Классификация режущих инструментов. Составные части режущих инструментов. Режущий клин. Основа конструкции режущих инструментов.

Классификация режущих инструментов. Составные части режущих инструментов. Режущий клин. Основа конструкции режущих инструментов.

Классификация режущего инструмента

Режущий инструмент подразделяется на лезвийный и абразивный.

Лезвийный инструмент – режущий инструмент, с заданным числом лезвий, установленной формы.

Абразивный инструмент предназначен для абразивной обработки.

По виду обрабатываемого материала: (металл, дерево).

По форме различают: дисковый, цилиндрический, конический и пластинчатый.

По конструктивному исполнению, по способу крепления рабочей части: цельный, составной, сборный.

Цельный режущий инструмент – это режущий инструмент изготовленный из одной заготовки.

Составной – режущий инструмент с неразъемным соединением его частей и элементов

Сборный – режущий инструмент с разъемным соединением его частей и элементов

По способу крепления – хвостовой и насадной.

По виду приводов – ручной, машинный и машинно-ручной.

По степени универсальности: универсальный, специализированный, специальный, общего назначения.

По степени унификации: стандартный, специальный.

Виды: разжимной – регулировка р-ра раб части путем ее деф-я.

Инстр головка – сборный инстр, в кот предусмотр регулировка р-ра раб части путем перемещения ножей или абраз-х брусков.

По степени регул-я: регулир и нерегулир-й.

По назначению: зуборезный и резьбонарезной.

Основа конструкции режущих инструментов.

Лезвие инструмента – клинообразный элемент режущего инструмента для проникновения в материал заготовки или отделения слоя материала. Лезвие инструмента ограничено передней и задней поверхностью.

Рабочая часть режущего инструмента – часть режущего инструмента, содержащая лезвие и выглаживатели при их наличии.

Крепежная часть режущего инструмента – часть режущего инструмента предназначенная для его установки и/или крепления в технологическом оборудовании или приспособлении.

Корпус режущего инструмента – часть режущего инструмента несущая на себе все его элементы. Крепежная часть выполняется в виде хвостовика или посадочного отверстия.

 

Режущий клин.

Геометрическая форма лезвия резца определяется следующими геометрически­ми параметрами (рис. 2.2, г): главный передний угол ɣ, главный задний угол α, вспомогательный задний угол α_1, угол резания δ, угол заострения β, угол наклона режущей кромки λ, главный угол в плане φ, вспомогательный угол в плане φ₁, радиус вершины г_в. Указанные параметры выби­рают по справочникам, исходя из физико- механических свойств материала обраба­тываемых заготовок, характера обработки, служебного назначения резцов, жесткости системы станок — инструмент — при­способление — заготовка, требований к шероховатости обработанных поверхнос­тей, размеров резцов и материала их ре­жущей части.

Значения передних углов могут быть положительными, равными нулю и отри­цательными. Отрицательные передние уг­лы назначают для инструментальных материалов (твердых сплавов, керамичес­ких, синтетических сверхтвердых), имею­щих низкий предел прочности при изгибе. Угол наклона λ глвной режущей кромки резца может быть равен нулю, положи­тельным и отрицательным. Его значение влияет на прочность режущей кромки лезвия и направление схода стружки. При прерывистом резании угол λ следует выбирать положительным (до 20°), так как в этом случае в момент врезания на­грузка будет приложена не к вершине лезвия, а на участок режущей кромки, удаленный от нее. При положительном угле λ стружка отводится в направлении, противоположном подаче, а при отрица­тельном — в направлении движения пода­чи.

Инструменты для обработки отверстий. Сверла, зенкеры, развертки их конструктивные особенности и область их применения. Комбинированные инструменты.

Назначение и виды протяжек.

Протяжки для круглых отверстий могут быть спроекти­рованы с использованием всех трех схем резания: профильной (одинарного реза­ния), группой (переменного резания) и генераторной.

 

 

 

Шлицевые протяжки (рис. 2.26, а) предназначены для обработки шлицевых отверстий.

Протяжки для обработки многогранных отверстий (квадратных, шестигранных и др.)

Шпоночные протяжки применяют для изготовления шпоночных канавок в отвер­стиях заготовок (рис. 2.28).

 

Протяжки для обработки наружных плоских и фасонных поверхностей заго­товок

 

Схема резания н форма режущих кро­мок. Большое значение при проектиро­вании протяжки имеет схема резания, т. е. последовательность удаления срезаемого слоя, и схема формообразования поверх­ности.

