изготовлении и имеет недостатки, ограничивающие её применение.

• Трубная резьба цилиндрическая- трубная цилиндрическая резьба применяется в соединениях полых тонкостенных деталей, когда соединение должно быть особенно плотным.

• Модульная резьба- применяется для червяков.

Резьбы бывают левые и правые.

Нарезание резьбы плашками

Резьбонарезной патронпредставляет собой цилиндрическую оправку с плашкодержателем. На цилиндрической части оправки выполнен продольный паз, оканчивающийся кольцевой канавкой, в которой установлен подпружининый упор одностороннего действия. Врезание плашки в заготовку осуществляется подачей держателя. Затем, при самозатягивании инструмента, держатель скользит по оправке. В конце нарезания резьбы шпонка заскакивает в кольцевую канавку, и держатель, увлекаемый плашкой, свободно проворачивается. При включении обратного вращенияшпинделя шпонка останавливается против паза оправки, входит в него и позволяет держателю продвигаться назад во время свинчивания плашки. Патрон настраивается на длину нарезаемой резьбы при установке указателя в необходимое положение по шкале. Для крепления плашек меньших размеров в посадочное отверстие патрона устанавливают переходные кольца. Нарезание резьбы плашкой обычно осуществляют за одну установку заготовки после её подготовки под резьбу. Для подготовки необходимо:      - убедиться, что пиноль задней бабки и шпиндель станка соосны;      - закрепить плашку в резьбонарезном патроне и установить в пиноль задней бабки;      - установить заднюю бабку возможно ближе к заготовке и закрепить на станине;      - настроить резьбонарезной патрон на требуемую длину по первой заготовке из партии. После подготовки плашку подводят к вращающейся заготовке ручной подачей, производят равномерный поджим до нарезания 2-3 полных витков резьбы, а дальнейшее нарезание осуществляется самозатягиванием. Конические резьбы нарезаются с принудительной подачей почти по всей длине заготовки. В конце резания станок переключают на обратное вращение шпинделя и свинчивают плашку. Если нарезать длинную резьбу при помощи резьбонарезного патрона невозможно, плашку закрепляют в слесарном плашкодержателе. Плашкодержатель держат левой рукой за рукоять, которую опирают на верхние салазки суппорта или стержень, закрепляемый продольно в резцедержателе. Включив вращение шпинделя, правой рукой вращают маховичёк задней бабки и пинолю подают плашку вперёд. Убедившись, что конус режущей части плашки совместился с центрирующей Фаской заготовки, производят нарезание резьбы. Если резьбу нужно нарезать до уступа, вращение шпинделя выключают до окончания нарезания и оставшиеся несколько витков дорезают вручную. Скорость резания при нарезании резьбы плашками u=3-4 м/мин для стальных заготовок;u=2-3 м/мин для чугунных заготовок и u=10-15 м/мин для латунных заготовок. Для нарезания резьб плашками рекомендуются следующие скорости резания:     - по стали 2 - 4 м/мин,     - по цветным металлам 8 - 12 м/мин,     - по чугуну 2 - 3 м/мин. При нарезании резьбы метчиками и плашками подача равна шагу резьбы.Круглые плашки для нарезания цилиндрических резьб- служат для нарезания резьбы метрической (d=1-135 мм),дюймовой (d=1/4-2"), трубной (d=1/8-2"), и для калибрования предварительно нарезанной резьбы.Круглые плашкидля конической резьбы- применяются для нарезания трубной конической резьбы (d=1/8-2") и конической резьбы с углом профиля 60* (d=1/16-2"). Круглыми плашками выполняют наружные резьбы треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований по соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничены механическими свойствами обрабатываемого металла. Например, на стальных деталях круглыми плашками нарезают резьбы с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно обрабатывают резцом, а затем уже калибруют плашками. Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность их работы в том , что в процессе участвует не только режущая, но и калибрующая часть. Участок детали, на котором необходимо нарезать резьбу плашкой, предварительно обрабатывают. Диаметр обработанной поверхности должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы. Для метрической резьбы диаметром 6-10 мм эта разница составляет 0,1-0,2 мм; диаметром 11-18 мм-0,12-0,24 мм; диаметром 20-30мм-0,14-0,28 мм. Для образования захода резьбы необходимо на торце снять фаску, соответствующую высоте профиля резьбы. Перед нарезанием заготовку обтачивают до размера меньше наружного диаметра резьбы примерно на 0,7шага, чтобы предотвратить срыв вершинок резьбы из-за частичного выдавливания металла при резании. Для лучшего центрирования плашки на конце заготовки протачивают небольшую фаску. Нарезание цилиндрических резьб плашками имеет некоторые особенности. Когда плашка принудительной подачей врежется примерно на половину своей ширины в заготовку. резьба нарезается самозатягиванием, т.е. плашка завинчивается на заготовку, как гайка на винт. Важно в начале резания совместить плашку с осью заготовки, чему способствует центрирующая фаска на заготовке и относительно свободное радиальное положение плашки в резьбонарезном патроне.

