Обработка отверстий и резьбы на валах

Сверление отверстий производят на одношпиндельных или мно-

гошпиндельных сверлильных станках. Тип станка и схема установки зависит от конструкции вала и расположения отверстий.

Наружную резьбу на валах нарезают резцом на станках моделей КТ3*Л; КТ3*Б и на универсальных токарно-винторезных станках; на- резают самооткрывающимися головками; фрезеруют групповыми

резьбовыми фрезами на полуавтоматах моделей 5К63 и др.; накаты-

вают на резьбонакатных полуавтоматах А2527 и др.

Из условий производительности резьбу шагом до 3 мм при чис- ле витков до 20 нарезают твердосплавными резцами; при диаметре вала до 42 мм - резьбонарезными головками; при диаметре 42-100мм - групповыми фрезами; при диаметре больше 100мм - резцами. В массовом производстве резьбу накатывают на резьбонакатных стан- ках с двумя роликами или плоскими плашками. При этом на обраба- тываемом участке вала не должно быть лысок, пазов, отверстий.

Резьбовые отверстия, как правило, выполняются по 7¼6 степе- ням точности. Резьбу в отверстиях нарезают обычно за одну опера- цию со сверлением и растачиванием на токарных, токарно- револьверных, агрегатных станках и автоматах.

Виды резьб и резьбовой инструмент

В машиностроительном производстве применяют цилиндриче-

ские резьбы - крепежные и ходовые, а также конические резьбы.

Основной крепежной резьбой является метрическая резьба тре- угольного профиля с углом профиля 60°. Дюймовая резьба с углом профиля *5° также является крепежной, но в странах бывшего СССР она применяется только при изготовлении запчастей и ремонте старо- го или зарубежного оборудования. Применение дюймовой резьбы при проектировании новых изделий не разрешается.

Ходовые резьбы изготовляют с прямоугольным и трапецеидаль- ным профилем; последние бывают однозаходные и многозаходные. Резьба может быть наружная (на наружной поверхности детали) и внутренняя (на внутренней поверхности детали).

Наружную резьбу можно изготовлять различными инструмен- тами: резцами, гребенками, плашками, самораскрывающимися резь- бонарезными головками, дисковыми и групповыми фрезами, шлифо- вальными кругами, накатным инструментом.

Для изготовления внутренней резьбы применяют: резцы, метчи- ки, раздвижные метчики, групповые фрезы, накатные ролики.

Тот или иной метод нарезания резьбы применяется в зависимо- сти от профиля резьбы, характера и вида материала изделия, объема производственной программы и требуемой точности.

Для резьбовых соединений с крупным шагом по ГОСТу в зави- симости от величины допуска по среднему диаметру установлено три класса точности: кл. 1, кл. *, кл. 3; для резьбовых соединений с мел- ким шагом - четыре класса точности: кл. *, кл. 2, кл. 3а и кл. 3.

Обычно резьбу изготовляют по 2-му и 3-му классам точности,

которые приблизительно соответствуют 4-му и 5-му классам точности для гладких валов и отверстий. При нарезании резьбы помимо основ- ного критерия - точности среднего диаметра резьбы необходимо вы- держивать в определенном соотношении угол профиля и шаг, что значительно осложняет процесс нарезания резьбы; кроме того, по- верхность резьбы должна быть чистой и гладкой.

Нарезание резьбы резцами и гребенками

Треугольную резьбу часто нарезают на токарно-винторезных

станках резьбовыми резцами, т.е. резцами обычного типа, заточенны- ми под требуемым углом (60° для метрической резьбы и 55° - для дюймовой). Получение профиля резьбы обеспечивается соответст- вующим профилем резьбового резца, который должен быть заточен очень точно, и правильной установкой резца относительно детали: ре- зец должен быть расположен строго перпендикулярно оси станка, так как в противном случае резьба получится косой; кроме того, передняя поверхность резца должна быть расположена на высоте центров стан- ка. При другом ее положении резьба будет нарезана с неправильным углом.

Высокие требования, предъявляемые к заточке резцов и сохра- нению правильного профиля, привели к внедрению в производство фасонных резьбовых резцов - призматических (рис. 8.18 а) и круглых (дисковых) (рис. *.18 б). У этих резцов размеры элементов профиля резьбы выдерживаются более точно, чем у обычных, так как такие резьбовые резцы затачиваются по передней поверхности, а отшлифо- ванные при изготовлении задние (боковые) поверхности сохраняют профиль неизменным.