Схему резания и форму режущих кро­мок устанавливают в зависимости от назначения протяжки, требуемого профиля заготовки. Используют все виды схем резания. Схему резания выбирают с учетом получения оптимальной конструкции про­тяжки, наименьшей ее длины, более пол­ного использования тяговой силы двига­теля станка, обеспечения прочности про­тяжки, ее работоспособности и стойкости, а также величины подъема зубьев, опре­деляющей толщину а_г срезаемого слоя лезвием протяжки (а_г = С_г) и пр. Целесо­образность принятой схемы резания долж­на быть подтверждена соответствующим анализом. Применяемые схемы резания и их влияние на конструктивное оформле­ние зубьев (их режущих кромок) рассмот­рены ниже для конкретных видов протя­жек.

На режущих кромках большой ширины (больше 6—8 мм) для лучших условий стружкоформирования делают стружкоразделительные канавки s_K (рис. 2.23, е, ж). Наибольшее изнашивание зубьев при работе протяжки получается по боко­вым сторонам стружкоразделительных ка­навок, у их наружной границы в месте сопряжения главной и вспомогательной режущих кромок. Для уменьшения изна­шивания на вспомогательных режущих кромках канавок должны быть созданы достаточные задние углы, а для этого внутренний угол канавок принимают обыч­но равным 60—45°. Стружкоразделительные канавки делают на зубьях в шахмат­ном порядке и на срезаемых стружках образуются выступы (ребра жесткости), затрудняющие естественное завивание стружки в спираль. Повышенный износ лезвий по уголкам канавок и ухудше­ние стружкоформирования являются боль­шим недостатком такой конструкции про­тяжки. Поэтому более целесообразны протяжки с групповой схемой резания (переменного резания), например круглые протяжки с выкружками на зубьях.

Зуборезные инструменты, работающие по методу копирования и обкатки. Дисковые и пальцевые фрезы. Зубострогальные гребенки. Червячные фрезы. Зуборезные долбяки. Принцип работы инструментов, разновидности конструкций, сравнительная работоспособность.

Зуборезные инструменты, работающие с профилированием методом копирова­ния. Инструменты этой группы имеют фасонный профиль режущих кромок и об­разуют впадину зубьев колес методом ко­пирования. Конструкции этих инструмен­тов различны, но общим в их проекти­ровании является определение профиля режущей кромки.

Профиль режущей кромки этих инстру­ментов определяют в прямоугольной системе координат (рис. 3.25, а). Ось Y совпадает с осью симметрии впадины зубьев, начало координат находится на ок­ружности впадин зубьев нарезаемого коле­са. Определяем координаты произволь­ной точки М профиля режущей кром­ки, соответствующей точке профиля зубьев колеса, находящейся на окружности ра­диусом г_м:

 

 

По этим формулам может быть опре­делен профиль режущей кромки, обраба­тывающей профиль зуба колеса вне основ­ной окружности (рис. 3.25, б). У колес с числом зубьев zi<34 основная окруж­ность выходит за пределы окружности впа­дин.

Участок режущей кромки для обработки впадины внутри основной окружности следует определять исходя из условия обеспечения отсутствия интерференции об­разованной впадины с вершиной зуба со­пряженного колеса. Режущую кромку на этом участке делают прямолинейной, каса­тельной к траектории вершины зуба сопря­женного колеса при его зацеплении с нарезаемым, для которого предназначен проектируемый инструмент.

Для обеспечения правильного зацепле­ния нарезанного колеса с колесами всех чисел зубьев этот участок eg (рис. 3.25, в) строят по касательной к удлиненной эвольвенте или эквидистанте к ней, т. е. траектории вершины зуба рейки. Прямо­линейный участок образуют под углом 5° к оси симметрии режущей кромки для получения при радиальном направлении затылования достаточных задних углов. Такое построение профиля режущей кром­ки уменьшает высоту рабочей эвольвент- ной поверхности зуба нарезаемого коле­са, срезая его у окружности впадин (участок fg).

Инструменты этого вида относят к ин­струментам специального назначения. Они пригодны для обработки колес опреде­ленных размеров с определенным чис­лом зубьев. При серийном их изготов­лении для уменьшения числа необхо­димых размеров их проектируют для об­работки колес в определенном интервале чисел зубьев. Профиль рассчитывают по размерам впадины зубьев колеса с мень­шим числом зубьев данного интервала.