3.3.4. Резьба

Резьба – поверхность, образованная при винтовом движении плоского кон-

тура по цилиндрической или конической поверхности.

Основные методы создания резьбы:

- нарезание резцами или резьбовыми гребёнками на токарно-винторезных

станках;

- нарезание плашками, резьбонарезными головками или метчиками руч-

ным или машинным способами;

- накатывание при помощи плоских или круглых накатных плашек на резь-

бонакатных станках;

- фрезерование гребенчатой фрезой на резьбофрезерных станках;

- шлифование абразивными кругами точных резьб;

- различные способы литья, прессования в зависимости от материала и

конструкции детали.

3.3.4.1. Классификация и основные элементы резьбы

Резьбы классифицируют:

- по форме поверхности, на которой нарезана резьба (цилиндрические и

конические, конусность конической поверхности обычно 1:16);

- по расположению на поверхности детали (наружные и внутренние);

- по направлению винтовой поверхности (правые – гайку закручивают на

стержень по часовой стрелке и левые – гайку закручивают на стержень против

часовой стрелки);

- по числу заходов (однозаходные – если на поверхности нарезана одна

винтовая канавка или многозаходные – если на поверхности нарезано несколь-

ко винтовых канавок);

- по эксплуатационному назначению (крепёжные, ходовые, специальные

и другие резьбы);

- по форме профиля (треугольного, прямоугольного, круглого, трапецеи-

дального и др.).

Основные элементы и параметры резьбы определены ГОСТ 11708-82.

Профиль резьбы – контур сечения резьбы плоскостью, проходящей через

её ось (в соответствии с рис. 3.17).

Угол профиля α – угол между боковыми сторонами профиля. Наиболее

распространённая крепёжная метрическая резьба имеет угол профиля 60° с при-

тупленными выступами и впадинами (таблица 3.3).

Резьбу характеризуют следующие диаметры: наружный – d, внутренний –

d1 и средний – d2 (рис. 3.17).

Наружный диаметр резьбы d – это диаметр воображаемого цилиндра,

описанного вокруг выступов наружной или впадин внутренней резьбы. Этот

34

диаметр для большинства резьб является определяющим и входит в условное

обозначение резьбы.

Рис. 3.17. Основные элементы резьбы

Внутренний диаметр резьбы d1 – это диаметр воображаемого цилиндра,

описанного вокруг выступов внутренней или впадин наружной резьбы.

Шаг резьбы Р – расстояние между одноимёнными точками соседних вит-

ков резьбы в направлении, параллельном оси резьбы (вершинами, впадинами,

точками на боковых сторонах). Для метрической резьбы шаг может быть круп-

ным, тогда в обозначении резьбы его не указывают, а может быть мелким. Мел-

кий шаг имеет несколько значений (табл. 3.3), поэтому в обозначении резьбы

его обязательно указывают. Каждому диаметру метрической резьбы соответст-

вует единственный крупный шаг и несколько мелких шагов.

Ход резьбы t – расстояние между одноименными точками профиля, при-

надлежащими одной и той же винтовой линии, в направлении, параллельном

оси резьбы. Другими словами, ход резьбы есть величина осевого перемещения

винта (гайки) за один оборот. В однозаходной резьбе ход равен шагу резьбы, а

для многозаходной резьбы ход t равен произведению шага P на число заходов

n (t = nP).

