Тех.маш.Ч

резьбы (рис. 3.15, в). Длина накатываемой этим способом резьбовой поверхности практически не ограничена.

Окружные скорости применяются от 3 до 100 м/мин в зависимости главным образом от материала заготовки.

Схема накатывания резьбы с тангенциальной подачей заготовок показана на рис. 3.15, г. Накатывание резьбы происходит при проходе заготовок между двумя роликами с постоянным межцентровым расстоянием.

Накатывание резьбонакатными головками внутренних резьбовых поверхностей (рис. 3.16) применяется для получения резьбы диаметром свыше 30 мм на заготовках из вязких материалов.

S S

S

V

V

а)

а)

б)

в)

Рис. 3.16. Схемы накатывания резьбы на внутренней поверхности заготовки

Накатывание резьбовой поверхности резьбонакатными головками осуществляется по двум схемам:

–с осевой подачей инструмента;

–с осевой и радиальной подачами.

Накатывание резьбовой поверхности по первой схеме осуществляется вращающейся трёх или четырёх роликовой резьбонакатной головкой, имеющей осевую подачу инструмента S относительно неподвижной заготовки (рис. 3.16, а) или заготовки относительно инструмента (рис. 3.16, б).

Диаметр роликов должен быть максимально возможным, но обязательно в 3–4 раза меньше диаметра резьбы обрабатываемой заготовки. Эта схема может применяться для накатывания резьбы с мелкими шагами в непрочных материалах, но чаще используется для калибрования предварительно нарезанной резьбы на ответственных деталях машин в серийном производстве.

На рис. 3.16, в приведена схема накатывания резьбы на тонкостенных заготовках с осевой подачей S головки с применением жёсткого кольца (или разжимной цанги в кольце), ограничивающего выдавливание металла в радиальном направлении, т. е. по наружному диаметру трубы.

Также для накатывания внутренних резьбовых поверхностей применяются бесстружечные метчики.

71

Накатывание внутренней резьбы бесстружечными метчиками имеет много общих технологических признаков с обычным нарезанием резьбы метчиками

(рис. 3.17).

S

Рис. 3.17. Схема накатывания резьбы бесстружечными метчиками

Поэтому почти все схемы нарезания резьбы метчиками теоретически могут быть использованы и при накатывании резьбы бесстружечными метчиками. Режущие и бесстружечные метчики имеют аналогичные движения относительно заготовки. Отличием нарезания от накатывания является то, что в первом случае резьба формируется вырезанием металла, а в другом – выдавливанием, т. е. без образования стружки (рис. 3.17, а), что позволяет решить проблему удаления стружки из глухих отверстий.

На рис. 3.17, б показано постепенное внедрение всех зубьев заборной части бесстружечного метчика в заготовку.

Важными преимуществами накатывания резьбы бесстружечными метчиками перед нарезанием резьбы являются более высокая точность обработки и меньшая шероховатость резьбы.

Наибольшая производительность обработки резьбовых поверхностей обеспечивается планетарным накатыванием.

Планетарное накатывание позволяет производить непрерывную и одновременную обработку нескольких заготовок (рис. 3.18).

Планетарное накатывание наружной резьбовой поверхности осуществляется по нескольким схемам:

–роликом-сегментом;

–роликом-кольцом;

–двумя парами роликов-сегментов при наклонной компоновке рабочего шпинделя;

–двумя парами роликов-сегментов при горизонтальной компоновке рабочего шпинделя;

–двумя парами роликов-сегментов последовательно на двух шпиндельном станке.

72

а) б)

Рис. 3.18 Схема планетарного накатывания резьбовой поверхности

Основной является первая схема (рис. 3.18, а), при которой заготовка прокатывается в направлении стрелки S между вогнутой частью резьбового сегмента и непрерывно вращающимся резьбовым роликом с частотой n.

При накатывании резьбы роликом-кольцом (рис. 3.18, б) требуется осевая загрузка заготовок в рабочую зону. Эта схема применяется для обработки заготовок типа шпилек и пробок небольшого диаметра, не имеющих головок.

Планетарное накатывание применяется и для обработки внутренней резьбы. Накатывание осуществляется с помощью закалённых мастер-валиков. Схема используется для одновременного изготовления двух резьбонакатных инструментов

– кольца и ролика до их термической обработки. Обработанные таким образом многозаходные ролики и кольца подвергаются термической обработке и используются на станках для планетарного накатывания наружной резьбы.