 

Обкатные зуборезные инструменты. Особенностью кинематики и работы обкат­ных инструментов является наличие слож­ного обкатного движения режущих кромок инструмента относительно обрабатывае­мых поверхностей заготовки. Это движе­ние создает непрерывное изменение поло­жения инструментальной поверхности, об­разуемой режущими кромками инстру­мента в процессе главного движения, относительно обрабатываемой поверхно­сти заготовки.

Главное движение D_r режущих кро­мок инструмента может быть продольно- поступательное и вращательное (рис. 3.30). Движение обката D_w обычно создается в направлении, перпендикуляр­ном к вектору скорости v главного движе­ния или близком к нему.

Движение обката D_w процесса обработ­ки образует сложное перемещение инстру­ментальной поверхности (поверхности, образуемой режущими кромками в резуль­тирующем движении D_е резания) отно­сительно обрабатываемой поверхности за­готовки. Движение обката D_w процесса обработки образуется как результат пере­мещения режущих кромок инструмента относительно обрабатываемых поверхно­стей заготовки. При этом инструмент и заготовка вращаются вокруг своих осей (движения D _wo и D_{w 1}), взаимное положе­ние которых может быть параллельным, пересекающимся и перекрещивающимся; их положение влияет на конструкцию инструмента.

При наиболее простом виде обработки методом обката инструмент и заготовка совершают согласованное вращательное движение вокруг параллельных осей (рис. 3.30, а), расстояние между которыми a₁₀ Характер движения обката опре­деляется угловыми скоростями инстру­мента ώ₀ и заготовки ώ, (рис. 3.31).

Дисковые фрезы — фасонные с зубья­ми, затылованными в радиальном направ­лении (рис. 3.26, а, б). Зубья колеса обрабатывают последовательно с периоди­ческим поворотом заготовки на угловой шаг зубьев после обработки каждой впа­дины. По конструкции и проектированию эти фрезы аналогичны описанным выше фасонным фрезам. Профили режущей кромки фрез для колес с числом зубьев z > 34 (см. рис. 3.26, б) состоят из участков: эвольвентного bk, прямолиней­ного fe по наружной поверхности фрезы, сопряженных по дуге окружности ek, не выходящей в пределы указанной выше траектории вершины зуба сопряженного колеса. У фрез для обработки колес с меньшим числом зубьев (z<34, см. рис. 3.25, в) профиль режущей кромки фрез имеет дополнительно прямолинейный учас­ток eg, расположенный под углом 5° к перпендикуляру к оси фрезы.

Серийно фрезы изготовляют наборами из восьми (А) или 15 (Б) штук каждого модуля. Фрезы набора обозначают номе­рами, они имеют различную форму про­филя режущих кромок в зависимости от числа зубьев колес, для обработки ко­торых предназначены (табл. 3.1).

Диаметральные размеры фрез зависят от высоты зубьев колеса, т. е. от модуля, ширина фрез — от ширины впадины у окружности вершин зубьев колеса; пос­ледняя зависит от кривизны профиля зубьев (числа зубьев колеса, модуля и угла профиля). На рис. 3.25, в приведен профиль зубьев фрез № 1—5¹/₂, а на рис. 3.25, б — фрез № 6—8.

 

Дисковые зуборезные фрезы изготовля­ют цельными m=1...16 мм, диаметром d_ao — 50.. 180 мм с затылованными зубья­ми Zo=14...10; сборные — с острозаточен- ными разнонаправленными зубьями т = = 8...30 мм, диаметром d_ao= 180...290 мм.

Из-за неточности профиля режущих кромок, возможной неточности установки фрезы относительно нарезаемой заготовки и несовершенства делительных механиз­мов, обеспечивающих поворот заготовки на угловой шаг при обработке колеса, при переходе от одной впадины к следующей эти фрезы не обеспечивают высокой точ­ности нарезанных колес. Их применяют при изготовлении колес невысокой точ­ности в единичном и мелкосерийном произ­водстве.

Черновые фрезы, оснащенные пласти­нами из твердого сплава, делают с прямо­линейным профилем режущих кромок (рис. 3.26, в). Для уменьшения отклонений получаемого профиля от эвольвентного и, следовательно, для уменьшения припуска, остающегося на чистовую обработку, эти фрезы делают в комплекте из двух штук и иногда с чередующимися зубьями. Углы профиля режущих кромок всех фрез с правой и левой сторон зубьев прини­мают разные, обеспечивая меньшие откло­нения получаемого профиля зубьев колеса от эвольвентного. Профили зубьев фрез для обработки колеса с числом зубьев Z₁=27 и углом профиля α=20° приве­дены на рис. 3.26, в.