Все резьбы делят на две группы: стандартные и нестандартные. У стан-

дартных резьб все параметры определены стандартом. Основной крепёжной

стандартной резьбой общего назначения является метрическая резьба

ГОСТ 8724-81.

3.3.4.2. Изображение и обозначение резьбы

Изображение резьбы на чертеже должно соответствовать ГОСТ 2.311-68.

Наружную резьбу, т. е. резьбу на стержне, изображают так, как показано на

рис. 3.18. Внутреннюю резьбу, т. е. резьбу в отверстии, изображают так, как по-

35

казано на рис. 3.19. При этом сплошную тонкую линию проводят на всей длине

резьбы, включая фаску, на расстоянии не менее 0,8 мм от основной линии, но

не более шага резьбы. На виде с торца сплошную тонкую линию проводят на ¾

длины окружности, размыкая в любом месте.

Рис. 3.18. Изображение и обозначение резьбы на стержне

Рис. 3.19. Изображение и обозначение резьбы в отверстии

Штриховку в разрезах на деталях с резьбой доводят до контурных линий,

т. е. резьба должна быть заштрихована. Границу резьбы на стержне и в отвер-

стии проводят в конце полного профиля резьбы сплошной основной линией

или штриховой линией, если резьба изображена как невидимая (в соответствии

с рис. 3.18).

Каждый стандартный тип резьбы имеет условное буквенное обозначение:

М – метрическая, Tr – трапецеидальная, G – трубная цилиндрическая и т. д. В

обозначение метрической резьбы входит номинальный диаметр, соответст-

вующий наружному диаметру резьбы на стержне; шаг резьбы, если он мелкий;

ход, если резьба многозаходная и LH – для левой резьбы.

Н а п р и м е р : - метрическая резьба с наружным диаметром 20 мм, с мел-

ким шагом 0,75 мм, однозаходная, правая должна быть обозначена: М20 х 0,75;

Колеса зубчатые

Зубчатые передачи являются наиболее распространенным типом механи-

ческих передач. Состоит передача из колеса и шестерни.

Колесо – это зубчатое колесо передачи с большим числом зубьев.

Шестерня – это зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев.

В дальнейшем каждое из звеньев зубчатой передачи будем называть шес-

терней.

Ввиду сложности профиля зуба шестерню на чертеже изображают услов-

но по ГОСТ 2.403-75 (рис. 3.35).

2 2

hf

3 ha Pn

Дa

Д

1 Дf

3

1

Рис. 3.35. Условное изображение шестерни:

1) окружность выступов – Д а ; 2) делительная окружность – Д;

3) окружность впадин – Д f

Окружность выступов (вершин) – поверхность, ограничивающая зубья

со стороны, противоположной телу зубчатого колеса.

Делительная окружность – поверхность зубчатого колеса, являющаяся

базовой для определения элементов зубьев и их размеров.

Окружность впадин – поверхность, отделяющая зубья от тела зубчатого

колеса.

Делительная окружность делит высоту зуба на две части: головку (ha) и

ножку (hf).

Расстояние Рn, измеренное по делительной окружности, называют нор-

мальным шагом зацепления.

Основными параметрами зубчатого зацепления являются число зубьев Z

и модуль m.

Модуль – линейная величина в π раз меньше нормального шага зацепле-

ния.

При снятии эскиза с готовой шестерни замеряют диаметр выступов (на-

ружный диаметр), подсчитывают количество зубьев. Затем по формуле (3.1)

определяют модуль шестерни, который округляют до ближайшего значения

стандартного модуля по ГОСТ 9563-60 (таблица 3.6 или 3.7).

Д а ≥ m ( z + 2) . (3.1)

Таблица 3.6

Шаг изменения модуля относительно вычисленного

Величина вычисленного модуля, мм Шаг изменения модуля, мм

0,3–1,0 0,1

1,0–1,5 0,125

1,5–3,0 0,25

3,0–6,0 0,5

6,0–12,0 1,0

12,0–22,0 2,0

22,0–28,0 3,0

28,0–40,0 4,0

40,0–60,0 5,0

60,0–100,0 10,0

51

Таблица 3.7

Модули, применяемые в зубчатых передачах, мм

(выборка из ГОСТ 9563-60)

1-й ряд 1 1,25 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20

2-й ряд 1,125 1,375 2,25 2,75 3,5 4,5 5,5 7 9 11 14 18 22

Затем делают перерасчет наружного диаметра по стандартному модулю и

определяют Д и Д f по формулам (3.2, 3.3):

Д = m⋅z (3.2)

Д f = m ⋅( z − 2,5) (3.3)

Шестерни изображают на рабочих чертежах в разрезе. Чертеж сопровож-

дают таблицей по ГОСТ 2.403-75.

