Конструктивные элементы внутренних протяжек

Внутренняя протяжка имеет следующие конструктивные элементы: хвостовик с длиной l₁, служит для закрепления протяжки в патроне протяжного станка и передачи силы резания, шейку длиной l₂, переходный направляющий конус длиной l₃, переднюю направляющую l₄, рабочую часть длиной l₅, которая состоит из участков длиной l₆ с черновыми зубьями, длиной l₇ с чистовыми зубьями и участка l₈ с калибрующими зубьями, заднюю направляющую часть длиной l₉ и задний хвостовик l₁₀.

На рабочей части протяжки (длина l₅) расположены черновые, чистовые и калибрующие зубья. Чистовые зубья имеют меньший подъем зуба, чем режущие. Режущие зубья предназначены для снятия основного припуска с обрабатываемой поверхности заготовки. Подъем на зуб S_z определяется в зависимости от типа протяжки и обрабатываемого материала. Форма режущих зубьев в сечении, проходящем через ось протяжки. Режущие кромки обычно расположены в плоскости, перпендикулярной к оси.

Расстояние между лезвиями режущих зубьев, то есть шаг р, является одним из основных размеров, определяющих конструктивные элементы, конструкцию протяжки и её работоспособность. Между зубьями расположены стружечные канавки. Форму и размеры зуба и стружечной канавки устанавливают исходя из условий возможности резания и образования стружки, размещения стружки в канавке и прочности зуба. Они зависят от шага зубьев р, высоты h_к стружечной канавки, ширины b спинки зуба, переднего γ и заднего α углов; основание канавки делают в форме дуги радиусом r_к. Передний угол γ принимают в зависимости от обрабатываемого материала: для стали γ = 10—20°, для чугуна γ = 5—8°. Задний угол на режущих зубьях α = 3—4°, на чистовых α = 2°, на калибрующих α = 1°. Зубья с прямолинейной спинкой применяют для материалов, дающих стружку надлома, с радиусной спинкой — для вязких материалов, дающих сливную стружку. Канавки удлиненной формы применяют при обработке отверстий, прерывистых по длине, а также при большой длине протягивания.

 

Метчики и плашки

Метчик — инструмент для нарезания внутренних резьб, представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми стружечными канавками, образующими режущие кромки. Метчик хвостовой частью крепится в вороток, рабочей частью вводится в отверстие, в котором при проворачивании воротка возвратно-поступательными движениями нарезается резьба. Рабочая часть метчика имеет режущую и калибрующую части. Задняя поверхность для исключения трения её об обрабатываемую деталь выполняется затылованной (некруглой). Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы.

При нарезании резьб часто используют комплекты из двух или трёх метчиков (чернового, среднего, и чистового), отличающихся размерами и точностью профиля; на вязких материалах (к примеру титановых сплавах) используются комплекты из пяти метчиков. Для выполнения большинства бытовых слесарных работ достаточно двух метчиков, именно такие комплекты поступают в розничную торговлю.

Различают метчики для глухих и сквозных отверстий.

Метчики изготавливаются из твёрдого сплава либо из быстрорежущей стали.

Метчики могут использоваться на токарных и сверлильных станках и обрабатывающих центрах (машинные метчики), а также для нарезания резьб вручную. Машинный метчик отличается от ручного формой заходной части. Метчик закрепляют на станке в специальном патроне (патрон с осевой компенсацией) либо обычном цанговом патроне с цангой для метчиков. Также в последнее время в качестве альтернативы патронам с осевой компенсацией стали появляться цанги с компенсацией, которые можно использовать на обычном цанговом патроне.

Для получения внутренних резьб пластическим деформированием (накатыванием) применяют бесстружечные метчики (раскатники). Их основным отличием от режущих метчиков является отсутствие стружечных канавок.

Существуют также гаечные метчики, используемые для изготовления гаек. Такой метчик имеет более длинные хвостовик и заходную (калибрующую) режущую часть.

При нарезании резьбы метчик предварительно смазывают консистентной смазкой, например, солидолом. Периодически проворачивают метчик в обратную сторону, чтобы обломить образовавшуюся стружку. Если использовать метчик не по порядку номера (например, чистовой вместо чернового), то его можно легко сломать.

Пла́шка и ле́рка — резьбонарезной инструмент для нарезания наружной резьбы вручную или машинным способом (на станке)^[1]. В настоящее время разделение на плашки и лерки перестало существовать. Ранее название плашка использовалось применительно к наборному и регулируемому резьбонарезному инструменту предпочтительно бо́льших диаметров. Термин лерка применялся для обозначения пластины с резьбовым отверстием и канавками для отвода стружки, которые использовались для изготовления более точной резьбы мелких диаметров.

Плашки предназначены для нарезания или калибрования наружных резьб за один проход. Наиболее распространены плашки для нарезания резьб диаметром до 52 мм. Плашка представляет собой закалённую гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки. Как правило, на плашках делают 3-6 стружечных отверстий для отвода стружки. Толщина плашки 8-10 витков. Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса. Длина заборной части 2-3 витка. Плашки выполняются из легированных сталей (9ХС, ХВСГФ), быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8), а в последнее время — и из твёрдых сплавов. На них маркируется обозначение и степень точности нарезаемой резьбы, марка стали (9ХС не указывается).