Пальцевые фрезы (рис. 3.27, а) по конструкции аналогичны концевым фрезам с фасонным профилем режущих кромок. При работе ось фрезы совмещается с осью симметрии впадин зубьев нарезаемо­го колеса. Относительно нее осуществляет­ся главное вращательное движение зубьев фрезы. Фрезы крепят с помощью резь­бового соединения, базируют по точно выполненному цилиндрическому отвер­стию (пояску) на посадочной части шпин­деля станка. По сравнению с дисковыми фрезами для обработки зубьев колес оди­накового размера пальцевые фрезы имеют значительно меньшие габаритные размеры и размеры рабочей части.

Диаметральные размеры рабочей части фрезы определяются размерами впадины зубьев колеса. Из-за сравнительно малых диаметральных размеров (ширины впади­ны зубьев колеса) число зубьев этих фрез небольшое (четыре — восемь). Из-за большого изменения диаметра фрезы по высоте ее рабочей части, особенно у фрез для колес с малым числом зубьев, зна­чительно изменяются окружной шаг зубьев и толщина зубьев при постоянной ширине стружечной канавки.

Направление образования задних углов, т. е. направление затылования (рис. 3.27, б), влияет на степень изменения нормаль­ных задних углов и диаметральных разме­ров режущей части при переточках фрезы. При образовании задних углов в радиальном направлении (при затылова- нии в направлении, перпендикулярном к оси фрезы) (рис. 3.27, е) при пере­точках фрезы получаются большие измене­ния толщины зубьев колеса. Они не могут быть компенсированы перемещением фре­зы вдоль ее оси, так как при этом получаются большие искажения профиля зубьев колеса. Компенсация изменения диаметральных размеров рабочей части фрезы при ее переточках возможна у фрез с осевым направлением затылования за счет увеличения высоты впадины, но при этом методе затылования получаются малые значения нормальных задних углов на участках режущих кромок, обрабаты­вающих профиль зубьев у окружности впадин.

Для получения достаточных нормаль­ных задних углов и минимальных откло­нений формы и размеров зубьев при пере­точках фрезы затылование производят под углом 15° к оси фрезы (рис. 3.27, д). Пальцевые фрезы применяют для наре­зания колес т— 10—50 мм с прямыми, винтовыми и шевронными зубьями.

Зубострогальные гребенки. Гребенки — самый простой по конструкции обкатной инструмент в виде зубчатой рейки для нарезания зубчатых колес. Обкатное дви­жение образуется кинематикой станка. В процессе обработки гребеика совер­шает главное движение D_r по направле­нию боковых поверхностей образуемого зу­ба, при обработке прямозубого колеса главное движение параллельно оси и при обработке колес с винтовым зубом D_r наклонно к ней (рис. 3.35). Одно­временно с главным движением происхо­дит движение D_w обката гребенки и заго­товки: гребенки — продольно-поступа­тельное по направлению ее средней ли­нии, заготовки — вращательное. При этом начальная окружность заготовки колеса катится без скольжения по начальной прямой рейки (гребенки). Профиль зубьев колеса образуется огибанием его зубья­ми гребенки при совершении движений главного D_r и обката D_w. Для нареза­ния всех зубьев колеса длина гребенки должна быть больше длины начальной окружности колеса. Если применяют ко­роткие гребенки, то после образования од­ной или нескольких впадин гребенку вне зоны контакта с заготовкой возвращают в исходное положение без поворота за­готовки и обрабатывают следующую впадину или несколько впадин колеса.

Гребенка представляет собой рейку с передними ɣ_а и задними α_а углами (рис. 3.35, б). Для нарезания прямозубых колес зубья гребенки в инструментальной системе координат расположены в плос­костях, перпендикулярных к опорным по­верхностям гребенки, для косозубых и шев­ронных колес — в наклонных плоскостях.