На учебных чертежах допустимо применение упрощенной таблицы (в со-

ответствии с рис. 3.36).

Если на цилиндрическом колесе два венца, то таблицу увеличивают по

длине на 35 мм. Вводят еще одну графу для второго венца. Венцы на чертеже

обозначают А и В, параметры венцов заносят в таблицу.

Параметры, внесенные в таблицу, на эскизе не повторяют.

П р и м е р выполнения эскиза зубчатого колеса

Эскиз цилиндрического зубчатого колеса со шлицевой посадкой на вал, как

и чертёж, выполняют в соответствии с ГОСТ 2.403-75 в части указания пара-

метров зубчатого венца.

Эскиз состоит из изображения колеса и таблицы параметров.

Для выполнения изображения колеса необходимо:

1) подсчитать число зубьев Z;

2) замерить наружный диаметр (диаметр вершин) Дa (в соответствии с

рис. 3.35) при чётном числе зубьев.

52

Рис. 3.36. Пример выполнения эскиза колеса зубчатого

53

При нечётном числе зубьев диаметр Дa определяют подсчётом в соответст-

вии с рис. 3.37 и формулой (3.4):

dВ + 2 ⋅n = Дa (3.4)

dB n

Рис. 3.37. К расчету диаметра окружности выступов шестерни

3) считают модуль по формуле (3.1) и округляют полученный результат до

ближайшего значения по стандарту, отдавая предпочтение модулям первого

ряда (таблицы 3.6, 3.7);

4) считают делительный диаметр Д (формула 3.2), диаметр впадин Д f (3.3)

и уточняют расчёт диаметра вершин Д а (3.1);

5) размеры всех остальных элементов зубчатого колеса – ширину венца,

размеры шпоночного паза, диаметры отверстий, облегчающих конструкцию,

длину ступицы и др. определяют путём обмера.

На эскизе (рис. 3.36) зубчатое колесо изображают в одной проекции, а

именно: на основном виде помещают фронтальный разрез (зуб в продольном

разрезе показывают не рассечённым по ГОСТ 2.305-68 п. 6.5).

54

На изображении должны быть указаны:

- диаметр вершин зубьев;

- ширина венца;

- размеры фасок;

- шероховатость боковых поверхностей зубьев.

Кроме изображения, эскиз зубчатого колеса содержит таблицу параметров,

состоящую из трёх частей:

1) основные данные;

2) данные для контроля;

3) справочные данные.

Части таблицы отделяют друг от друга основной линией

(ГОСТ 2.403-75 п. 5).

На учебных чертежах допустимо заполнять только первую часть таблицы,

а из справочных данных (четвертая строка) указывать только делительный диа-

метр.

Содержание граф таблицы параметров ясно из эскиза, изображенного на

рис. 3.36.

Некоторые сведения относительно степени точности

Степень точности необходимо назначать по ГОСТ 1643-75. Наиболее рас-

пространены в машиностроении следующие степени точности: 7, 8 и 9 соответ-

ственно для окружных скоростей точных редукторов – 10 м/с; тихоходных ре-

дукторов – 6 м/с и неточных механизмов (ручной привод) – 2 м/с.

Точность изготовления цилиндрических передач задают степенью точно-

сти, а требования к боковому зазору – видом сопряжения по нормам бокового

зазора.

Для каждой степени точности стандарт устанавливает нормы:

- кинематической точности;

- плавности работы;

- контакта зубьев.

Независимо от степени точности, установлено шесть видов сопряжения

зубчатых колёс в передаче: А, В, С, D, Е, Н и восемь видов допуска на боковой

зазор: h, a, c, b, d, z, у. x.

Если точность по всем трём нормам одинакова, то указывают одну цифру,

например: 7–С (ГОСТ 1643-75).

