книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

Рис. 8.12. Патроны для крепления метчиков: а – плавающий; б – компенсирующий

Для нарезания резьбы в гайках на гайконарезных автоматах применяют машинные метчики с изогнутым хвостовиком (рис. 8.13). Применение таких метчиков

ренней резьбовой поверхностью. При навинчивании плаш- ки на цилиндрическую поверхность происходит нарезание резьбы. Этот метод нарезания резьб малопроизводителен, так как требует дополнительного времени для свинчивания при обратном ходе инструмента.

161

В серийном и массовом производстве вместо плашек применяют самооткрывающиеся резьбонарезные головки, которые по конструкции разделяют на три вида: с плоски- ми, тангенциальными и круглыми резцами (рис. 8.14).

Рис. 8.14. Схемы работы гребенок в резьбонарезных головках

В зависимости от расположения гребенок различают следующие типы резьбонарезных головок: с радиальным расположением гребенок для точных резьб (см. рис. 8.14, а); с тангенциальным расположением гребенок для менее точ- ных резьб (см. рис. 8.14, б); с круглыми (дисковыми) гребен- ками для точных резьб (см. рис. 8.14, в).

При нарезании резьб метчиками, плашками и резьбо- нарезными головками обеспечивается точность по 6–8-му квалитету и шероховатость поверхности Ra = 1,25…2,5 мкм.

8.4. Фрезерование резьбы

Для фрезерования наружных и внутренних резьб применяют дисковые и гребенчатые (групповые) фрезы.

Дисковые фрезы применяют для нарезания длинных резьб с большим шагом и крупным профилем. Нарезание дисковой фрезой производится за один проход, для очень крупных резьб – за два или три прохода. Профиль диско- вой фрезы соответствует профилю нарезаемой резьбы; ось фрезы располагается под углом α, равным углу наклона резьбы (рис. 8.15, а). Дисковые фрезы применяют симмет-

162

ричные (рис. 8.15, б) и несимметричные (рис. 8.15, в). При этом вращение фрезы является рабочим движением реза- ния, а вращение детали – движением круговой подачи.

Рис. 8.15. Схема фрезерования резьбы дисковыми фрезами:

а– смещение осей фрезы и нарезаемой детали; б – фреза сим- метричного профиля; в – фреза несимметричного профиля

Фрезерование резьб гребенчатой фрезой применяют для получения коротких наружных и внутренних резьб

(рис. 8.16).

Рис. 8.16. Схема фрезерования резьбы гребенчатыми (групповы- ми) фрезами: а – наружной резьбы; б – внутренней резьбы

Гребенчатая (групповая) фреза представляет собой набор дисковых фрез. Ширина набора фрез делается на 2–3 нитки больше длины резьбовой части детали. Цикл нарезания резьбы равен 1,25 оборота детали.

При нарезании резьбы фрезу устанавливают на суп- порте резьбофрезерного станка параллельно оси детали. Фреза получает вращательное движение резания и продоль-

163

ную подачу. Деталь, закрепленная в патроне станка, получа- ет медленное вращательное движение подачи. За полный оборот детали фреза перемещается на величину шага резьбы. В первоначальный момент фреза врезается в заготовку на полную глубину резьбы, а затем за 1,25 оборота детали пол- ностью нарезается. Дополнительные 0,25 оборота детали предусмотрены для перекрытия врезания фрезы в заготовку.

Производительность резьбофрезерования гребенча- той (групповой) фрезой во много раз выше, чем обработка резцом, и обеспечивает стабильное качество поверхности и точность обработки. При фрезеровании резьб обеспечи- вается точность по 6–7-му квалитету и шероховатость по- верхности Ra = 0,32…0,63 мкм.

8.5. Шлифование резьбы

Шлифование резьбы применяют при изготовлении за- каленных изделий с точной резьбой. Шлифование резьбы можно осуществить однониточным и многониточным шли- фовальными кругами. Шлифование резьбы однониточным шлифовальным кругом применяют для получения наружных и внутренних резьб (рис. 8.17).