Червячные зуборезные фрезы. Червяч­ные фрезы относят к группе обкатных многолезвийных инструментов с конструк­тивным движением обката. Режущие кром­

ки их зубьев расположены на винтовой поверхности. При работе оси фрезы и нарезаемого колеса перекрещиваются (рис. 3.45, а). При главном вращатель­ном движении фрезы D_r режущие кромки вступают в контакт с заготовкой в последовательно смещенных положениях, что в сочетании с вращательным дви­жением заготовки образует движение об­ката в процессе обработки (рис. 3.45, в). Образование обработанной поверхности зубьев заготовки происходит при профили­ровании по методу огибания (рис. 3.45, б). Винтовая поверхность, на которой распо­ложены режущие кромки фрезы,— инстру­ментальная. Она является сопряженной с требуемой поверхностью зубьев нарезае­мого колеса и с поверхностями зубьев сопряженной рейки. Эта поверхность образует витки червяка,, называемого ос­новным.

Окончательное образование зубьев ко­леса происходит в точках, удовлетворяю­щих условию o_s„=0, в которых нор­маль л. п к профилю режущей кромки проходит через полюс профилирования (рис. 3.46, б, в). Обработка зуба коле­са по длине заготовки обеспечивается перемещением фрезы в направлении па­раллельном оси фрезы, т. е. в направ­лении продольной подачи S_np.

 

Конструкция фрезы. Червячная фреза представляет собой червяк с продольными винтовыми или прямыми стружечными ка­навками для образования передних по­верхностей зубьев и затылованными зад­ними поверхностями зубьев для образова­ния задних углов. Пересечения передних поверхностей стружечных канавок и заты- лованных задних поверхностей образуют режущие кромки. Они расположены на поверхности основного червяка, сопряжен­ного с поверхностями зубьев колеса (см. рис. 3.45).

К основным конструктивным элементам червячных фрез относятся: диаметр и дли­на фрезы, диаметр отверстия, число и форма зубьев, направление стружечных канавок, геометрические параметры, раз­меры и форма режущих кромок и др. (рис. 3.47).

 

Зуборезиые долбяки. Зуборезные дол­бяки применяют для нарезания зубча­тых колес с наружными и внутренними, с прямыми, винтовыми зубьями и с наруж­ными шевронными зубьями- Долбяки име­ют вид зубчатого ' колеса с изменяю­щимся по длине зуба, смещением исход­ного контура (высотной коррекцией); контур торца зубчатого венца является режущей кромкой. Долбяки работают по принципу обката. Изменение высотной коррекции по длине зубьев долбяка обеспечивает образование задних углов на лезвиях зубьев. Долбяки образуют зубья колеса методом огибания; профиль их зубьев (образующий инструменталь­ную поверхность) является сопряженным к профилю зубьев нарезаемого колеса; для обработки колес с эвольвентиыми зубьями он тоже имеет эвольвентную форму.

В процессе обработки ось долбяка па­раллельна оси заготовки (рис. 3.37, а). Долбяк совершает возвратно-поступатель­ное движение параллельно оси нарезаемой заготовки — главное движение D_r. Кроме того, долбяк и заготовка вращаются вок­руг своих осей, обеспечивая движения об­ката D_{w 1} и D_w о, которое образует движе ние подачи режущих кромок относитель­но обрабатываемой заготовки. Главное движение и движение обката создают результирующее движение Dp, обеспечи­вающее резание и профилирование.

 

Конструктивные особенности долбяков. Сборные и составные конструкции приме­няют для крупногабаритных долбяков и долбяков с режущей частью, оснащенной пластинами из твердых сплавов. Долбяки, оснащенные твердым сплавом, применяют для обработки колес из труднообрабатывае­мых материалов. Пластины припаивают на каждый зуб (рис. 3.44, а). Предло­жена конструкция долбяков с механичес­ким креплением зубьев 2 из твердого сплава на корпусе / (рис. 3.44, б), для центрирования твердосплавных зубьев применяют специальный сепаратор 3 [29].

Ступенчатые долбяки применяют для повышения производительности. Два или три долбяка, установленные на одной оправке, предложены В. А. Евдокимовым и С. С. Петрухиным. Нижний долбяк осуществляет черновую обработку, верх­ний— чистовую (рис. 3.44, в).

Сегментные долбяки (рис. 3.44, г) работают без процесса врезания. При обычном методе обработки процесс вреза­ния зубьев долбяка в заготовку проис­ходит при движении обката (вращении) долбяка и заготовки и при радиальном сближении их осей; это занимает до 3/4 оборота колеса. У сегментных долбяков удалено несколько зубьев, что позволяет установить долбяк и заготовку на требуе­мое межосевое расстояние и обрабаты­вать без радиальной подачи только при вращательном движении обката. Такие долбяки могут быть применены для нарезания зубьев секторов и колес с малым числом зубьев (с числом зубьев, меньшим числа зубьев долбяка).