Для улучшения качества поверхности резьбы часто применяют пружинные державки (8.18 в). Некоторые заводы применяют много- резцовые резьбовые головки. Трехрезцовая головка, представленная на рис. 8.18 г, состоит из корпуса 3, к которому болтом прикрепляется трехрезцовая пластина 1 (отдельно показана на рис. 8.*8 д). По мере затупления одного из резцов пластина перезакрепляется так, чтобы в работе был новый, незатупившийся резец. Для этой цели в корпусе имеется штифт 2 (рис. *.1* г), по которому пластина фиксируется своими тремя точно расположенными цилиндрическими отверстиями. Применение многорезцовых головок наиболее целесообразно в усло- виях серийного производства.

При нарезании резьбы одним резцом режущая кромка его вслед-

ствие быстрого притупления теряет форму, поэтому рекомендуется черновые ходы производить одним резцом с менее точным профилем, а чистовые ходы - чистовым резцом.

При нарезании резьбы новаторы производства широко приме- няют твердосплавные резьбовые резцы со специальной заточкой, зна- чительно повышающие режимы резания, используют для нарезания не только прямой, но и обратный ход резца, применяют автоматиче- ские выключатели, благодаря чему значительно повышают произво- дительность труда.

При скоростном нарезании резьбы происходит небольшое иска- жение ее профиля: угол профиля нарезаемой резьбы получается все- гда больше угла при вершине резца на *0'-1°3*'. Поэтому новаторы рекомендуют в этих условиях применять резцы с углом профиля, рав- ным углу профиля нарезаемой резьбы, уменьшенному на *°. Например, для нарезания метрической резьбы с углом профиля 60° угол

профиля чистового резца принят 59°.

Применяют также нарезание резьбы за один проход, используя одновременно три резца, оснащенных твердым сплавом и в совокуп- ности (рис. 8.19) напоминающих гребенку; черновой резец 1 имеет угол профиля *0°, получистовой резец 2 - 6*° и чистовой резец 3 - 59°.

 

 

Нарезание резьбы резцом производится за много ходов в зави- симости от требуемой точности, диаметра резьбы и твердости мате- риала нарезаемой детали.

Необходимо заметить, что применение высоких скоростей реза- ния при нарезании наружной и внутренней резьб в упор, в тех случаях когда на станке нет специальных автоматических упоров, ограничи- вающих ход суппорта, часто приводит к браку детали. Происходит это потому, что при большом числе оборотов шпинделя рабочий не всегда успевает отвести резец по окончании прохода.

Значительно облегчается работа, когда для быстрого отвода рез- ца используются специальные устройства, особенно автоматические. На рис. 8.20 показано такое устройство конструкции известного тока- ря-новатора В.К. Семинского.

Устройство состоит из корпуса 4, в котором на скользящей по- садке смонтирована пиноль 3 с закрепленным в ней резцом 2. Связан- ный с пинолью сухарь 5 под воздействием пружины 9 (помещенной в стакане 8) постоянно прижат к специальному валику 7. Перед нареза- нием резьбы пиноль * выдвинута вперед. Сухарь 5 упирается при

этом в наружную цилиндрическую поверхность валика 7, занимаю-

щего крайнее левое положение.

На направляющих станины укрепляется упор 1 так, чтобы при входе резьбового резца в канавку регулируемый подвижной упор 12 вошел в контакт с упором 1. При этом валик 7 начинает двигаться слева направо, сжимая пружину 6. В момент, когда сухарь 5 окажется против выемки на валике 7, он под воздействием пружины 9 вместе с пинолью делает скачок назад, и резьбовой резец 2 выходит из резьбы.

После хода суппорт возвращают в исходное положение, уста- навливают резец на глубину и поворотом рукоятки 11 эксцентрика 10 снова выдвигают пиноль вперед, а в это время валик 7 под воздейст- вием пружины * проходит в крайнее левое положение и запирает ме- ханизм. В конце прохода механизм снова срабатывает и т.д.

В крупносерийном и массовом производстве, а также и в спе- циализированном серийном производстве резьбу часто нарезают на станках, работающих по автоматическому циклу.

В полуавтоматах для скоростного нарезания резьб подача на

глубину, рабочий и ускоренный ход, отвод резца и подача его в ис- ходное положение осуществляются системой кулачковых, храповых и рычажных механизмов.