Виды плашек: цельные, разрезные и раздвижные (клупповые). В зависимости от формы наружной поверхности плашки бывают круглые, квадратные, шестигранные, призматические.

Круглые плашки — закрепляют для работы в воротках стопорными винтами или крепят в резьбонарезных патронах. Для этого на наружном цилиндре плашки существуют конические углубления и угловой паз. Последний позволяет разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке и частично регулировать по диаметру. Для круглых разрезных плашек применяют воротки с пятью винтами, с помощью которых регулируют диаметр нарезаемой резьбы.

Цельные плашки — благодаря своей высокой жёсткости дают возможность получить резьбу высокого качества (метрическую, коническую), но обладают небольшой износостойкостью.

Раздвижные плашки — устанавливают в клуппах, имеющих для этой цели специальные направляющие. Плашка состоит из двух частей закрепляемых в рамке клуппа сухарём и винтом. Этим винтом регулируют диаметр нарезаемой резьбы. К клуппу прилагается набор плашек, который позволяет изготавливать резьбы разных размеров.

Разрезные плашки — могут немного пружинить, изменяя диаметр нарезаемой резьбы на 0,1-0,3 мм. Из-за малой жёсткости разрезные плашки не дают чистой и точной резьбы.

Виды токарных работ.

Различают следующие основные виды токарных работ: 1) обточка цилиндрических поверхностей; 2) подрезка торцов и уступов; 3) сверление, зенкерование, развертывание, нарезание метчиком резьб и центровка обтачиваемых деталей; 4) расточка цилиндрических поверхностей; 5) нарезание резьбы; 6) коническая обточка и расточка; 7) обточка фасонных поверхностей.

Обточка цилиндрических поверхностей. В зависимости от длины обрабатываемой детали ее обточку можно производить двояко: в центрах в случае длинных деталей или в патроне при небольшой длине детали. На фиг. 456 показана обточка в центрах. В тех случаях, когда длина детали составляет 12 диаметров ее и более, во избежание прогиба детали применяют приспособление, называемое люнетом.

Сверление, зенкерование, развертывание, нарезание метчиком резьбы и центровка. Для получения на токарных станках отверстий и их обработки применяют сверла, зенкеры, развертки и метчики, закрепляемые в задней бабке с помощью различных приспособлений. На фиг. 460 показаны различные виды обработки отверстий на токарных станках. Как видно из фигуры, крепление детали при таких работах производят в патронах; передвижение инструмента осуществляется вручную передвижением шпинделя задней бабки.

Для крепления деталей на центрах в торцах деталей до установки их на станок делают углубления. Операция образования центровых углублений называется центровкой.

Расточка цилиндрических поверхностей. Расточка внутренних поверхностей деталей подразделяется на расточку сквозных и глухих отверстий (фиг. 461, а и б). Закрепление деталей при этих работах производится в патроне.

Нарезание резьбы. На токарных станках нарезание внутренней резьбы можно производить при помощи метчика (фиг. 460, г) или резцами (фиг. 462). При нарезании резцами продольную подачу осуществляет резец 1, а деталь 2, закрепленная в патроне, вращается. Профиль резьбового резца должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы—это значит, что угол при вершине резца для метрической резьбы должен быть равен 60°, а для дюймовой 55°. Для сохранения профиля резца после переточек передний угол его делают равным 0°. На фиг. 463 дана схема нарезания наружной резьбы резцом.

 

При нарезании наружной резьбы резцу сообщается движение подачи, а движение резания — детали. Подача резца при нарезании резьбы равна шагу нарезаемой резьбы. Если процесс ведут на станке, имеющем коробку подач, и если шаг нарезаемой резьбы будет равен подаче, осуществляемой коробкой подач, то в этом случае настройка станка будет сводиться к установке рукояток, показанных в таблице подач, обычно помещаемой на кожухе. Если же нарезку ведут на станке, не имеющем коробки подач, или на станке с коробкой подач, табличные данные подачи которой не совпадают с требуемым шагом резьбы, то в этих случаях применяют сменные зубчатые колеса. Нарезание резьбы является одним из сложных видов токарных работ, требующим специальных знаний в части подсчетов сменных зубчатых колес.

 

Токарное приспособление.

Патроны

 

При обработке коротких деталей применяют патроны с четырьмя, тремя и двумя закрепляющими деталь кулачками. На фиг. 459, а показан простой четырехкулачковый патрон, в котором кулачки 1, 2, 3 и 4 расположены крест-накрест. На фиг. 459, б показан трехкулачковый самоцентрирующийся патрон внутреннее устройство которого показано на фиг. 459, в. На фиг. 459, г показан двухкулачковый патрон.

Двух- и четырехкулачковые патроны применяют при обработке деталей различных конфигураций, а трехкулачковый самоцентрирующийся — только при обработке цилиндрических деталей.