Долбяки применяют также для нареза­ния колес с внутренними зубьями. Диа­метральные, размеры таких долбяков должны обеспечить размещение долбяка внутри отверстия заготовки. Для нареза­ния колес с малым числом зубьев эти долбяки часто приходится изготовлять хвостовой конструкции. При их проекти­ровании необходимо дополнительно про­верить условия несрезания головок зубьев нарезаемого колеса при врезании (ра­диальной подаче) и провести некоторые другие проверки [42, 44, 45).

Долбяки для колес с винтовыми и шев­ронными зубьями (см. рис. 3.37, д, е) имеют ту же конструкцию, что и прямо­зубые, но зубья у них винтовые. Перед­нюю поверхность зубьев выполняют или перпендикулярно к направлению зуба или в торцовой плоскости; в последнем слу­чае необходима специальная заточка ре­жущих кромок для получения требуемых значений передних углов. Долбяки для колес с винтовыми зубьями делают в соответствии с ГОСТ 9323—79 с углом наклона зубьев β, равным 15° и 23°.

7 Конструкции резьбообразующих инструментов. Способы образования наружных и внутренних резьб. Резьбовые фрезы и гребенки. Метчики. Плашки. Резьбовые фрезы. Резьбонарезные головки.

Наружную и внутреннюю резьбу на деталях получают следующими основными способами:

вырезанием профиля резьбы режущим инструментом;

выдавливанием профиля резьбы выдав­ливающим инструментом;

накатыванием профиля резьбы накат­ным инструментом.

Обработку резьбы резанием осущест­вляют резьбовыми резцами, гребенками, метчиками, резьбовыми плашками, резьбо­нарезными головками, резьбовыми фреза­ми, шлифовальными кругами. Процесс резания характеризуется вырезанием слоев металла по профилю впадины.

Процесс выдавливания характеризуется наличием больших сил трения, так как инструмент и деталь работают по прин­ципу нары скольжения без зазора. На этом принципе работают бесстружечные метчики для внутренних резьб и выдавли­вающие сборные плашки для наружных резьб.

Накатывание профиля резьбы осущест­вляют при силовом качении инструмента по поверхности заготовки. Накатывание отличается от выдавливания тем, что инструмент и деталь образуют пару ка­чения, а не пару скольжения, что значи­тельно уменьшает силы трения. К инстру­ментам для накатывания относятся резь- бонакатные плоские и сегментные плашки, резьбонакатные ролики, резьбонакатные головки аксиального, тангенциального и радиального типа. При выдавливании и накатывании профиль резьбы образуется за счет пластического деформирования металла.

Резьбовые фрезы. Резьбовые фрезы от­носятся к многозубым инструментам, бла­годаря чему процесс резьбонарезания ста­новится более производительным по отно­шению к резцам.

Типы фрез. По конструкции резьбовые фрезы подразделяют на следующие типы: гребенчатые цилиндрические для нареза­ния резьб неглубокого профиля с шагом 0,5—6 мм (рис. 3.13, а); дисковые для на­резания резьб крупного профиля (рис. 3.13, б); гребенчатые сборные охватываю­щие (рис. 3.13, в); головки для скорост­ного фрезерования резьбы с крупным ша­гом (рис. 3.13, г).

 

 

Гребенчатые резьбовые фрезы. Фрезеро­вание резьб в несколько раз производи­тельнее по сравнению с обработкой рез­цами, но из-за наличия кольцевых витков профиль резьбы искажается. Поэтому гре­бенчатые резьбовые фрезы применяют в основном для нарезания крепежных резьб.

Основными конструктивными элемента­ми фрез являются: диаметр фрезы, диа­метр отверстия, длина фрезы, число зубьев, форма зуба и впадины, направление стру­жечных канавок, размеры профиля резь­бы.

Дисковые фрезы. Для нарезания трапе­цеидальных резьб с крупным шагом боль­шого диаметра применяют дисковые резь­бовые фрезы (рис. 3.13, б). Фрезы выпол­няют острозаточенными с чередующимися зубьями. Для проверки профиля после перетачивания один зуб i изготавливают с полным профилем.

