Тема 3.15. Різьбооброблючі верстати

Питання

1. Методи виготовлення різьб

2. Різьбофрезерні верстати

З Різьбонакатні верстати

4.Болтонарізні і гайконарізні верстав

1.Методи виготовлення різьб

Різьби оброблюються на верстатах загального призначення та спеціалізованих верстатах.

На станках загального призначення - токарних, свердлильних, розточних різьби виготовляються різними різальними інструментами: різцями, гребінцями, різьбонарізними та віхрьовими голівками, мітчиками і плашками.

На рисунках 52, 53, 54 зображені схеми нарізання різьби на верстатах загального призначення.

Рисунок 52 - Схеми нарізання різьби на токарних верстатах:

а - нарізання різьби різьбовим різцем; б - нарізання різьби багатониточним різьбовим різцем; в - нарізання різьби гребінкою; г - нарізання внутрішньої різьби круглою різьбовою гребінкою (1), стержневим відігнутим різцем (2), різьбовим різцем оправці (3)

Рисунок 53 - Швидкісне нарізання різьби вихровою голівкою на токарно-гвинторізному верстаті

При швидкісному нарізанні різьби вихровими голівками декількома різцями, заготовка 1 отримує повільне обертання, голівка 2 з різцями обертаються з великою швидкістю в напрямку, який протилежний обертанню заготовки. Вісь обертання голівки з різцями не співпадає з віссю обертання заготовки і тому отримується переривчасте різання. Площина, в якій обертаються різці, нахилена до вертикальної площини над кутом под'єму гвинтової лінії нарізаючої різьби.

Супорт верстата разом з голівкою отримує повздовжнє переміщення паралельно вісі заготовки на крок різьби за один оберт заготовки. Різьба нарізується за один прохід. і

Рисунок 54 - Нарізання різьби самовідкриваючимися різьбовими голівками:

а - голівка з круглими фасонними різцями; б - голівка з плоскими різцями; в - голівка з тангенціальними різцями - різці розміщені по дотичній до нарізаємої поверхні

На рисунках 55….57 зображені схеми обробки різьб на спеціалізованих верстатах.

Рисунок 55 - Схеми фрезерування різьби на різьбофрезерувальних верстатах:

а - обробка різьби дисковою профільною фрезою; б, в - обробка гребінчастою фрезою зовнішньої внутрішньої: різьби

Рисунок 56 - Обробка різьб на різьбошліфувальних верстатах:

а - циліндричним багатониточним шліфувальним колом; б - профільним однониточним шліфувальним колом радіальною подачею (врізанням); в - багатониточним шліфувальним кругом конічної різьби радіальною подачею (врізанням)

Різьбошліфувальні верстати застосовують для обробки точних різьб з високою якістю оброблюваних поверхонь і, як правило, загартованих деталей.

Рисунок 57 - Обробка різьби на різьбонакатних верстатах:

а - накатування різьби роликами; б - накатування різьби плашками

Накатування різьби відбувається шляхом пластичної деформації металу, що забезпечує цілісність волокон різьби і, тим самим, підвищує її міцність. Накатування проводять в холодному і гарячому станах.

Застосування даного способу залежить від розмірів різьби, її точності, шорсткості поверхні, форми, розмірів деталі і матеріалу, виду виробництва та інші.

2. Різьбофрезерні верстати

2.1. Призначення і область застосування

Верстати призначені для нарізання зовнішніх і внутрішніх різьб дисковими та гребінчастими фрезами. В залежності від ступеня автоматизації верстатів їх застосовують у всіх видах виробництва - від одиничного до масового.

2.2. Різьбофрезерна» верстат 5Б63

2.2.1. Призначення і область застосовування

Верстат призначений для фрезерування коротких зовнішніх, внутрішніх різьб гребінчастими фрезами в умовах серійного і масового виробництв.

2.2.2. Технічна характеристика верстата:

- найбільший діаметр заготовки, яка встановлюється над станиною - 450;

- максимальний зовнішній діаметр фрезеруємої різьби, мм - 80;

- найбільша довжина деталі, яка встановлюється в центрах, мм 710;

- найбільша довжина нарізаємої різьби, мм - 50;

- найбільший крок нарізаємої різьби, мм - 5;

- потужність двигуна головного руху, кВт - 3,0;

- потужність двигуна виробу, кВт - 1,5;

2.2.3. Основні механізми верстата і рухи (рис.58).

Гребінчаста фреза, яка встановлюється в шпинделі XXI фрезерної голівки В, отримує обертання - головний рух. Каретка фрезерної голівки В переміщується по напрямним станини А. Заготовка, закріплена в патроні бабки Б, передає обертання - кругова подача. Фрезерна голівка В має поперечну подачу до заготовки для врізання на висоту профілю різьби та повздовжню на крок нарізаємої різьби (див. схему обробки та руху, зображену на рис.55,6).