При нарезании точной резьбы на станках часто применяют спе- циальные коррекционные устройства, которые компенсируют ошибки шага ходового винта. Эти устройства автоматически вводят поправки на точность ходового винта путем дополнительного поворота маточ- ной гайки. Схема такого устройства показана на рис. 8.21. Перемеще- ние резца * относительно нарезаемой детали 2 определяется переме- щением маточной гайки 3 от ходового винта 4 и дополнительным по- воротом ее от коррекционной линейки 5 через рейку 6 и зубчатое ко- лесо 7.

Нарезание прямоугольной и трапецеидальной резьб является более сложной работой в сравнении с нарезанием треугольных резьб. Резьбы прямоугольного и трапецеидального профиля изготовляют как однозаходными, так и многозаходными. При нарезании таких резьб для установки резцов по углу подъема винтовой линии токари- новаторы применяют специальные державки. На рис. 8.22 показана одна из таких державок, состоящая из поворотной части * и корпуса 5. В поворотной части имеется гнездо для резца 1, закрепляемого винтом 3. На поворотной части державки имеется буртик *, на кото- ром нанесена шкала с градусными делениями; с помощью этой шкалы можно отсчитывать поворот согласно углу подъема винтовой линии

 

резьбы, не производя специальной заточки резца. При повертывании

болта 7 поворотная часть 2 державки закрепляется винтом 6.

Для повышения производительности труда при нарезании тра- пецеидальных резьб с крупным шагом применяют державку с двумя резцами (рис. 8.23) - прорезным * и профильным 2, установленными один от другого на расстоянии, равном шагу нарезаемой резьбы.

Применение для нарезания резьбы гребенок сокращает время

нарезания и, таким образом, увеличивает производительность резьбо- нарезания. При нарезании резьбы гребенкой работа резания распреде- ляется между несколькими зубьями; для этой цели концы зубьев ста- чиваются от одного края гребенки к другому, так что глубина резания постепенно увеличивается. Особенно целесообразно и экономично применять гребенки при изготовлении больших партий одинаковых деталей. Гребенки нельзя применять при нарезании деталей, у кото- рых резьба доходит до выступа или буртика, так как часть резьбы, на- ходящаяся ближе к буртику, не получит полного профиля. Для точ- ных резьб гребенки не применяются, так как они не могут дать высо- кой точности; их можно использовать только для предварительного нарезания.

Гребенки бывают плоские, тангенциальные и дисковые с коль- цевыми и винтовыми канавками. Плоские гребенки применяются для нарезания треугольной резьбы с малым углом подъема: тангенциаль- ные - для нарезания треугольной резьбы с большим углом подъема; они снабжены резьбой, обратной по отношению к резьбе обрабаты- ваемой детали; если эта деталь должна иметь левую резьбу, то резьба гребенки - правая, и наоборот.

Круглые (дисковые) гребенки, так же как и круглые (дисковые) резцы, имеют то преимущество, что они затачиваются только по пе- редней поверхности, допускают большое число переточек и, значит, имеют большой срок службы; благодаря этому они удобны в эксплуа- тации.

Нарезание многозаходных резьб

Нарезание многозаходной резьбы любого профиля начинают

так, как если бы требовалось нарезать однозаходную резьбу с шагом, равным длине хода.

Нарезав одну винтовую канавку на полный профиль, отводят ре- зец обратно (на себя) и, дав ходовому винту обратный ход, возвра- щают суппорт в начальное положение. После этого при неподвижном ходовом винте, а, следовательно, и неподвижном резце поворачивают деталь на такую часть окружности, сколько заходов имеет резьба, т. е. при двухзаходной - на половину оборота, при трехзаходной - на треть оборота и т. д.

Весьма просто нарезается многозаходная резьба при помощи поводкового патрона с несколькими пазами; количество пазов должно

 

равняться количеству заходов винта или быть кратным этому количе-

ств

После нарезания каждого хода деталь снимают с центров и ста- вят вновь на них так, чтобы хомутик попал в следующий паз повод- кового патрона; затем нарезают следующий ход.

Большое распространение имеет метод нарезания многозаход- ных винтов при помощи специальной планшайбы (рис. 8.25 б) с дву- мя дисками; один из этих дисков может поворачиваться относительно другого на различные углы в зависимости от числа заходов резьбы. На цилиндрической поверхности вращающегося диска нанесены де- ления, при помощи которых один диск устанавливается относительно другого на определенный угол.

