ОБРАБОТКА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Юргинский технологический институт (филиал) Томского политехнического университета Кафедра «Технология машиностроения» А.С. Игнатьев, ассистент

Общие сведения о резьбыах Вершина резца при перемещении с постоянной подачей вдоль вращающейся заготовки при резании оставляет на ее поверхности винтовую линию. Наклон винтовой линии к плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки, зависит от частоты вращения шпинделя с заготовкой и подачи резца и называется углом µ, подъема винтовой линии.

Если отрезок на поверхности детали, равный шагу винтовой линии, развернуть на плоскость, то из прямоугольного треугольника АБВ можно определить tg\i=P/nd, где d- диаметр заготовки с винтовой линией. При углублении резца в поверхность заготовки вдоль винтовой линии образуется винтовая поверхность, форма которой соответствует форме вершины резца.

Резьба - 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). В зависимости от назначения резьбыового соединения применяют резьбыы различного профиля. Профилем резьбыы называется контур сечения резьбыы в плоскости, проходящей через ее ось. Широко применяются резьбыы с остроугольным, трапецеидальным и прямоугольным профилями.

Основные элементы резьбыы: -угол α, 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 Р резьбыы - расстояние между соседними одноименными боковыми сторонами профиля в направлении, параллельном оси резьбыы; -наружный диаметр d резьбыы - диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбыы или впадин внутренней резьбыы;

-внутренний диаметр dj резьбыы - диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбыы или в вершины внутренней резьбыы; -средний диаметр d2 резьбыы - диаметр воображаемого соосного с резьбыой цилиндра, образующая которого пересекает профиль, резьбыы в точке, где ширина канавки равна половине шага резьбыы; -угол (λ. подъема резьбыы - угол, образованный касательной к винтовой линии в точке, лежащей на среднем диаметре резьбыы, и плоскостью, перпендикулярной оси резьбыы.

Резьбы бывают левые и правые. Винт с правой резьбыой завертывается при вращении по часовой стрелке (слева направо), а винт с левой резьбыой - при вращении против часовой стрелки (справа налево). Различают резьбыы: -однозаходные; -многозаходные.

Однозаходная резьбыа образована одной непрерывной ниткой резьбыы, а многозаходная - несколькими нитками резьбыы, эквидистантно расположенными на поверхности детали. Число ниток легко определить на торце детали, где начинается резьбыовая поверхность. В многозаходной резьбые различают ход и шаг. Ходом многозаходной резьбыы называют расстояние между одноименными точками одного витка одной нитки резьбыы, измеренное параллельно оси детали. Ход многозаходной резьбыы равен шагу резьбыы, умноженному на число заходов.

Резьба различного профиля: а - остроугольная, б прямоугольная, в - трапецеидальная, г - упорная, д - круглая, е - двух и трехзаходная.

По выполняемой работе резьбыы делятся на передающие движение и крепежные. Первые предназначены для преобразования вращательного движения в поступательное, которое часто применяется в механизмах перемещения составных частей станка, в зажимных устройствах и т. д. и обычно имеют прямоугольный или трапецеидальный профиль. В тех случаях, когда направление действия осевого усилия не зависит от направления вращения гайки или винта, применяется резьбыа с упорным профилем. Резьбы треугольного профиля применяют для крепежных деталей. При этом перемещение под нагрузкой совершается лишь в пределах упругой деформации тела винта, его резьбыы и скрепляемых деталей, т. е. на малую величину.

Упрощенная кинематическая схема нарезания резьбыы на токарно- винторезном станке. Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой 1 осуществляется от электродвигателя М, ременную передачу со шкивами dl и d2, зубчатые колеса Z1 и Z2, сменные зубчатые колеса а' и Ь', зубчатые колеса Z3 и Z4. Продольное перемещение резца - движение подачи производится передачей вращения от шпинделя через зубчатые колеса Z5 и Z6, винтовые конические колеса Z7 и Z8, Z9 и Z10; сменные зубчатые колеса а и Ь, с и d к ходовому винту 3. Вращательное движение ходового винта преобразуется в поступательное перемещение суппорта 2 с резцом.

Обработка резьбыовых поверхностей Нарезание резьбыы резцами На токарных станках наиболее широко применяется метод нарезания наружной и внутренней резьбы резцами. Резьбонарезные резцы бывают стержневые, призматические и круглые; их геометрические параметры не отличаются от геометрических параметров фасонных резцов. Наружную резьбыу нарезают прямыми или отогнутыми резцами, внутреннюю - изогнутым резцом (в отверстиях малого диаметра) и прямым резцом, установленным в оправку (в отверстиях большого диаметра).

Расположение режущих кромок резца должно соответствовать профилю обрабатываемой резьбыы. Резьбы треугольного профиля нарезают резцами с углом в плане при вершине ε =60 градусов ±10' для метрической резьбыы и ε=55 градусов ±10' для дюймовой резьбыы. Учитывая погрешности перемещения суппорта, которые могут привести к увеличению угла резьбыы, иногда применяют резцы с ε =59 градусов 30'.

