Содержание
Образование и классификация резьб
Резьба представляет собой винтовую канавку определенного профиля, прорезанную на цилиндрической или конической поверхностях. На токарных станках ее выполняют посредством двух равномерных движений — вращения заготовки и поступательного перемещения режущего инструмента вдоль ее оси.
Применяемые резьбы можно разделить на ряд групп:
1) по расположению — на наружные и внутренние;
2) по назначению — на крепежные и ходовые;
3) по форме исходной поверхности — на цилиндрические и конические;
4) по направлению — на правые и левые;
5) по форме профиля — на треугольные, прямоугольные, трапецеидальные, круглые;
6) по числу заходов — на одно и многозаходные.
Крепежные резьбы чаще всего имеют треугольный профиль.
Они используются для соединения различных деталей.-
Ходовые резьбы служат для преобразования вращательного движения в поступательное. К ним относятся резьбы с трапецеидальным и реже прямоугольным профилем.
Конические резьбы обеспечивают высокую герметичность соединения и поэтому применяются в местах, находящихся под повышенным давлением жидкостей и газов.
У правых резьб винтовая канавка имеет направление по ходу часовой стрелки (если смотреть с торца детали), у левых — наоборот.
Однозаходными называются резьбы, имеющие одну винтовую канавку. В многозаходных резьбах выполнено несколько параллельных винтовых канавок, равномерно расположенных по окружности. Число заходов резьбы можно определить по количеству начал винтовых канавок на торце детали.
Нарезание резьб круглыми плашками
1. Область применения и инструменты.
Круглые плашки применяются для нарезания наружных резьб треугольного профиля на деталях, к которым не предъявляют высоких требований соосности резьбы с другими поверхностями. Пределы выполняемых резьб ограничиваются механическими свойствами обрабатываемого металла. Так, например, на токарных станках’ круглыми плашками нарезают резьбы на стальных деталях с шагом примерно до 2 мм. Для более мягких цветных металлов этот предел может быть увеличен. Резьбы с крупным шагом предварительно прорезают резцом, а затем калибруют плашками.
Круглые плашки (рис. 118, а) по внешнему виду напоминают гайку, в которой для создания режущих кромок просверлены стружечные отверстия (от 3 до 8 в зависимости от размера).
Рабочая часть плашки для цилиндрических резьб состоит из трех участков: двух крайних — режущих и среднего — калибрующего. Режущие части плашки конические с углом конуса 2ф = 50—60°. Калибрующая часть цилиндрическая, Она придает резьбе окончательные размеры и обеспечивает направление плашке в процессе резания.
Геометрическая форма зуба плашки создается передним углом у который выполняют заточкой в пределах 15—20° (для плашек централизованного изготовления). При резании твердых металлов его рекомендуется уменьшать до 10—12°, а для мягких — увеличивать4 до 20—25°. Задний угол а выполняют затылованием только на режущих частях в пределах 6—8°.
Для крепления в плашкодержателе или резьбонарезном патроне на наружной поверхности плашки предусмотрены конические углубления и угловой паз. Угловой паз плашки позволяет при необходимости
разрезать плашку шлифовальным кругом по перемычке (рис. 118, б) и регулировать ее диаметр в пределах 0,1— 0,3 мм.
Круглые плашки общего назначения изготавливаются для следующих резьб: метрических с крупным шагом Ml — М68; метрических с мелкими шагами М1Х0,2 — М135Х6; дюймовых 1/4—2″; трубных 1/8—1l/2″. Плашки должны обеспечить нарезание резьб 2-го класса точности.
Плашки для конических резьб более широкие и имеют только одну режущую часть со стороны большего диаметра. Особенность работы плашек состоит в том, что в процессе прорезания винтовой канавки участвует не только режущая, но и калибрующая часть.
Такие плашки изготавливаются для резьб от 1/16″ до 2″.
Плашки выполняются из легированной стали 9ХС или быстрорежущих сталей Р9 и Р18. На плашках маркируются обозначение резьбы, класс точности (только 3-й), марка стали (9ХС не указывается), буква Л для левых резьб.