На токарных станках, имеющих передачу к ходовому винту че- рез сменные зубчатые колеса (рис. 8.2*), многозаходные резьбы мож- но нарезать при помощи промежуточного колеса 1 и колеса 2, сцеп- ляемого с ним на гитаре; на колесе 1 ставится метка, после чего гита- ра расцепляется, а шпиндель повертывается на угол, соответствую- щий количеству зубьев колеса и количеству заходов нарезаемой резьбы.

Данный метод применяется, если число зубьев колеса делится на число заходов резьбы, в противном случае либо подбирают другие колеса, либо пользуются другим методом.

Менее точным, но не требующим никаких приспособлений, яв- ляется нарезание при помощи передвижения верхних салазок суппор- та с резцом на величину расстояния между заходами резьбы. Этим методом, как и предыдущим, можно пользоваться при нарезании на- ружной и внутренней многозаходной резьбы.

Многозаходную резьбу можно нарезать при помощи многорез- цовых державок. На рис. 8.*7 а показан резцедержатель для двух рез- цов, нарезающих одновременно двухзаходную резьбу.

На рис. 8.27 б показано приспособление для нарезания двухза- ходной резьбы, состоящее из переднего 1 и заднего 2 резцедержате- лей, соединенных поперечным винтом * с правой и левой резьбой. Это приспособление можно применять для нарезания однозаходной резьбы. В этом случае резцы, из которых один будет черновым, а дру- гой - чистовым, устанавливают один от другого на расстоянии, равном половине шага нарезаемой резьбы.

Остальные обозначения прежние.

Нарезание резьбы вращающимися резцами (вихревым методом)

Нарезание наружной резьбы так называемым вихревым методом

осуществляется следующим образом.

Деталь, на которой должна быть нарезана резьба, закрепляется в центрах токарно-винторезного станка или в патроне. В процессе ра- боты она медленно вращается. В специальной головке, установленной на суппорте станка (рис. 8.28 а), закрепляется резец с пластинкой твердого сплава. Головка, вращающаяся от специального привода, расположена эксцентрично относительно оси нарезаемой детали. Та- ким образом, при вращении головки резец, закрепленный в ней, опи- сывает окружность, диаметр которой больше диаметра детали. Пе- риодически (один раз за каждый оборот головки) резец соприкасается с нарезаемой деталью по дуге и за каждой оборот головки прорезает на детали серповидную канавку, имеющую профиль резьбы.

За каждый оборот вращающейся детали при перемещении вра- щающейся головки вдоль оси детали на величину шага резьбы на де- тали будет образовываться один виток резьбы. При нарезании резьбы головку повертывают относительно оси детали на величину угла подъема винтовой линии резьбы.

Вихревое нарезание наружной резьбы с внешним касанием

можно производить и по схеме, изображенной на рис. 8.28 б. На прак- тике нарезание резьбы по этой схеме применяется реже, чем по схеме, показанной на рис. 8.28 а, ввиду образования более короткой и тол- стой стружки и получения менее чистой поверхности резьбы.

При вихревом нарезании резьбы скорость резания, соответст- вующая скорости вращения резца, принимается в пределах от 150 до 450 м/мин; круговая подача берется от 0,2 до 0,8 мм за один оборот резца.

В некоторых конструкциях головок для вихревой резьбы закре- пляют не один, а два или четыре резца (рис. 8.29 а); у четырехрезцо- вых головок два резца прорезают канавку, третий придает ей профиль резьбы, четвертый удаляет заусенцы (на рисунке один резец).

При нарезании внутренней резьбы деталь закрепляется в патро- не станка, резец - в оправке головки, которая устанавливается на суп- порте станка (рис. 8.29 б).

За каждый оборот вращающейся детали при перемещении вра- щающейся головки вдоль оси детали на величину шага резьбы на де- тали будет образовываться один виток резьбы. При нарезании резьбы головку повертывают относительно оси детали на величину угла подъема винтовой линии резьбы.

Вихревое нарезание наружной резьбы с внешним касанием можно производить и по схеме, изображенной на рис. 8.*8 б. На прак- тике нарезание резьбы по этой схеме применяется реже, чем по схеме, показанной на рис. 108 а, ввиду образования более короткой и тол- стой стружки и получения менее чистой поверхности резьбы.

При вихревом нарезании резьбы скорость резания, соответст- вующая скорости вращения резца, принимается в пределах от 150 до 4*0 м/мин; круговая подача берется от 0,2 до 0,8 мм за один оборот резца.