9. ВЫБОР МЕТОДОВ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Последовательность выбора наиболее рационального метода обработки резьбовой поверхности определяется требованиями чертежа обрабатываемой детали, заданных стандартов на точность резьбы и шероховатость её поверхности, возможностями технологического оборудования, имеющегося на предприятии.

Из возможных способов формирования резьбовой поверхности (табл. 3.1) выбирается тот, который обеспечивает наибольшую экономическую эффективность обработки с учётом стоимости оборудования и инструмента.

Если ни один из способов формирования резьбовой поверхности не в состоянии обеспечить требования чертежа, то выбирается комбинированная технология из 2-х или более операций, объединяющая технологические возможности нескольких методов.

73

					Методы нарезания резьбовых поверхностей					Таблица 3.1
Способ обработки						Размеры резьбы			Получаемая точность
резьбовой поверх-						Диаметр	Длина	Шаг	Степень	Шероховатость
	ности					резьбы,	резьбы,	резьбы,	точности	Ra, мкм
						мм	мм	мм	4–8
Точение резцами и						1–1000	6000	0,26–6		0,8–3,2
гребёнками
Вихревое			точение
несколькими				рез-		20–1000	2000	2,5–20	6–8	3,2–12,5
цами									6–8
Фрезерование				дис-		10–400	2000	2–12		3,2–12,5
ковыми фрезами									6–8
Фрезерование						20–200	70	0,5–12		3,2–12,5
групповыми фреза-
ми									2–7
Нарезание			резьбы			0,2–300	300	0,75–10		1,6–3,2
метчиками									5–8
Нарезание			резьбы			0,25–72	1000	0,08–3		3,2–12,5
плашками									1–4
Шлифование				резь-		0,5–400	6000	0,4–3		0,2–0,8
бы									6–8
Накатывание				пло-		1,5–70	250	0,2–3		0,4–1,6
скими плашками
Накатывание двумя
или	тремя		ролика-			15–250	10000	0,5–8	6–8	0,8–1,6
ми	с	продольной
подачей									2–6
Накатывание				с ра-		2–250	300	0,35–20		0,2–0,8
диальной подачей
Накатывание двумя
роликами с танген-						1–16	100	0,35–2	6–8	0,2–1,6
циальной подачей
Накатывание				внут-
ренних		резьб		резь-		30–200	200	0,5–3	4–7	0,32–1,6
бонакатными				го-
ловками
Накатывание				резь-
бы	бесстружечны-					1–52	200	0,25–2,5	2–6	0,4–1,25
ми метчиками
Планетарное				нака-
тывание		наружных				0,8–27	150	0,4–2,5	2–8	0,2–1,6
резьб

74

Из таблицы 3.1 видно, что 1…3 степень точности при обработке наружной резьбовой поверхности может быть достигнута только шлифованием или накатыванием затылованными роликами, а при обработке внутренней резьбы – шлифованием или выдавливанием метчиками.

Четвертая степень точности достигается в результате обработки резьбовой поверхности точением, резьбонарезными (только наружные резьбы) и резьбонакатными головками, планетарным накатыванием (внутренние резьбы).

Фрезерование, вихревое точение и другие виды обработки из-за присущих им специфических причин возникновения погрешностей не позволяют обеспечить точность обработки выше пятой степени. Эти виды обработки часто используются в качестве предварительной обработки резьбовой поверхности.

Данные сравнения способов формирования резьбовой поверхности по производительности свидетельствуют о значительном преимуществе методов накатывания перед методами нарезания.

По сравнению с наиболее прогрессивным способом нарезания наружной резьбы резьбонарезными головками производительность накатывания цилиндрическими роликами с радиальной подачей выше в 3 раза, накатывания аксиальными головками в 3...5 раз, тангенциальными головками в 2...7 раз, накатывания затылованными роликами в 6…10 раз, а планетарное накатывания производительнее в

28…30 раз.

Область применения точных и высокопроизводительных способов формирования резьбовой поверхности в действующем производстве обычно ограничена возможностями технологического оборудования и оснастки.

Наиболее производительные способы формообразования наружной резьбы – планетарное накатывание и накатывание затылованными роликами – имеют ограничения в применении по диаметру и длине обрабатываемой резьбы.