2. Приемы нарезания резьбы плашкой.
Перед нарезанием заготовка чисто обтачивается до размера на 0,1—0,4 мм меньше наружного диаметра резьбы. Большое занижение диаметра заготовки следует выполнять для резьб с большим шагом и более пластичных обрабатываемых металлов. Это делают с целью предотвращения срыва вершинок резьбы вследствие частичного выдавливания металла при резании. Для лучшего центрирования плашки на конце заготовки протачивают небольшую фаску под углом 30—40° к оси.
Процесс нарезания цилиндрических резьб плашками имеет некоторые особенности. После того как плашка врежется в заготовку примерно на половину своей ширины, резьба нарезается самозатягиванием. Это означает, что для дальнейшего продвижения плашка не нуждается в принудительной подаче и навинчивается на заготовку, как гайка на винт. Однако в момент врезания плашку необходимо подавать на заготовку равномерным усилием. При этом величина подачи должна быть примерно равна шагу резьбы. В противном случае может произойти срыв первых витков.
Кроме того, во время врезания важно совместить плашку с осью заготовки. Этому до некоторой степени помогает центрирующая фаска на заготовке. Если плашка врежется с переносом, профиль нарезаемой резьбы исказится или произойдет срыв витков.
Нарезание резьб плашками на токарных станках выполняют с помощью резьбонарезных патронов, одна из конструкций которых приведена на рис. 119.
Плашкодержатель 1 и цилиндрическая оправка с конусным хвостовиком 4 соединены подвижно в осевом направлении призматической шпонкой 8, закрепленной винтом 7 в пазу держателя. На цилиндрической части оправки выполнен продольный паз, оканчивающийся кольцевой канавкой 9, в которой установлен подпружиненный упор 10 одностороннего действия.
Врезание плашки в заготовку осуществляется подачей держателя 1 вперед поворотом рукоятки 3 с эксцентриком 5. Затем при самозатягивании инструмента держатель скользит по оправке. В конце нарезания резьбы шпонка 8 заскакивает в кольцевую канавку 9 и держатель, увлекаемый плашкой, свободно проворачивается
При включении обратного вращения шпинделя шпонка останавливается упором 10 против паза оправки, входит в него и позволяет держателю продвигаться назад во время свинчивания плашки.
Патрон настраивается на длину нарезаемой резьбы установкой указателя 2 в необходимое положение по шкале, нанесенной вдоль паза держателя. Сквозной вырез 11 в держателе предназначен для очистки патрона от стружки. Для крепления в патроне плашек меньших размеров в посадочное отверстие держателя 1 устанавливают специальные переходные кольца.
Нарезание резьбы плашкой обычно ведется за одну установку непосредственно после подготовки заготовки под резьбу. Для этого следует: 1) убедиться, что пиноль задней бабки и шпиндель станка соосны; 2) установить заднюю бабку возможно ближе к заготовке и закрепить на станине; 3) закрепить плашку в резьбонарезном патроне и установить в пиноль задней бабки; 4) настроить резьбонарезной патрон на требуемую длину нарезания по первой заготовке из партии.
После выполнения подготовительных действий плашку подводят к вращающейся заготовке ручной подачей, производят равномерный поджим до нарезания 2—3 полных витков резьбы. После этого подачу прекращают, так как дальнейшее нарезание осуществляется самозатягиванием. Конические резьбы нарезаются с принудительной подачей почти на всей длине обработки. В конце резания
станок переключают на обратное вращение шпинделя и свинчивают плашку.
Иногда приходится нарезать длинные резьбы, выполнить которые при помощи резьбонарезного патрона невозможно. В таком случае плашку можно закрепить в слесарном плашкодержателе (рис. 120, а) и производить нарезание, как показано на рис. 120, б. Плашкодержатель удерживают левой рукой за рукоятку, которую опирают на верхние салазки суппорта или стержень, закрепляемый продольно в резцедержателе. Включив вращение шпинделя, правой рукой вращают маховичок задней бабки и пинолью подают плашку вперед. Убедившись, что конус режущей части плашки совместился с центрирующей фаской заготовки, производят врезание на 2—3 полных витках с принудительной подачей. После чего поджим плашки прекращают, так как нарезание продолжается самозатягиванием. По окончании нарезания включают обратное вращение шпинделя для свинчивания плашки. Если резьба нарезается до уступа, вращение шпинделя следует выключать, когда до окончания нарезания остается несколько витков, которые затем дорезают вручную.