В некоторых конструкциях головок для вихревой резьбы закре- пляют не один, а два или четыре резца (рис. 8.29 а); у четырехрезцо- вых головок два резца прорезают канавку, третий придает ей профиль резьбы, четвертый удаляет заусенцы (на рисунке один резец).

При нарезании внутренней резьбы деталь закрепляется в патро- не станка, резец - в оправке головки, которая устанавливается на суп- порте станка (рис. 8.29 б).

Рис. 8.*9. Нарезание резьбы вращающимися резцами:

а - головка для четырех резцов (в положении, показанном на рисунке, установлен только один резец), б - схема нарезания внутренней резь-

бы

 

 

Нарезать резьбу вихревым методом можно на токарно-винторез- ных, резьбонарезных и резьбофрезерных станках при помощи специ- альных устройств.

 

1000 р  - скорость резания в м/мин; Dp  - диаметр резцовой головки в мм; zp

- число резцов, установленных в резцовой головке (z *  = l¼4); i - число

ходов (i =l; резьба обычно нарезается за один ход).

Нарезание резьбы плашками и самораскрывающимися резьбо-

нарезными головками

Основной недостаток всех типов плашек - это необходимость свинчивания их по окончании нарезания, что вызывает значительную затрату времени и снижает производительность, а также ухудшает ка- чество резьбы.

Нарезание резьбы самораскрывающимися резьбонарезными го- ловками (рис. 8.30 б), применяемыми на автоматах, револьверных и болторезных станках, значительно производительнее (в 3¼* раза), чем нарезание плашками (рис. *.30 а), так как благодаря автоматиче- скому раскрыванию обратного свинчивания их не требуется.

Резьбонарезные головки нормализованной конструкции изго- товляются серийным порядком с тангенциальным и радиальным рас- положением плашек, а также с круглыми плашками.

Фрезерование наружной и внутренней резьбы широко применя- ется в производстве; оно осуществляется двумя способами: 1) диско- вой фрезой, 2) групповой фрезой.

Первый способ - фрезерование дисковой фрезой - применяется при нарезании резьб с большим шагом и крупным профилем. Нареза-

 

ние дисковой фрезой производится за один проход и для очень круп-

ных резьб - за два или три прохода. Профиль фрезы соответствует профилю резьбы; ось фрезы располагается по отношению к оси дета- ли под углом а, равным углу наклона резьбы (рис. 8.31 а). Дисковые фрезы применяются симметричные (рис. 8.31 б) и несимметричные (рис. 8.31 в) в зависимости от конструкции станка. При нарезании резьбы фреза вращается и имеет поступательное движение вдоль оси детали, причем перемещение за один оборот детали должно точно со- ответствовать шагу резьбы. Вращение детали происходит медленно в соответствии с подачей.

 

Основное время при нарезании резьбы дисковой фрезой на резь-

бо-фрезерных станках определяется по формуле

* 0  = t1 + t2  + t3 [мин],                            (8.13)

где t1  - время нарезания при первом проходе; t *  - время нарезания при втором проходе; t3  - время нарезания при третьем проходе.

Время нарезания для каждого прохода определяется отдельно,

так как глубина резания, минутная подача и врезание для каждого из них различны.

Время нарезания каждого прохода ti  определяется по формуле

 l  *  l 

**  o вр п ⋅p d * g [ мин ]                   (8.1*)

st       co*a * м

где l0  - длина резьбы в мм; l вр  - величина врезания дисковой фрезы в

мм; lп  - величина перебега дисковой фрезы в мм (для резьбы на про- ход lп = 1¼3 шага резьбы; для резьбы в упор lп  = 0); d - наружный диаметр нарезаемой резьбы в мм; st  - шаг резьбы в мм; a - угол на- клона витков резьбы к оси нарезаемой детали в градусах; sм  - минут- ная подача по наружной окружности нарезаемой детали в мм/мин; i -

число ходов; g - число заходов резьбы;

* м = * z znф  [ мм/мин ],

здесь sz  - подача в мм на один зуб резьбовой фрезы; z - число зубьев

резьбовой фрезы; nф  - число оборотов резьбовой фрезы в минуту;

nф  1000 v,

p D

здесь v - скорость резания в м/мин; D - диаметр фрезы в мм.

Величину врезания дисковой фрезы lвр  можно приблизительно

определить по формуле

lвр  t  D - t  [мм],

здесь t - глубина резьбы в мм.