Планетарное накатывание используется для обработки резьбы с d = 0,8...27 мм, L < 150 мм; накатывание затылованными роликами – для резьбы с d = 3...20 мм, L < 100 мм.

Наиболее широкими возможностями среди точных способов формообразования наружной резьбы отличаются:

–накатывание аксиальными головками (d = 1,4...150 мм);

–накатывание цилиндрическими роликами с радиальной подачей (d = 2...250

мм, L = 300 мм);

–нарезание резьбонарезными головками (d = 1,5...400 мм);

–шлифование и точение.

Наибольшей универсальностью отличается обработка резьбы точением и шлифованием, тогда как фрезерование винтовыми фрезами целесообразно приме-

нять при d = 20…200 мм и L < 2 d.

Технологические возможности нарезания и пластического выдавливания внутренней резьбы метчиками превышают возможности большинства способов обработки, не уступают возможностям точения и шлифования.

75

10. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Точность резьбовой поверхности зависит от точности следующих основных элементов резьбы: угла профиля резьбы, шага резьбы, среднего диаметра резьбы, наружного диаметра резьбы и внутреннего диаметра резьбы.

Основным критерием является точность резьбы измеренная по среднему диаметру (рис. 3.19).

а)

б)

в)

Рис. 3.19. Схема измерения резьбовой поверхности микрометром: а) среднего, б) внутреннего, в) наружного диаметров резьбы

Существуют два основных метода контроля точности резьбы:

–дифференцированный (поэлементный);

–комплексный.

Дифференцированный метод контроля применяется в том случае, когда допуски точности даны отдельно на каждый параметр резьбы. При этом отдельно проверяется собственно средний диаметр, шаг и половина угла профиля.

Этот метод трудоёмок, сложен и используется главным образом для контроля точной резьбы, например калибров, резьбонарезного инструмента, специальных резьбовых деталей. Кроме того, этот метод можно использовать при исследовании причин дефектов и при наладке технологического процесса. Контроль осуществляется с использованием инструментального микроскопа и резьбового микрометра.

Комплексный метод контроля применяется для резьбовых деталей, допуск среднего диаметра которых является суммарным допуском. Он основан на одновременном контроле среднего диаметра, шага, половины угла профиля, а также внутреннего и наружного диаметров резьбы путём сравнения действительных размеров с предельными размерами.

Это достигается с помощью предельных калибров. Они подразделяются на проходные, которые имеют полный профиль резьбы и являются как бы прототипом детали с резьбовым соединением, и непроходные, контролирующие только средний диаметр и имеющие укороченный профиль. Перед контролем проверяемые детали необходимо очистить от стружки и грязи. С калибрами следует обращаться осторожно, чтобы на рабочей резьбовой поверхности не появились забоины и царапины.

76

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Балакшин, Б.С. Теория и практика технологии машиностроения / Б.С. Балакшин, – М.: Машиностроение, 1982. – 366 с.

2.Бурцев, В.М. Технология машиностроения. Т. 2. Производство машин: учебник для вузов / В.М. Бурцев, А.С. Соломенцев, О.М. Деев, – М.: Издательство МВТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 640 с.

3.Зайончик, Л.И. Проектирование и производство заготовок: текст лекций/ Л.И. Зайончик, – Челябинск: ЧГТУ, 1990. – 87 с.

4.Клепиков, В.В. Технология машиностроения: учебник / В.В. Клепиков, А.Н. Бодров, – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004. – 860 с.:ил. – (Серия «Профессиональное образование»).

5.Колесов, И.М. Основы технологии машиностроения / И.М. Колесов, – М.: Высшая школа, 1999. – 590 с.

6.Крылов, О.В. Технология двигателестроения: учебное пособие / О.В. Крылов, – Екатеринбург: УГТУ, 2000. Ч. 2 – 147 с.

7.Маталин, А.А Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по спец. тех. маш. / А.А Маталин, – Л.: Машиностроение, 1985. – 510 с.

8.Полетаев, В.А. Обработка коленчатых валов на специальных металлорежущих станках: справочник / В.А. Полетаев, В.Н. Леонов, – Инженерный журнал, 2001.

9.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, – 4-е изд., перераб. и доп., – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с., ил.

10.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп., – М.: Машиностроение, 1985. – 496 с., ил.

77