Для нарезания резьб плашками рекомендуются следующие скорости
по стали 2—4 м/мин; по цветным металлам — 8—12 м/мин.
Нарезание следует выполнять с применением смазывающе-охлаждающих жидкостей: для сталей — эмульсии или сульфофрезола; для алюминиевых сплавов— керосина.
Нарезание резьб метчиками
1. Область применения и инструменты. Метчики, выпускаемые
централизованно по действующим стандартам, предназначены для нарезания внутренних крепежных резьб.
По форме они делятся на цилиндрические и конические; по назначению—на ручные, машинно-ручные и гаечные; по числу инструментов— на одинарные и комплектные (из 2—3 штук).
Комплектные метчики используются для последовательного нарезания всех предусмотренных резьб ручным способом и машинным— резьб с крупным шагом свыше 3 мм и в труднообрабатываемых металлах.
Метчик для цилиндрических резьб (рис. 121) состоит из рабочей части и хвостовика. Рабочая резьбовая часть с продольными или реже винтовыми стружечными канавками в свою очередь делится на режущую (коническую) и калибрующую (цилиндрическую) части. Для уменьшения трения калибрующая часть снабжена небольшим обратным конусом 0,05—0,1 мм на 100 мм длины, который выполняется по всему резьбовому профилю.
Цилиндрический хвостовик оканчивается квадратом или лысками для передачи усилия резания.
С целью создания нормальных условий резания зубьям метчика придают определенную геометрическую форму заточкой. Задний угол а на режущей части создают затылованием по наружному диаметру в пределах 6—10°. Передний угол имеет одинаковую величину на всей длине рабочей части. Его выполняют в зависимости от свойств обрабатываемого материала: для сталей 5—15°; для чугуна • и бронзы 0—5°; для легких сплавов 25—30°. Большие значения в указанных пределах принимают для более мягких материалов.
Метчики для цилиндрических резьб выпускаются четырех степеней точности: С, Д, Е и Н. Метчики первых двух степеней точности имеют шлифованный профиль и позволяют нарезать резьбы со-
ответственно 1-го и 2-го классов точности. Резьбы 3-го класса точности нарезаются метчиками со степенями точности Е и Н.
На рис. 122 изображены основные типы метчиков.
Ручные метчики (рис. 122, а) используются для нарезания резьб вручную в сквозных и глухих отверстиях. Иногда их применяют для аналогичных работ на токарных станках. Такие метчики выпускаются комплектами из 2—3 штук. Для распределения нагрузки в комплекте у чернового и среднего метчиков наружный и средний диаметры занижены и удлинена режущая часть соответственно до 6 и 4 ниток. Чистовой метчик имеет полный профиль резьбы и короткую режущую часть — 2 нитки.
Порядковый номер метчика в комплекте (кроме чистового) обозначается рисками на хвостовике (см. рис. 122, а).
Ручные метчики предусмотрены для нарезания следующих резьб: метрических — до М52; дюймовых — до 2″; трубных — до 1 1/2″. Их изготавливают из сталей У10А — У12А со степенью точности Е и Н.
Машинно-ручные метчики (рис. 122, б) предназначены для нарезания резьб в сквозных и глухих отверстиях машинным способом всех предусмотренных размеров и ручным—с шагом до 3 мм включительно; Они изготавливаются двух видов: одинарные для сквозных отверстий с длиной режущей части 6 ниток и для глухих отверстий — 3 нитки; комплектные из 2 штук с числом ниток на режущей части 6 и 2;
На хвостовике такие метчики имеют радиусную канавку для крепления в резьбонарезном патроне.
Машинно-ручные метчики изготавливаются из стали Р18 по степеням точности С и Д и предназначены для резьб: метрических — до М52; дюймовых и трубных — до 2″.