Охватывающие резьбовые фрезы. Для фрезерования коротких резьб применяют гребенчатые сборные охватывающие фре­зы, оснащенные круглыми гребенками (рис. 3.13, в). Гребенки 1 закрепляют в корпусе 2 звездочками 3, втулкой 4 и винтом 5. Для крепления на станке слу­жит конический хвостовик 6. Угол контак­та зубьев фрезы ф с заготовкой 7 при охватывающем фрезеровании значительно больше, чем при фрезеровании гребенча­тыми фрезами, что позволяет увеличить число одновременно работающих зубьев и, следовательно, производительность го­ловки.

Головки для скоростного фрезерования. Для обработки наружных резьб большого диаметра применяют головки для ско­ростного фрезерования, которые представ­ляют собой сборный инструмент (рис. 3.13, г), оснащенный резцами с пластинами из твердого сплава. В корпусе головки раз­мещается от 2 до 12 резцов. Центр головки 0„ смещен относительно центра заготовки О на величину Н. Резцы вступают в кон­такт с заготовкой в точке 1 и выходят из контакта в точке 2. Фрезерование произ­водится за один рабочий ход на токарном станке. Производительность обработки повышается в 2,5—3 раза по сравнению с фрезерованием дисковыми фрезами.

 

Резьбонарезные головки. Резьбонарез­ные головки представляют собой сборный инструмент сложной конструкции, оснащенный комплектом круглых гребенок (рис. 3.14, а) или плоских плашек (рис. 3.14, б, в). Головки обеспечивают высо­кую производительность благодаря приме­нению повышенной скорости резания и быстрого отвода после нарезания.

По конструкции головки подразделяют на следующие типы: по расположению пла­шек относительно нарезаемой детали — радиальные (рис. 3.14, а, в) и тангенциаль­ные (рис. 3.14, б); по кинематике движе­ния — вращающиеся для токарных полу­автоматов и невращающиеся для револь­верных и резьбонарезных станков; по виду обрабатываемой резьбы — для обработки наружных резьб и для обработки внутрен­них резьб.

Наибольшее распространение имеют самооткрывающиеся головки с круглыми гребенками. В зависимости от размеров нарезаемых резьб головки обозначают IK—5К (невращающиеся) и 1КА—5КА (вращающиеся). Резьбонарезная головка с круглыми гребенками (рис. 3.15) невращающегося типа имеет четыре круглые гребенки 1 с кольцевой резьбой, закреп­ленные винтами 2 на кулачках 3.

Последовательность перемещения гре­бенки с кулачком представлена на цикло­грамме (рис. 3.15, б). Исходное положение гребенки 1 на циклограмме обозначено точкой а. Плашки сведены, и головка движется вместе с суппортом, нарезая резьбу (участок ab). При остановке суп­порта (или остановке корпуса 4 упором) остановится хвостовик 5 (точка b). Плашкодержатель 6 под действием сил само­затягивания перемещается вперед на ве­личину Δ, сжимая пружины 7 кольцом 8, закрепленным винтами 9. Корпус 4 оста­новится, упираясь в выступ А на хвосто­вике, а плашкодержатель продолжает пе­ремещаться (участок be). В точке с, как только плашкодержатель выйдет на длину I из корпуса 4, кулачки 3 вместе с гребен­ками / под действием пружин 10, нажи­мающих на штифты 11 и шпильки 12, разойдутся, перемещаясь в точку d (учас­ток cd). Головка раскрыта, и в раскрытом состоянии она перемещается на расстоя­ние de обратного хода. В точке е вручную (или с помощью упора) плашкодержатель вдвигают в корпус 4 рукояткой 13, на ко­торую нажимает пружина 14. Корпус 4, скользя по скосам 16 кулачков 3, сводит гребенки в рабочее положение (участок циклограммы fa).

Головку можно регулировать в зависи­мости от диаметра нарезаемой резьбы. Для этого необходимо с помощью регулировоч­ных винтов поворачивать плашкодержа­тель 6 относительно корпуса 4 в направ­лении стрелки С. За счет лыски на внут­ренней поверхности корпуса 4 и затылованной поверхности на кулачке гребенка вместе с кулачком удаляется или прибли­жается к центру головки.