Второй способ - фрезерование групповой фрезой - применяется для получения коротких резьб с мелким шагом (рис. 8.32 а - фрезеро- вание наружной резьбы, рис. 8.32 б - фрезерование внутренней резь- бы). Групповая фреза (называется иногда гребенчатой) представляет собой как бы группу дисковых фрез, собранных на одну оправку (от- сюда название «групповая фреза»). Длина фрезы обычно принимается на 2¼5 мм больше длины фрезеруемой резьбы. Групповая фреза для нарезания резьбы устанавливается параллельно оси детали, а не под углом, как дисковая фреза. (Резьбу с большим наклоном групповой фрезой нарезать нельзя.) Предварительно производят врезание фрезы на глубину резьбы. Во время полного оборота детали групповая фреза перемещается на величину шага резьбы.

Фрезерование резьбы происходит за 1, 2 оборота детали; 0,2 оборота детали необходимо для врезания фрезы на глубину резьбы и

 

перекрытия места врезания. Основное время для нарезания резьбы

групповой фрезой на резьбофрезерных станках определяется по ни- жеследующей формуле, выведенной из формулы (8.14); при этом принято, что деталь делает один оборот и коэффициент врезания ра- вен 1,2; число проходов и число заходов при нарезании групповой

фрезой равно единице:

to  1,*p d [ мин ]                                         (8.15)

sм

Нарезание внутренней резьбы метчиками

Внутреннюю резьбу часто нарезают метчиками. Метчики быва- ют ручные и машинные. Ручные метчики применяются обычно ком- плектом из двух или трех штук. Машинные метчики применяются для работы главным образом на сверлильных станках. Машинные метчи- ки бывают цельные, прямые, с вставными ножами и гаечные.

Для нарезания резьбы в отверстиях малых и средних диаметров применяют метчики цельные и гаечные, для нарезания в отверстиях больших диаметров (до 300 мм) - цельные метчики со вставными но- жами или резьбонарезные головки с раздвижными плашками.

Для нарезания гаек в специализированном производстве кре- пежных деталей или при изготовлении большого количества гаек в серийном производстве применяются специальные станки для наре- зания гаек при помощи изогнутого метчика. Такой станок (рис. 8.3* а) имеет подшипник, в котором закреплен пустотелый шпиндель с изо- гнутой трубкой; в этой трубке расположен изогнутый метчик. До на- чала работы трубка заполняется гайками. Гайки после нарезания резьбы перемещаются автоматически сквозь трубку и падают в ящик. Изогнутая форма метчика препятствует выпадению его из шпинделя.

Наиболее производительным является нарезание гаек на гайко-

нарезных автоматах и полуавтоматах с кривыми метчиками, закреп- ленными в специальном патроне (рис. 8.33 б), состоящем из двух по- ловин. Метчик вместе с направляющей втулкой закладывается в одну половину патрона, после чего вторая половина скрепляется болтами с первой. От перемещения метчик удерживается гайками, находящими- ся на его хвосте. Гайки загружаются в бункер станка и, под действием ползуна подаются к метчику. Такие автоматы изготовляются обычно двухшпиндельными.

Если при нарезании резьбы сквозной проход метчика невозмо- жен, необходимо вывинтить метчик по окончании нарезания; для это- го у многих револьверных и сверлильных станков имеются реверсив- ные устройства. При отсутствии у станков реверсивного устройства применяются специальные реверсивные патроны, которые имеют зубчатую передачу, переключающуюся на обратный ход в конце на- резания отверстия.

Для устранения поломок метчика при упоре его в дно глухого отверстия, а также при перегрузке, являющейся следствием твердости материала или отсутствия смазки и т.п., применяются специальные предохранительные патроны (рис. *.34), позволяющие метчику оста- навливаться при вращающемся шпинделе, когда крутящий момент превысит величину, безопасную для прочности механизма.

Основное время при нарезании резьбы метчиком в сквозном и

глухом отверстии определяется по формуле

l  l  l                          *  l  *

to  o вр п  o вр п  [ мин ],                       (8.16)

s *             snо

где l0  - длина нарезаемой резьбы в мм, * вр  - длина врезания метчика в

мм; * п  - длина перебега метчика в мм (lп  = 2¼3 s при сквозном отвер- стии и lп  = * при глухом отверстии); s - шаг нарезаемой резьбы в мм;

п -число оборотов при рабочем ходе (при нарезании резьбы) в мину-

ту; п *  - число оборотов при обратном ходе (при вывинчивании метчи-

ка) в минуту.