Боковые задние углы резца с правой и левой сторон обычно делают одинаковыми и равными 3-5 градусов (для нарезания резьбыы с углом подъема до 4 градусов) или 6-8 градусов (при нарезании резьбыы с углом подъема свыше 4 градусов). Резьбонарезные резцы: а - прямой, б - круглый, в – изогнутый Величина боковых задних углов выбирается исходя из того, чтобы при нарезании резьбыы исключить трение боковых поверхностей резца о винтовую поверхность резьбыы.

При нарезании метрической резьбыы задний угол резца α=10-15 градусов при обработке незакаленных стальных деталей и α =6 градусов при обработке закаленных стальных деталей. При нарезании внутренних резьбы треугольного профиля в отверстиях диаметром до 50 мм α увеличивают до 18 градусов. Передний угол резьбыонарезных резцов γ=0-25 градусов в зависимости от обрабатываемого материала. Для твердых и хрупких материалов выбирают меньшие значения γ, для вязких и цветных - большие значения γ. При нарезании резьбыы на деталях из высоколегированных жаропрочных сталей γ =5-10 градусов для черновых и чистовых резцов. При нарезании резьбыы чистовыми резцами на деталях из конструкционных сталей принимают γ =0. Правильность заточки резцов проверяют шаблоном.

Резьбонарезные резцы оснащают пластинами из быстрорежущей стали и твердых сплавов. При обработке стальных деталей применяют резцы с пластинами из твердых сплавов марок Т15К6 и Т14К8 (на предварительных операциях), Т30К4 и Т15К6 (на окончательных операциях). При обработке чугунных деталей применяют резцы с пластинами из твердых сплавов марок ВК6М, ВКЗМ, В2К или ВК4.

Предварительно деталь обтачивают таким образом, чтобы ее наружный диаметр был меньше наружного диаметра нарезаемой резьбыы. Для метрической резьбыы диаметром до 30 мм эта разница ориентировочно составляет 0,14- 0,28 мм; диаметром до 48 мм - 0,17-0,34 мм; диаметром до 80 мм - 0,2-0,4 мм. Уменьшение диаметра заготовки обусловлено тем, что при нарезании резьбыы материал заготовки деформируется, и в результате этого наружный диаметр резьбыы увеличивается.

Нарезание резьбыы в отверстии производят или сразу после сверления (если к точности резьбыы не предъявляют высоких требований) или после его растачивания (для точных резьбы). Диаметр отверстия под резьбыу: D oтв =d - P, где D OTB - диаметр отверстия, d - наружный диаметр резьбыы, Р - шаг резьбыы (все размеры в мм). Диаметр отверстия под резьбыу должен быть несколько больше внутреннего диаметра резьбыы, так как в процессе нарезания резьбыы металл деформируется и в результате этого диаметр отверстия уменьшается. Поэтому результат увеличивают на 0,2-0,4 мм при нарезании резьбыы в вязких материалах (стали, латуни и др.) и на 0,1-0,02 мм при нарезании резьбыы в хрупких материалах (чугуне, бронзе и др.).

В зависимости от требований чертежа резьбыа может заканчиваться канавкой для выхода резца. Внутренний диаметр канавки должен быть на 0,1-0,3 мм меньше внутреннего диаметра резьбыы, а ширина канавки : В =2-ЗР При нарезании болтов, шпилек и некоторых других деталей при отводе резца образуется, как правило, сбег резьбыы.

Точность резьбыы во многом зависит от правильной установки резца. Для того чтобы установить резец по биссектрисе угла профиля резьбыы перпендикулярно оси обрабатываемой детали, используют шаблон, который устанавливают на обработанной поверхности детали вдоль линии центров станка. Профиль резца совмещают с профилем шаблона и проверяют правильность установки резца по просвету. Резьбонарезные резцы следует устанавливать строго по линии центров станка.

Если резьбыу нарезать одновременно двумя режущими кромками, то образующаяся при этом стружка спутывается и ухудшает качество поверхности резьбыы. Поэтому перед рабочим проходом резец следует смещать на 0,1-0,15 мм поочередно вправо или влево, используя осевую подачу верхнего суппорта, в результате чего обработка ведется только одной режущей кромкой.

В процессе нарезания резьбыы возникает необходимость сменить изношенный резец или заменить черновой резец чистовым. Для того чтобы устанавливаемый резец попал в уже прорезанную винтовую канавку, его перемещают с помощью верхних салазок суппорта или (установив трензель в среднее положение) разъединяют ходовой винт и шпиндель и затем поворачивают деталь до такого положения, при котором резец будет находиться против винтовой канавки.

Для повышения производительности обработки вместо одного резца применяют резьбыовые гребенки или многорезцовые державки. На рисунке справа показана схема нарезания резьбыы блоком из двух резцов. Первый резец - а) затачивается под углом 90 градусов и снимает предварительный слой, оставляя для второго чистового резца - б) минимальный припуск. Угол заточки чистового резца - 60 градусов.

Нарезание резьбыы в упор снижает производительность, требует повышенного внимания рабочего для того, чтобы избежать поломок инструмента. Поэтому применяют нарезание резьбыы обратным ходом : левый резец вводят в канавку для выхода резца, изменяют направление вращения шпинделя и перемещения суппорта и нарезают резьбыу на выход по направлению к задней бабке

Спасибо за внимание!