Рис. 8.17. Шлифование резьбы однониточным кругом: а – схема шлифования: 1 – шлифовальный круг, 2 – деталь; б – правка кру- га: 1 – шлифовальный круг, 2 – державка с алмазом

164

Шлифование однониточным кругом 1 осуществляет- ся при продольном перемещении детали 2. Однониточные шлифовальные круги правят одним или двумя алмазами при помощи специального приспособления для правки. Обработка однониточным кругом дает более точную и чис- тую резьбу, чем при обработке многониточным кругом.

При многониточном врезном шлифовании (рис. 8.18, а) длина шлифуемой резьбы на детали должна быть меньше ширины шлифовального круга на 3–4 шага резьбы.

Рис. 8.18. Шлифование резьбы многониточным кругом: а и б – схемы шлифования: I и II – соответственно начальное и конечное положения шлифовального круга; в – заправка многониточного шлифовального круга под углом α; г – ролик для накатывания кольцевой резьбы на шлифовальном круге

Шлифование производится методом врезания на пол- ную глубину профиля при наличии медленного вращения

165

заготовки. Профилируют многониточные шлифовальные круги путем накатывания на круге винтовой поверхности стальным или алмазным роликом (рис. 8.18, г).

Для нарезания длинных резьб применяют многони- точное шлифование с продольной подачей (рис. 8.18, б). Заборный конус на многониточном шлифовальном круге создает условие чернового, получистового и чистового шлифования (рис. 8.18, в). В массовом производстве шли- фование резьбы производят многониточным кругом мето- дом бесцентрового шлифования. Однако этим методом можно шлифовать только наружную резьбу.

При шлифовании резьб обеспечивается точность по 5–7-му квалитету и шероховатость поверхности

Ra = 0,16…0,63 мкм.

8.6. Полирование резьбы

Полирование резьбы осуществляют так же, как поли- рование поверхностей вращения и плоских поверхностей.

Целью полирования является снижение шероховато- сти поверхности резьбы. Полирование не исправляет де- фекты формы и размеров, полученные на предыдущих операциях.

При полировании резьб достигается шероховатость поверхности Ra = 0,04…0,32 мкм.

8.7. Накатывание резьбы

Накатывание резьбы осуществляется при помощи давления, а не резания металла. При этом методе волокна металла не перерезаются, а деформируются под действием резьбонакатных плашек или роликов, выступы которых вдавливаются в обрабатываемый металл. Полученная резь- ба имеет ровную, чистую и упрочненную поверхность.

166

Материал изделия весьма сильно влияет на качество резьбы: высокое качество резьбы получается на изделиях из пластичного материала.

Накатывается резьба в холодном состоянии. Резьбу можно накатывать двумя способами:

1)плоскими накатными плашками;

2)накатными роликами.

Накатывание плоскими накатными плашками осуще- ствляется следующим образом. Плашка 1 (рис. 8.19) непод- вижна, а подвижная плашка 2 установлена на ползуне, со-

Рабочая поверхность пла- шек имеет прямолинейную резьбу с профилем и углом

подъема, соответствующими профилю и углу подъема на- катываемой резьбы. Помещенная между плашками цилин- дрическая заготовка в результате перемещения подвижной плашки 2 переходит из первоначального положения 3 в конечное положение 4 и при этом вследствие деформа- ции металла приобретает резьбовую поверхность. Непод- вижная плашка 1 имеет заборную часть, захватывающую заготовку и формирующую профиль резьбы, калибрую- щую часть и сбег, обеспечивающий плавный выход заго- товки из плашек. Подвижная плашка может изготавли- ваться без заборной части.