Основное время при нарезании резьбы гаечным летчиком опре-

деляется по формуле

 

to  o вр п  [ мин ],                                                                         (8.1*)

sn

l  l  l

 

 

где lп  = 0.

При нарезании резьбы в термически обработанных до высокой

твердости сталях, а также в труднообрабатываемых сталях и сплавах повышенной прочности твердосплавные метчики обеспечивают зна- чительно большую стойкость и лучшее качество нарезаемой резьбы, чем метчики из быстрорежущей стали. В метчиках диаметром 40 мм и более целесообразно применять механическое крепление пластинок твердого сплава, так как это обеспечивает лучшее использование твердого сплава, более высокое качество и долговечность инструмен- та.

На рис. 8.35 а показан сборный метчик, у которого пластины 1 твердого сплава крепятся в пазах втулки 2 с помощью клиновых при- жимов 3. В осевом направлении пластины фиксируются торцом кор- пуса 4 метчика и крышкой 5, привернутой к втулке 2. Эта втулка кре- пится к корпусу 4 гайкой 7 и фиксируется от проворота штифтом *.

Нарезание резьбы такими метчиками обеспечивает *-й класс точности. Для сталей 45 и 40* (HRC 38¼40) применяются пластины Т15К10, а для высокопрочного чугуна (НВ 350¼38*) - ВК8.

Для нарезания внутренней резьбы на револьверных станках и автоматах применяют резьбонарезные головки (рис. 8.35 б) с раз- движными плоскими плашками, называемыми иногда самооткры- вающимися метчиками. Принцип действия этих головок схож с прин- ципом действия самораскрывающихся головок для нарезания наруж- ной резьбы. Как только нарезание резьбы окончено, режущие плашки автоматически сдвигаются, что позволяет вывести их из отверстия, в котором нарезалась резьба.

Основное время при нарезании резьбы самооткрывающимся

метчиком определяется по формуле

 

to  *  вр п  [ мин ],                                               (8.1*)

sn

Шлифование резьбы

Шлифование резьбы широко применяется при изготовлении резьбонарезного инструмента, резьбовых калибров, накатных роли- ков, точных винтов и других деталей с точной резьбой. Шлифуют резьбу обычно после термической обработки, которая часто искажает элементы резьбы. Процесс шлифования резьбы одно- и многониточ- ным кругом (рис. 8.36 а) аналогичен фрезерованию соответственно дисковой или групповой фрезой.

 

Шлифование однониточным кругом 1 (рис 8.*7 а) осуществля- ется при продольном перемещении детали 2. Однониточные круги правят одним или двумя алмазами при помощи специального приспо- собления (рис 8.3* б: 1 - шлифовальный круг; * - державка с алма- зом).

Многониточные круги применяют преимущественно при шли- фовании резьбы на деталях с короткой нарезанной частью (обычно не более 40 мм). На рис. 8.38 а, б показаны схемы шлифования (I и II - положения круга). Ширина шлифовального круга должна быть боль- ше длины шлифуемой резьбы на 2¼4 шага. На круге делается коль- цевая резьба с требуемым шагом. Шлифование производится по ме- тоду врезания при продольном передвижении детали на 2¼4 шага за 2¼4 ее оборота.

Если длина резьбы больше ширины многониточного круга, шлифование производится при продольном передвижении детали от- носительно круга. Все нитки резьбы детали последовательно шлифу- ются всеми нитками шлифовального круга. Заправляют круг под уг-

лом а, как показано на рис. *.38 б. Врезное многониточное резьбо-

шлифование неизбежно приводит к искажению профиля резьбы, при продольном перемещении детали относительно шлифовального круга искажение профиля получается значительно меньшим.

Профилируют многониточный шлифовальный круг на боль- шинстве станков посредством накатывания кольцевой резьбы сталь- ным роликом (рис. 8.38 г). Ролик для накатывания кольцевой резьбы изготовляют из закаленной стали одной из марок - Р18, У*2, ХВГ. На цилиндрической поверхности ролика нарезана кольцевая резьба с требуемым шагом и углом профиля; на той же поверхности ролика прорезаны пересекающие кольцевую резьбу спиральные канавки с не равномерным шагом; иногда вместо спиральных канавок по всей по- верхности резьбы ролика просверливают отверстия. При накатывании шлифовальный круг приводится в медленное вращение, благодаря чему круг заставляет вращаться ролик. Витки ролика постепенно вы- крашивают на поверхности круга канавки, образуя кольцевую резьбу.

