Главная | Обратная связь

Краткие сведения о резьбе

 

В машиностроении наибольшее применение получили цилиндрические (крепежные и ходовые), а также конические резьбы. Основной разновидностью цилиндрической резьбы яв­ляется метрическая треугольного профиля с углом 60°.

Для получения посадок резьбовых деталей с гарантированным зазором стандартом предусмотрено пять (d, е, f, g, h) основных отклонений для наружной и четыре {Е, F, G, Н) для внутренней резьбы. Эти отклонения одинаковы для всех диаметров резьб. Степени точности изготовления диаметральных размеров резь­бовых деталей следующие: наружный диаметр болта – 4, 6, 8-я; средний диаметр болта – 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10-я; внутренний диаметр гайки – 4, 5, 6, 7, 8, 9-я; средний диаметр гайки – 4, 5, 6, 7, 8, 9-я. Стандартом предусмотрены также соединения резь­бовых деталей с гарантированным натягом и с переходными по­садками.

Кроме указанных резьб применяют специальные резьбы: трубную, упорную, круглую и др. Основные способы формооб­разования резьбовых поверхностей с указанием границ степеней точности резьбы и параметров шероховатости приведены ниже. Резьбы могут быть однозаходные и многозаходные, правые и левые. Нарезание резьб осуществляется на резьбона­резных и резьбофрезерных станках и полуавтоматах, гайконарез­ных автоматах, резьбонакатных, резьбошлифовальных, токарных и других станках.

 

7.4.1. Нарезание резьбы лезвийным инструментом

 

Нарезание резьбы резцами и резьбовыми гребенками. Наружную и внутреннюю резьбы можно получить на токарных станках. Это малопроизводительный процесс, так как обработка осуществляется за несколько рабочих ходов и требует высокой квалификации рабочего. Достоинством метода является универсальность оборудования, инструмента и возмож­ность получить резьбу высокой точности. На токарных станках нарезают точные резьбы на ответственных деталях, а также не­стандартные резьбы и резьбы большого диаметра. Для повышения точности резьбы осуществляют как черновые, так и чистовые рабочие ходы разными резцами. Различают два способа нарезания треугольной резьбы: 1) с радиальным движением подачи; 2) с дви­жением подачи вдоль одной из сторон профиля.

Первый способ более точный, но менее производительный, поэтому рекомендуется черновые рабочие ходы делать вторым способом, а чистовой – первым (рис. 7.22, а).

 

 

Рис. 7.22. Схемы нарезания метрической резьбы:

а – резцом; б – гребенкой призматической; в – набором резцов; г – гребенкой круглой

 

Для повышения производительности обработки резьбы при­меняют резьбовые гребенки – круглые и призматические. Обычно ширину гребенки принимают равной не менее чем шести шагам. При использовании гребенок снятие стружки выполняют не­сколько зубьев (рис. 7.22, б) и число рабочих ходов может быть уменьшено до одного.

Для скоростного нарезания резьбы применяют резцы, осна­щенные твердым сплавом, а также наборы резцов (рис. 7.22, в).

Нарезание резьбы круглыми плашками и резьбонарезными головками. По конструкции различают следующие плашки: круглые, трубчатые, призматические. Плашками нарезают резьбу как вручную, так и на различных станках токарной, сверлильной, резьбонарезной групп. Круглые плашки (рис. 7.23, а) устанавливают на станках в специальных патронах и закрепляют тремя-четырьмя винтами. Нарезание плашками – малопроизводительный процесс.

Нарезание наружной резьбы резьбонарезными самооткрываю­щимися головками значительно точнее, производительнее и от­личается большей точностью, чем ранее рассмотренные методы; оно находит широкое применение в серийном и массовом произ­водстве (рис. 7.23, б).

Вращающиеся головки используют на токарных автоматах и полуавтоматах.

 

 

Рис. 7.23. Резьбонарезные инструменты:

в – плашка; б – резьбонарезная головка

 

Нарезание внутренней резьбы метчиками. Метчики подразделяются на ручные и машинные различных конструкций. Нарезание резьбы машинными метчиками может производиться как в сквозных, так и в глухих отверстиях на станках различных групп: резьбонарезных, сверлильных, револьверных, токарных автоматах и полуавтоматах и др.

Необходимым условием для нарезания метчиками резьбы яв­ляется наличие реверсирующего устройства (переключение вра­щения с рабочего хода инструмента на обратный).

Для нарезания резьбы метчиками применяются различные типы патронов: жесткие, плавающие, самовыключающиеся при соприкосновении с упором, самовыключающиеся при перегрузке крутящим моментом и др.

Жесткие патроны применяют на автоматах и полуавтоматах, а также на станках с ЧПУ. При большом отклонении от соосности метчика и отверстия применяют плавающие патроны.

В массовом и крупносерийном производстве получили широкое распространение метчики сборной конструкции (резьбонарезные головки), которые могут нарезать резьбу без реверсирования.

Фрезерование резьбы. Фрезерование резьбы широко распространено в серийном и массовом производстве и применяется для нарезания наружных и внутренних резьб на резьбофрезерных станках. Оно осуществляется двумя основными способами: дисковой фрезой (рис. 7.24, а) и групповой (гребенчатой) фрезой (рис. 7.24, б).

 

Рис. 7.24. Схемы фрезерования резьбы:

а – дисковой фрезой; б – групповой (гребенчатой) фрезой

 

Нарезание дисковой фрезой применяют при нарезании резьб с большим шагом (Р) и круглым профилем и главным образом для предварительного нарезания трапецеидальных резьб за один, два или три рабочих хода. При нарезании фреза вращается и со­вершает поступательное движение вдоль оси заготовки, причем перемещение за один оборот заготовки должно точно соответство­вать шагу резьбы.