При работе плоскими плашками возникают большие давления, поэтому этим способом нельзя накатывать резь- бы на пустотелых заготовках, имеющих низкую жесткость. Для накатывания резьбы плоскими плашками применяются специальные станки, имеющие ползун, на котором крепит-

167

ся подвижная плашка. В зависимости от конструкции стан- ка ползун с плашкой совершает возвратно-поступательное движение в вертикальной, горизонтальной или наклонной плоскости.

Число прокатываний заготовки между плашками, как правило, равно единице. При особо глубокой резьбе, боль- шом шаге резьбы и т.п. для образования полного профиля резьбы приходится прокатывать заготовку между плашка- ми два раза.

Плоскими плашками накатывают болты, винты и ре- же – шурупы 8–9-го квалитетов точности при числе возврат- но-поступательных двойных ходов ползуна в минуту от 120 до 150. Более точные резьбы накатываются при 30–40 двой- ных ходах в минуту. На станках, работающих плоскими плашками, можно накатывать резьбу от 2 до 25 мм и длиной до 125 мм из цветных металлов и сплавов, а также конструк- ционных сталей σв < 60 кгс/мм2 (600 МПа).

Эти ограничения сужают область применения про- цесса накатки резьбы плоскими накатными плашками на машиностроительных заводах. В практике наибольшее распространение получил процесс накатывания резьбы круглыми вращающимися роликами (рис. 8.20).

Накатывание резьбы диаметром от 5 до 25 мм одним роликом (рис. 8.20, а) применяется на токарных и револь- верных станках и автоматах. Заготовка 1 зажимается в па- троне или цанге станка, а резьбовой ролик 2 – в держав- ке 3, устанавливаемой в суппорте 4, или в револьверной головке станка.

На ролике 2 резьба направлена противоположно по сравнению с накатываемой резьбой заготовки, то есть правая резьба накатывается роликом с левой резьбой, и наоборот. Средний диаметр ролика и число заходов резьбы должны быть кратными тем же параметрам накатываемой резьбы.

168

Рис. 8.20. Накатывание резьбы роликами: а – одним роликом; б – двумя роликами с винтовыми витками; в – двумя роликами с кольцевыми витками, наклоненными под углом подъема резьбы

Накатывание одним роликом часто вызывает изгиб заготовки из-за односторонней радиальной силы, возни- кающей при накатывании.

Наибольшее распространение получил способ накатывания резьбы двумя роликами (рис. 8.20, б). Заготовка 1 помещается на направляющей планке 2, расположенной меду роликами 3. Оба ролика вращаются

водну сторону, причем один из роликов получает ра- диальную подачу (по стрелке А).

Значительно реже накатывают резьбу тремя ролика- ми. Радиальная подача в этом случае дается одновременно всем трем роликам, причем не требуется никаких опор. Скорость вращения роликов изменяется от 12 до 100 м/мин

взависимости от диаметра резьбы, ее точности и материала заготовки. При накатывании роликами можно получить точность 7–8-го квалитетов. Автоматы, накатывающие резьбу роликами, производительнее, чем автоматы, рабо- тающие плоскими плашками.

169

Накатывание резьбы может осуществляться ролика- ми с кольцевыми витками. В этом случае оси роликов на- клонены к оси заготовки под углом подъема резьбы (см. рис. 8.20, в). Длина накатываемой резьбы практически не ограничена. Накатывание резьбы с продольной подачей применяется для резьб треугольного, трапецеидального, а иногда – круглого профиля диаметром до 100 мм.

Окружные скорости применяются от 3 до 100 м/мин в зависимости, главным образом, от материала заготовки (чем меньше σв, тем больше скорость). Роликами можно накатывать резьбы на деталях из термически обработанных сталей σв = 120 кгс/мм2 (1200 МПа) и НRC ≤ 40.

Резьбы точнее 7-го квалитета можно получить при работе с принудительной подачей вместо самозатягивания.

Способ накатывания резьбы роликами существенно отличается от условий работы плоскими плашками, обла- дает более широкими возможностями и значительно чаще используется в производстве, чем способ накатывания резьбы плоскими плашками.

170