Гаечные метчики (рис. 122, в) применяются для нарезания резьб за один проход в гайках и сквозных отверстиях глубиной не более диаметра. Они отличаются удлиненной режущей частью (12 ниток) и длинным хвостовиком для нанизывания гаек с целью экономии времени на вывинчивание метчика из
отверстия. Изготавливаются из стали Р18 по степеням точности С и Д для резьб: метрических— до диаметра 52 мм,, дюймовых—до 1 1/4.
Конические резьбы до 2″ нарезаются коническими метчиками (рис. 122, г) за один проход. Калибрующая часть их участвует в резании, поэтому ее затылуют по профилю для создания заднего угла. Материал конических: метчиков — быстрорежущая сталь Р18.
На хвостовике: метчиков маркируются обозначение резьбы, номер метчика в комплекте (кроме чистового) посредством рисок, степень точности и марка стали.
2. Приемы нарезания резьб метчиками. Перед нарезанием в заготовке сверлят отверстие размером немного больше внутреннего диаметра резьбы. Такое, завышение диаметра отверстия необходимо для предотвращения срыва вершинок резьбы в результате частичного выдавливания металла в процессе резания.
С достаточной для практики точностью диаметр сверл под метрические резьбы можно определить по формуле
где а — наружный диаметр резьбы, мм,
S—шаг резьбы, мм:
Для других крепежных резьб необходимые диаметры сверл выбирают по соответствующим таблицам справочника.
Глубину сверления глухого отверстия под резьбу определяют из
ФОРМУЛЫ
где lo — длина резьбы, мм;
l1 — длина режущей части метчика, мм;.
с — гарантированный зазор в мм, принимаемый не менее шага резьбы.
Нарезание резьб метчиками осуществляется аналогично выполнению резьб плашками, Метчик закрепляется в резьбонарезном патроне (см. рис. 119) посредством переходной втулки.2 (рис. 123), в отверстии которой имеются цилиндрический и квадратный участки. Во втулке метчик удерживается штифтом 4, заскакивающим в кольцевую канавку хвостовика под действием пружинного кольца 3. Для крепления метчиков без кольцевых канавок предусмотрен винт 1.
Совместно с патроном метчик устанавливают в пиноль задней бабки, ось которой должна быть совмещена с осью шпинделя.
Заднюю бабку закрепляют на станине возможно ближе к заготовке. Затем ручной подачей пиноли метчик подводят к вращающейся заготовке, выполняют врезание на длину 2—3 полных витков поворотом рукоятки патрона. Дальнейшее нарезание ведется самозатягиванием, в течение которого метчик ввертывается в заготовку, как винт в гайку. В конце нарезки резьбы метчик вывинчивается из отверстия включением обратного вращения шпинделя.
Настройка резьбонарезного патрона на длину резьбы выполняется, в начале работы по первой заготовке из партии.
Если резьба нарезается комплектом метчиков, необходимо соблюдать последовательность их работы и своевременно очищать отверстие от стружки капроновой щеточкой или струей эмульсии перед каждым следующим метчиком.
При единичном изготовлении деталей нарезание резьб небольших размеров иногда выполняют ручными метчиками при помощи слесарного воротка 1, как показано на рис. 124. В этом случае метчик с надетым на него воротком опирают центровым отверстием на задний центр, а рукоятку воротка на верхние салазки суппорта. Удерживая метчик левой рукой, подают его вперед пинолью задней бабки. Выполняют врезание метчика в отверстие заготовки на 2—3 полных витка с принудительной подачей. Дальше нарезание осуществляется самозатягиванием, в течение которого метчик следует непрерывно поддерживать центром, так как иначе может произойти перекос и поломка метчика.
При нарезании резьбы в глухом отверстии вращение шпинделя выключают немного раньше конца нарезки. Оставшуюся часть дорезают вручную.
Скорость резания для нарезания резьб метчиками принимают в следующих пределах: для машинно-ручных и гаечных метчиков — 8—12 м/мин; для ручных —.3—4 м/мин. Охлаждение: по стали — эмульсия, сульфофрезол; по чугуну — керосин.