Режущая кромка гребенки должна уста­навливаться относительно заготовки в определенное положение, обеспечивая за­данный угол ɣ на режущем элементе, расположенном в месте перехода режущей части гребенки в калибрующую. Для этого между кулачком и гребенкой установлена двухвенцовая звездочка 15. Число зубьев на венце, который вставлен в отверстие звездочки, на один больше относительно числа зубьев малого венца.

Метчики. Метчики предназначены для образования резьбы в отверстиях. По принципу работы их подразделяют на мет­чики, образующие профиль резьбы путем снятия стружки, метчики бесстружечные, образующие профиль резьбы без снятия стружки, и метчики с режущими и выгла­живающими зубьями, образующие резьбу комбинированным способом (резанием и выдавливанием).

По конструкции и применению метчики делят на следующие типы.

3. Машинно-ручные для нарезания резьб как вручную, так и на станке (ГОСТ 3266—71); с шахматным располо­жением зубьев для обработки заготовок из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей (ГОСТ 17927—72) и для обработ­ки заготовок из легких сплавов (ГОСТ 17928—72); бесстружечные (ГОСТ 18839—73).

4. Машинные для нарезания на станке метрической резьбы диаметром 0,25— 0,9 мм; с укороченными канавками (ГОСТ 17931—72, ГОСТ 17930—72), с вин­

товыми канавками (ГОСТ 17932—72, ГОСТ 17933—72).

5. Гаечные для нарезания резьб в гай­ках на гайконарезных станках: с изогну­тым хвостовиком (ГОСТ 6951—71); бес­стружечные гаечные (ГОСТ 18840—73); с шахматным расположением зубьев для обработки коррозионно-стойких и жаро­прочных сталей (ГОСТ 17929—72); бес­стружечные с прямым хвостовиком (ГОСТ 18840—73).

6. Конические для нарезания коничес­ких резьб.

7. Метчики для круглой резьбы.

8. Метчики сборной конструкции, нере­гулируемые и регулируемые (резьбонарез­ные головки для внутренней резьбы).

9. Специальные комбинированные (сверло-метчик), ступенчатые и др.

Выбор типа метчика, определение числа метчиков в комплекте, распределение нагрузки между метчиками в комплекте, выбор схемы резания и назначение конст­руктивных элементов выполняют с учетом размеров резьбы и ее точности, вида отверстия (глухое, сквозное), материала детали и условий производства.

Конструктивные элементы метчиков, их назначение и расчет размеров. К основным конструктивным элементам метчиков отно­сятся (рис. 3.4, а): режущая (заборная) часть /; калибрующая часть 2; хвостовик 3 с элементами крепления 4, 5; форма зуба 6 и стружечной канавки 7 и их направле­ние; геометрические параметры режущей и калибрующей частей; профили резьбы метчика и его размеры.

Режущая часть предназначена для срезания слоев металла по всему контуру профиля резьбы. Калибрующая часть слу­жит для окончательного формирования профиля (первым калибрующим витком), направления и подачи метчика под дейст­вием сил самозатягивания и является за­пасом на переточку при заточке метчика по наружной поверхности режущей части. Хвостовик предназначен для передачи крутящего момента от шпинделя станка.

Режушая часть метчика срезает слои металла по генераторной (рис. 3.4, б) или профильной (рис. 3.4, в) схеме. В боль­шинстве случаев применяют генераторную схему (машинные, гаечные и другие метчики). Профильную схему применяют для калибрующих и конических метчиков.

Основные параметры режущей части: длина 1₁ режущей части от торца до нача­ла калибрующей части, угол конуса φ, длина l₂ режущей части, которая непосред­ственно участвует в резании.

Калибрующая часть. Оконча­тельные размеры и качество нарезаемой резьбы зависят от качества исполнения калибрующей части при прочих равных условиях.

Форма стружечных канавок, зубьев и их направление. Стружечные канавки служатдля размещения стружки и ее транспорти­рования, что обусловливает их направле­ние и форму. Угол ώ наклона канавок у основной массы выпускаемых метчиков равен 0^D. Для лучшего удаления стружки метчики следует делать с винтовыми ка­навками левого направления (см. рис. 3.5, б) для сквозных отверстий с целью вытал­кивания стружки из отверстий (при правом направлении резьбы) и правого направле­ния для глухих отверстий для отвода стружки из отверстий в направлении хвос­товика (см. рис. 3.5, е). Предельное зна­чение угла ώ=10...35°.

Хвостовик метчика. Для передачи крутящего момента на хвостовике делают квадрат (см. рис. 3.4, а). Диаметр х