Гребенчатая резьбовая фреза представляет собой набор не­скольких дисковых резьбовых фрез. Полное нарезание происходит за 1,2 оборота заготовки (0,2 оборота необходимы для полного врезания и перекрытия места врезания).

Фрезерование резьбы является одним из наиболее производи­тельных методов обработки резьбы.

Шлифование резьбы. Шлифование резьб применяют для повышения их точ­ности. Его выполняют чаще всего после термической обработки заготовок. Резьбошлифование может быть наружным и внутрен­ним, осуществляется на различных резьбошлифовальных станках. Существуют следующие способы шлифования резьбы: однопро­фильным кругом; многопрофильным кругом с продольным дви­жением подачи; врезное; широким многопрофильным кругом.

Шлифование однопрофильным кругом является универсаль­ным и точным методом. Его применяют для изготовления метчи­ков, резьбовых пробок, резьбовых колец и т. п.

Многопрофильные круги, шлифующие резьбу с продольным движением подачи, имеют заходную конусную часть. В обработке участвуют все нитки шлифовального круга, что является преиму­ществом перед врезным шлифованием, так как увеличивает про­изводительность.

 

В массовом производстве успешно применяют высокопроиз­водительный метод шлифования резьбы – бесцентровое шли­фование.

Накатывание резьбы. Обработка резьбы накатыванием (выдавливанием) осу­ществляется последовательным или одновременным копированием путем пластического деформирования профиля накатного резь­бового инструмента на заданном участке заготовки.

Накатывание наружной резьбы можно осуществлять на резьбонакатных и специальных автоматических станках двумя спо­собами: плоскими плашками (рис. 7.25, а) и накатными роликами (рис. 7.25 б, в, г).

На практике широко распространено накатывание резьбы роликами с радиальным продольным и тангенциальным движе­ниями подачи. Наибольшее распространение получил способ на­катывания резьбы двумя роликами (рис. 7.25, а). Более произ­водительным является накатывание с тангенциальным движением подачи (рис. 7.25, г). Станки, работающие такими способами, на­зывают двух- и трехцикличными. Наибольшей производительности достигают применением многоцикличных резьбонакатных авто­матов (рис. 7.26).

Накатывание резьбы в отверстиях осуществляют бесстружеч­ными метчиками, роликами и накатными головками. При накатывании внутренней резьбы в глубоких отверстиях применяют схему с осевым движением подачи ролика.

Накатыванием можно получить резьбы диаметром 0,3–150 мм на деталях из сталей твердостью НВ 120–340, а также из цвет­ных металлов и сплавов.

 

 

 

Рис. 7.25. Схема накатывания резьбы: а – плоскими плашками; б – одним роликом; в – двумя роликами; г – накатывание с тангенциаль­ным движением подачи

Рис. 7.26. Схема накатывания резьбы на многоцикличном станке: 1 – диск; 2 – подвижные плашки; 3 – неподви­жные плашки; 4 – заготовка

 

7.5. Обработка зубьев зубчатых колес, шлицевых, шпоночных

и других фасонных поверхностей

 

7.5.1. Назначение и классификация зубчатых передач

 

В современных машинах широко применяют зубчатые передачи. Различают силовые зубчатые передачи, предназначен­ные для передачи крутящего момента с изменением частоты вра­щения валов, и кинематические передачи, служащие для передачи вращательного движения между валами при относительно не­больших крутящих моментах.

Зубчатая передача состоит из ведомого и ведущего элементов. Элемент зубчатой передачи, имеющий меньшее число зубьев, называют шестерней, а элемент с большим числом зубьев – ко­лесом.

Зубчатые передачи, используемые в различных механизмах и машинах, делят на цилиндрические, конические, смешанные и гиперболоидные (винтовые и гипоидные).

Наибольшее распространение получили цилиндрические, ко­нические и червячные передачи (рис. 7.27). Ниже рассмотрены способы формообразования зубьев цилиндрических зубчатых колес.

Цилиндрические зубчатые колеса изготовляют с прямыми и косыми зубьями, реже – с шевронными. ГОСТ 1643–81 устанав­ливает 12 степеней точности цилиндрических зубчатых колес (в порядке убывания точности): 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Для 1 и 2-й степеней допуски стандартом не предусматриваются. Для каждой степени точности предусматривают следующие нормы: кинетической точности колеса, определяющие полную по­грешность угла поворота зубчатых колес за один оборот; плавности работы колес, определяющие составляющую полной погрешности угла поворота зубчатого колеса, многократно повто­ряющейся за оборот колеса; контакта зубьев, определяющие отклонение относительных размеров пятна контакта сопряженных зубьев в передаче.

 

Рис. 7.27. Виды зубчатых передач:

а – цилиндрическая; б – коническая; в – червячная; 1 – шестерня;

2 – зубчатое колесо; 3 – червяк; 4 – червячное колесо

 

Независимо от степени точности колес установлены нормы бокового зазора (виды сопряжении зубчатых колес). Существуют шесть видов сопряжении зубчатых колес в передаче, которые в порядке убывания гарантированного бокового зазора обозна­чаются буквами А, В, С, D, Е, Н, и восемь видов допуска (Тjп) на боковой зазор: х, у,z, а, b, с, d, h..

Точность зубчатых колес может быть определена как ком­плексными, так и дифференцированными показателями по ГОСТ 1643–81.