Кроме описанных патронов с ручным зажимом деталей, применяют также патроны с гидравлическим или пневматическим приспособлением для зажима деталей.

Подрезка торцов и уступов. При выполнении этих работ деталь можно закреплять в центрах и патроне одновременно. Выбор способа закрепления определяется габаритами детали.

Центры

Для установки и закрепления на станке заготовок валов, длина которых превышает диаметр в 5 и более раз, обычно используют токарные центры. Торцы валов для установки их в центрах должны иметь центровые отверстия.

Конструкции токарных центров показаны на рис. 46.

Жесткий опорный центр (рис. 46, а) имеет рабочую часть 1 с углом 60° при вершине. Хвостовая часть 2 имеет малую конусность (конус Морзе от 1 до 6). Хвостовик 3 центра имеет диаметр меньше наименьшего диаметра конуса хвостовой части, что устраняет заклинивание конуса при выбивании центра из гнезда.

Центр, показанный на рис. 46, б, служит для установки заготовок малого диаметра — до 4 мм. У таких заготовок вместо центровых отверстий делаются наружные конические поверхности с углом в 60°, которыми они устанавливаются в отверстие 1 центра. Такие центры называют обратными.

Полуцентр, вырез 1 которого дает возможность полностью обрабатывать торец заготовки, изображен на рис. 46, в. Устанавливают полуцентр только в заднюю бабку.

Центр со сферической рабочей частью 1 показан на рис. 46, г. Центр дает возможность устанавливать заготовки с некоторым перекосом оси заготовки к оси центров станка.

Рифленая рабочая поверхность центра, показанного на рис. 46, д, дает возможность обрабатывать заготовки с большим центровым отверстием без поводкового патрона.

Обычный, или жесткий, опорный центр применяют при сравнительно невысокой частоте вращения шпинделя (до 120 об/мин), так как между заготовкой и рабочим конусом центра возникает трение, что может привести к быстрому нагреву и износу центра.

Работа с повышенной частотой вращения шпинделя ведется на износостойких центрах, у которых на рабочий конус наплавлен слой твердого сплава или впаян твердосплавный наконечник (рис. 46, е).

Работа с высокой частотой вращения вызывает необходимость в установке вращающегося заднего центра (рис. 46, ж). Шпиндель 1 центра установлен в подшипниках 2, 3, 5, расположенных в корпусе 4.

Для уменьшения трения между заготовкой и задним центром применяют центр с постоянной смазкой (рис. 46, з). При установке вала коническая поверхность его центрового отверстия нажимает на несколько выступающий конец плунжера 2 с пружиной 3 и масло из масленки 1 через канал 6 корпуса 4 и канавку 5 поступает к трущимся поверхностям.

Наружные поверхности с большим центральным отверстием можно обрабатывать, используя передний центр с рифленой поверхностью рабочего корпуса.

Хомутики

Для передачи вращения от шпинделя к заготов­ке, установленной в центрах, применяют повод­ковые устройства. Простейшее из них — то­карный хомутик (рис. 1, а, б). Отогну­тый хвостовик хомутика входит в радиальный паз планшайбы, закрепленной на шпинделе станка. Вращаясь вместе со шпинделем, план­шайба 1 увлекает за собой хомутик 3, а вместе с ним установленную в центрах 2 и 4 заготовку. Применяют также хомутики с прямыми хвос­товиками, для работы с ними используются поводковые планшайбы, у которых роль повод­ка выполняют палец или планка (рис. 2, я, б). Работа с хомутиком представляет определен­ную опасность: возможны случаи захвата хвос­товиком хомутика одежды рабочего. Поэтому в целях безопасности применяют планшайбы с защитными кожухами (безопасные планшай­бы) (см. рис. 2). Чтобы не повредить поверх­ность зажимаемой заготовки, на нее надевают разрезную втулку или под зажимной болт подкладывают резину.

Рис. 1. Применение хомутика(а), схема обозначения(б). 1-планшайба, 2-передний центр, 3-хомутик, 4-задний центр, 5-шпиндель

 

Рис. 2. Безопасные планшайбы. а-с поводковым пальцем, б-с поводковой плашкой. 1-планшайба, 2-хомутик, 3-поводок (палец или плашка)Рис. 3. Самозажимной поводковый хомутик. 1-кольцо, 2-ось, 3-пружина, 4-поводок.

 

Для сокращения времени на установку, и снятие хомутика применяют быстродействующие и самозажимные хомутики. Основной деталью самозажимного поводкового хомутика является кольцо 1 (рис. 3), которое надевают на заго­товку, установленную в центрах. При включе­нии шпинделя планшайба воздействует на по­водок 4, который, поворачиваясь на оси 2, захватывает заготовку рифленой рабочей по­верхностью. При резании этот хомутик тем надежнее зажимает заготовку, чем больше сече­ние стружки.

Рис. 3. Самозажимной поводковый хомутик. 1-кольцо, 2-ось, 3-пружина, 4-поводок.

Оправки