Рисунок 58 - Кінематична схема верстата 5Б63

2.2.4. Робота механізмів верстата (рис.58).

а) Привод головного руху.

Шпиндель XXI з фрезою отримує обертання від електродвигуна М2, ремінну передачу, гітару змінних коліс а-в, c-d та зубчасті передачі 33-60-36. Регулювання швидкості обертання шпинделя відбувається змінними колесами гітари.

б) Привод обертання заготовки.

Шпиндель з заготовкою отримує обертання від електродвигуна МІ, ремінну передачу зі шківами 90-236, зубчасті передачі 18-66, гітару al-ві, сі- dl, конічну передачу 20-25 та черв'ячну передачу 1-52.

Регулювання обертання шпинделя з заготовкою виробляється змінними колесами гітари а1-в1 та с1-d1.

в) Привод повздовжньої і поперечної подачі фрезерної голівки.

Повздовжня і поперечна подача голівки здійснюється від копірів 1 і 2, які отримують обертання від шпинделя з заготовкою.

Для повного нарізання різьби заготовка має зробити визначене число обертання які визначаються з рівнянь:

- повздовжня подача: n_заг= 1об.вала ••= 1,33 об або

- поперечна подача: n_заг= 1об.вала ••••= 1,31 об.

Таким чином повне обертання заготовки витрачається на формування повного профілю різьби, а 0,31 обертання - на врізання фрези в заготовку.

Повздовжній копір 1 - змінний і забезпечує фрезерування різьби завданого кроку, копір 2 поперечної подачі також змінний і забезпечує фрезерування різьби визначеного діапазону кроків різьби.

Плаваюча гайка гвинта XXVII зв'язана з кареткою фрезерної голівки через пружину 4, яка притискає каретку до копіра 1 сферичною поверхнею 3 гвинта XXVII. При цьому забезпечується переміщення каретки в осьовому напрямку на крок нарізаної різьби при нерухомому гвинті XXVII.

Вал X копіра 1 відключається від приводної ланцюга електромагнітом та муфтою МІ при повертанні копіра в вихідний стан після зробленого ним повного обертання.

Копір 2 при своєму обертанні забезпечує поперечне переміщення (врізання фрези на глибину профілю різьби). Встановлене переміщення - відвід фрези від заготовки відбувається гвинтом XV з кроком Р=5 мм.

Привід прискорено-сповільнюючого підводу і прискореного відводу фрезерної голівки.

Прискорений підвід і відвід фрезерної голівки здійснюється від електродвигуна МЗ при ввімкненій електромуфті М2 по кінематичному ланцюгу:

V_пр=1400••••••12•0,001=4,25^м/_хв

Повільний підвід фрезерної голівки копіра 1 до упору 3 здійснюється вмиканням електродвигуна МЗ і вмиканням електромуфти М2. При цьому каретка фрезерної голівки отримує уповільнене переміщення при підході фрези до деталі по кінематичному ланцюгу зі швидкістю:

V_пов=1400••••••12•0,0001=0,26^м/_хв

2.2.5. Принцип роботи верстата (рис. 58)

Оброблювана заготовка встановлюється в патроні або в центрі, а різальний інструмент - гребінчаста фреза, в шпиндель XXI фрезерної голівки. Після налагодження верстата його включають в роботу. Шпиндель з фрезою отримує обертання від електродвигуна М2, а заготовка - шарову подачу від електродвигуна МІ.

Фрезерна голівка з фрезою спочатку на прискореному, а потім на уловільненому руху підходить до заготовки. При цьому сферичний кінець з

ходового гвинта XXVII дотикається до торця кулачка 1 повздовжньої (осьовоі) подачі. Одночасно з цим фрезерна бабка з фрезою підійде до заготовки. При обертанні кулачка 1 бабка отримує повздовжню подачу і переміститься в осьовому напрямку на крок нарізаємої різьби, а від кулачка 2 бабка отримає радіальну подачу і фреза врізається в заготовку на висоту профілю різьби. Після закінчення обробки бабка з фрезою відійде від деталі в поперечному напрямку і повернеться у початковий стан. Верстат виключається і цикл закінчується: знімається деталь, встановлюється нова заготовка і вмиканням верстата цикл повторюється.

3. Різьбонакатні верстати

Інструменти для накатування можуть бути такі як плоскі плашки та різьбові ролики.