\ На некоторых резьбошлифовальных станках имеются специаль-

ные приспособления для профилирования многониточного шлифо- вального круга алмазом.

Основное время при шлифовании резьбы однониточным кругом

где d - наружный диаметр резьбы в мм; пм  - число оборотов детали за время шлифования резьбы; пи  обычно принимают равным 2,2 (первый

оборот - предварительное шлифование, второй оборот - окончатель-

ное). Подвод детали к кругу производится во время вращения детали, поэтому для шлифования требуется не *, а 2,2 оборота; v - скорость вращения детали в м/мин.

Резьбы с большим шагом шлифуют после предварительного на- резания резцом или фрезой и термической обработки их. Резьбы с ма- лым шагом (до 1,5 мм) на закаленном валике часто образуются вы- шлифовыванием однониточным или многониточным кругом.

Шлифуют резьбу главным образом на специальных резьбошли- фовальных станках. При небольших размерах производства можно шлифовать наружную и внутреннюю резьбу на токарно-винторезных станках, обладающих достаточной точностью, при помощи специаль- ных приспособлений.

При шлифовании резьб точность обработки обычно выражается Допуском по среднему диаметру в мм, по шагу резьбы (на длине *5 мм) в мм и по половине угла профиля в мин. Характеристики точно- сти, достигаемой при различных способах резьбошлифования, приве- дены

Бесцентровое шлифование резьбы применяется преимуществен- но в массовом производстве при наличии многониточных кругов. Этим методом можно шлифовать только наружную резьбу. Для этих целей применяются станки, имеющие схемы обычных бесцентрово- шлифовальных станков, снабжаемые многониточными кругами с кольцевыми канавками, имеющими профиль шлифуемой резьбы. Круги имеют конусную заборную часть, что позволяет шлифовать де- таль по наружному диаметру при наличии припуска, а образование профиля резьбы происходит постепенно по мере перемещения детали.

Деталь опирается на нож, точно установленный под углом подъ- ема винтовой линии резьбы. Ось ведущего круга наклонена в верти- кальной плоскости в ту же сторону, что и нож, но на угол, вдвое боль- ший, благодаря чему заготовка помимо вращения осуществляет также осевую подачу на один шаг за один оборот. Вращение заготовки в не- сколько раз медленнее, чем при круглом шлифовании.

При шлифовании резьбы на деталях, имеющих головку или бур- тик, препятствующие сквозной осевой подаче, образование резьбы осуществляется за 1,2¼1,5 оборота заготовки. В этом случае резьба шлифуется сразу по всей длине с предварительным врезанием шли- фовального круга на глубину профиля.

При шлифовании таким методом можно получить резьбу 1-го класса точности; производительность при обработке деталей длиной 20¼30 мм составляет *0¼50 шт. в минуту.

Накатывание резьбы

Накатывание резьбы осуществляется при помощи давления, а не

резания металла. При этом методе волокна материала не разрезаются,

а деформируются пластически под воздействием резьбонакатных

плашек или роликов, выступы которых вдавливаются в обрабатывае- мый металл. Полученная таким методом резьба имеет ровную, чис- тую и уплотненную поверхность.

Накатывается резьба в холодном состоянии. Материал изделия влияет весьма сильно на качество резьбы: высокое качество резьбы получается на изделиях из пластичного материала; на твердом мате- риале резьба, в особенности крупная, накатывается на мощных стан- ках с большими нагрузками.

Резьбу можно накатывать двумя способами: 1) плоскими накат- ными плашками и 2) накатными роликами (иногда их называют круг- лыми плашками).

На рис. 8.39 показана схема накатывания резьбы плоскими плашками. Плашка 1 неподвижна, а подвижная плашка 2 установлена на ползуне, совершающем прямолинейное возвратно-поступательное движение; 3 - деталь в положении до накатывания; 4 - деталь в поло- жении после накатывания.

Рабочая поверхность плашек имеет прямолинейную резьбу (раз- вертку резьбы винта) с профилем и углом подъема, соответствующи- ми профилю и углу подъема накатываемой резьбы. Помещенная меж- ду плашками цилиндрическая заготовка в результате перемещения подвижной плашки 2 переходит из первоначального положения * в конечное 4 и при этом вследствие деформации металла приобретает резьбовую поверхность. Неподвижная плашка 1 имеет заборную часть, захватывающую заготовку и формирующую профиль резьбы, калибрующую часть и сбег, обеспечивающий плавный выход заго- товки из плашек. Подвижная плашка обычно изготовляется без за- борной