Пример условного обозначения точности передачи со степенью точности 7

по нормам кинематической точности, 7 – по нормам плавности работы, 8 – по

нормам контакта зубьев, с видом сопряжения колёс С и соответствием между

видом сопряжения и допуском на боковой зазор: 7–7–8–С ГОСТ 1643-75.

Если посадку зубчатого колеса на вал производят с помощью шпонки или

шлицевого соединения, допустимо изображать на виде сбоку только контур по-

садочного отверстия. Такое (неполное) изображение должно быть связано с ос-

новным осевой линией.

55

Отверстия со шлицевыми пазами на эскизе зубчатого колеса выполняют в

соответствии с ГОСТ 2.409-74, §2.

На эскизе детали указывают на полке линии-выноски условное обозначе-

ние отверстия.

Номинальные размеры шлицевых соединений общего назначения с прямо-

бочным профилем зубьев устанавливает ГОСТ 1139-80.

Условное обозначение отверстия по ГОСТ 1139-80 включает:

а) указание о поверхности центрирования:

D – по наружному диаметру,

d – по внутреннему диаметру,

b – по боковой поверхности зубьев;

б) номинальный размер шлицевого соединения Z x d x D x b, где:

Z – число зубьев (для вала) или число впадин (для отверстия),

d – диаметр внутренний,

D – диаметр наружный,

b – ширина впадины.

В учебной практике обозначение поверхности центрирования и полей

допусков опускают.

Фрезерование фасонных поверхностей на универсальных фрезерных станках

29.09.2008 Фрезерование фасонных поверхностей на универсальных фрезерных станках Поверхностью вращения называется поверхность, которая получается от вращения какой-нибудь линии АВ, называемой образующей, вокруг неподвижной прямой ООЪ называемой осью вращения. При этом любая точка М образующей АВ остается на постоянном расстоянии от оси ОО1 и, следовательно, сделав полный оборот вокруг нее, возвращается в свое первоначальное положение, т. е. описывает окружность с радиусом MN и с центром в точке N (94, а). Цилиндрической поверхностью называется поверхность, создаваемая движением некоторой прямой (образующей), перемещающейся в пространстве параллельно данной прямой и пересекающей при этом некоторую кривую (направляющую) (94, б). Конической поверхностью называется поверхность, производимая движением прямой (образующей), перемещающейся в пространстве так, что она постоянно проходит через неподвижную точку S (вершину) и пересекает данную линию (направляющую). Если направляющей будет окружность, то полученная таким образом коническая поверхность является конической поверхностью вращения (94, в). Классификация поверхностей. В технике находят широкое применение детали с фасонными поверхностями. Все многообразие фасонных поверхностей можно разделить на следующие типы: 1. Фасонные поверхности вращения (см.94, а, б, в). 2. Фасонные поверхности замкнутого криволинейного контура с прямолинейной образующей (94, г). Эти поверхности являются цилиндрическими поверхностями, ограниченными двумя плоскостями (основаниями)! От цилиндрических поверхностей тел вращения они отличаются тем, что направляющей таких поверхностей является замкнутая кривая, а не окружность. Эти поверхности в большинстве случаев представляют собой плоские кулачки. 3. Фасонные поверхности незамкнутого контура с криволинейной направляющей или, наоборот, с прямолинейной образующей и криво линейной направляющей (94, д), например, зуб фасонной фрезы, фасонные пазы и др. 4. Пространственно-сложные фасонные поверхности. К этой группе фасонных поверхностей относятся все остальные фасонные поверхности, не вошедшие в предыдущие группы, например, поверхности лопаток турбин, кузовов автомобилей, пресс-форм и т. д. (94, ё). Поверхности зубьев зубчатых колес и шлицев, поверхности винтовых канавок и резьб также относятся к фасонным поверхностям. Они находят широкое применение в машиностроении и для их обработки применяют, как правило, специальные (реже универсальные) станки и режущие инструменты. Обработка зубчатых колес и винтовых канавок рассматривается в гл. VIII Метод обработки фасонных поверхностей зависит от конфигурации, размеров, требуемой точности, материала заготовки, количества обрабатываемых деталей и других условий. В большинстве случаев такие детали обрабатывают на универсальных фрезерных станках, копировально-фрезерных станках и на фрезерных станках с программным управлением.