На рис. 59, а і б зображені схеми різьбонакатного верстата з плоскими плашками та різьбонакатними роликами. Рухома плашка 9 (рис. 59, а) отримує обертально-поступовий рух від електродвигуна М, клинопасову передачу dl-d2, зубчасту передачу Z1-Z2 та кривошипний механізм 3. Заготовки з бункера 4, потрапляють в зону обробки по направляючому желобу 10 за допомогою штовхача 6, який приводиться в рух від електродвигуна М по кінематичному ланцюгу для приводу рухомої плашки 9, і потім зубчасту передачу Z3-Z4, запобіжну муфту 2 і кривошипний механізм 5. Штовхач 7 безпосередньо подає заготовки в зону між рухомою плашкою 9 і нерухомою 8.

Рисунок 59 - Схеми різьбонакатування різьби на різьбонакатних верстатах:

а — плоскими плашками; б - різьбонакатними роликами

В верстатах з різьбонакатними роликами (рис. 59, а) заготовку 2 розміщують на упорі 4 між нерухомою бабкою з роликом 1 і рухомою з роликом 3. Бабка з роликом 3 швидко підводиться до заготовки і притискує її до ролика 1, відбувається накатування різьби, яке закінчується після декількох обертання від одного електродвигуна (на схемі не показано) через зубчасті передачі. Прямолінійне переміщення рухомої бабки з роликом 3 здійснюється від гідроприводу.

Перевагами накатування являються:

- висока продуктивність;

- відносна низька собівартість;

- велика міцність і стійкість накатних різьб в порівнянні з міцністю і стійкістю нарізаних різцем, фрезою та іншими інструментами.

4. Болтонарізні і гайконарізні верстати

4.1. Болтонарізні верстати

Призначені для нарізання зовнішньої різьи на болтах, шпильках та інших деталях.

На одношпиндельному болтонарізному верстаті (рис. 60), заготовку встановлюють в лещатах 4 і закріплюють маховиком 5. Лещата встановлені на супорті 3, який переміщуються по напрямним станини від ходового гвинта, який отримує обертання від шпинделя через передачі 127-в, c-d. Супорт переміщується разом з заготовкою назустріч різьбонарізній самовідкриваючій голівці 1 з тангенційними різцями. Повздовжнє переміщення супорта вмикається повертанням рукоятки 6, яка закриває маточну гайку на ходовому гвинті. Автоматична подача вмикається коли собачка упирається в регулюючий упор 8. Плашки розтискують важіль 13. При переміщенні супорта вліво кронштейн 10 находить на упор 12, який закріплений в необхідному положенні на тяги 11. Кільце звільнює плашки різьбонарізної голівки 1 і вони автоматично розсуваються. В кінці зворотного ходу супорту кронштейн 10, діючі на упор 9, переміщує тягу 11 вправо і через важіль 13 і кільце зсуває плашки голівки в робоче положення. Важелем 2 можна відкривати і закривати голівку вручну. Різьбонарізна голівка отримує обертання від електродвигуна М, пасову передачу і зубчасті передачі коробки швидкостей.

Рисунок 60 - Кінематична схема болтонарізного верстата

|4.2.Гайконарізні верстати

Нарізання різьб в гайках в багатосерійному і масовому виробництвах здійснюється на гайконарізних напівавтоматах і автоматах машинними мітчиками з прямими або вигнутим хвостовиком (рис.61).

Рисунок 61 - Схема гайконарізного автомата

Шпинделі з мітчиками 1 разом зі спеціальною голівкою 2 отримують обертання від електродвигуна М і зубчастої передачі. Заготівки, завантажені в бункер 4, Додаються до обертаючих мітчиків 1 і штовхача 5, притискуючись до нього. Штовхач 5 отримує рух від ексцентрика 6, гайки переміщуються по мітчикам і вигнутому хвостовику та викидаються в тару готових деталей.

Контрольні питання

1. Назвати і пояснити методи виготовлення різьб на верстатах загального призначення та спеціалізованих верстатах.

2. Вказати призначення і область застосування різьбофрезерувального верстата 5Б63.

3. Назвати основні механізми і рухи різьбофрезерувального верстата 5Б63 (див. рис. 58).

4. Пояснити роботу механізмів різьбофрезерувального станка 5Б63 (див. рис.58).

5. Пояснити принцип роботи різьбофрезеревального верстата 5Б63.

6. Пояснити роботу різьбонакатних верстатів при накатуванні різьби плоскими плашками і різьбонакатними роликами (див. рис. 59, а і б).

7. Вказати призначення гайкорізних верстатів і пояснити роботу при нарізанні різьби на них (див. рис. 61).

8. Пояснити роботу гайконарізного станка (див. рис. 61).

Список літератури

1. Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. – М.: Машиностроение, 1986.

2. Чернов Н.Н. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 1988.

3. Трондин К.Е. Металлорежущие стаанки. – Издательство «Высшая школа», 1975.