Скоростное нарезание резьбы

Для увеличения производительности операции применяют скоростное нарезание резьбы неподвижными или вращающимися (рис. 8.6) резцами. Для скоростного нарезания резьбы неподвижными резцами со специальной заточкой применяется оправка с тремя резцами закрепленными на одной оси. Обработка каждыми резцом выполняется последовательно. На первом резце угол при вершине составляет 69, на втором 65, на третьем 59 градусов.

Рис. 8.6 Нарезание резьбы вращающимися резцами

1 – заготовка; 2 – резцы; 3 – головка резцов

Режим резания: скорость 240 м/мин., подача от 0,5 до 1 мм. при черновой обработке и 0,2-0,3 при чистовой.

Недостаток: значительная вибрация и низкая точность.

Нарезание резьбы вращающимися резцами выполняется на токарных и револьверных станках, на суппорт которых устанавливается специальная вращающаяся головка с индивидуальным приводом. Деталь закрепляется в центрах или в патроне. В процессе нарезки деталь медленно вращается, а резьбовая головка вращается с большой скоростью.

Ось вращения резцов и головки смещена относительно оси детали на величину «е» большую, чем глубина резьбы и установлена под углом к оси станка равным углу подъема винтовой линии. Продольную подачу осуществляют ходовым винтом, а радиальную суппортом станка.

Резцовая головка имеет от 1 до 6 резцов.

При вращении резцовой головки резцы режут периодически, захватывая дугу от 30 до 50 градусов окружности винта. Число оборотов головки должно обеспечить окружную скорость от 100 до 200 мм/мин.

Установка резца ведется по шаблону или образцовой детали.

При обработке необходимо закрывать резцовую головку кожухом, т.к. нагретая стружка разлетается с огромной скоростью.

Чистота поверхности √6,3-√3,2, точность 7-8 квалитет.

Преимущества:

- высокая производительность;

- снижение вибрационных нагрузок.

Нарезание резьбы плашками

Предназначены для нарезания наружной резьбы на токарных, револьверных станках и автоматах. Материалы: У10А и У12А или 9ХС.

Конструктивно делятся на цельные и разъемные.

Из-за возможного перекоса разрезных кромок у разъемных плашек качество резьбы хуже.

Рис. 8.7 Нарезание резьбы плашками

1 – заготовка; 2 – гребенки; 3 –головки.

Более производительный способ – применение резьбонарезных головок, оснащенных различной формы плашками. Они бывают: радиально-дисковые, радиальные с плоской гребенкой и тангенциальные с призматической гребенкой (рис. 8.7).

Материал: сталь Р9, Р18. После термической обработки их шлифуют, по этому точность достигает 6 – 7 квалитета. Скорость резания до 14-18 м/мин.

Тангенциальные плашки допускают 30…40 переточек, радиальные дисковые до 100, радиальные плоские до 6.

Фрезерование резьбы

Обрабатывают внутренние и наружные резьбы по 7-8 квалитету точности. Более производительнее, чем нарезание плашками. Инструмент – гребенчатая групповая фреза (цельная или сборная в виде набора нескольких дисковых фрез). Толщина одного диска равна шагу нарезаемой резьбы. Длина всего набора на 2-3 диска больше длины нарезаемой резьбы (рис. 8.8).

Рис. 8.8 Фрезерование резьбы

Фреза изготавливается из быстрорежущей стали, вращается со скоростью 50-65 м/мин, а деталь совершает от 1,15 до 1,25 оборотов за весь цикл обработки.

Для нарезания наружной резьбы трапецеидального и прямоугольного профиля с шагом применяют дисковую фрезу (которая имеет профиль соответствующий профилю резьбы).

Она устанавливается под углом к оси вращения детали равным углу подъема резьбы.

Нарезание резьбы метчиками

Применяется для небольших как сквозных так и для глухих отверстий. Ручные метчики изготовляются из углеродистой сталь. Их не шлифуют (точность получаемой резьбы 8 квалитет).

Машинные изготовляют из быстрорежущей стали Р9, Р18. Их шлифуют (точность 6-7 квалитет). Недостаток: требуется реверсивный ход метчика.

Накатывание резьбы

Широко применяется в массовом и крупносерийном производстве.

Преимущества:

- высокая производительность;

- повышение прочности резьбы на 25% вследствие упрочнения металла и отсутствия перерезанных волокон.

Точность резьбы при накатывании плашками 7-8 квалитет, а при накатывании роликом 6-7 квалитет.

 Рис. 8.9 Накатывание резьбы плашками

Плашки устанавливают так, чтобы они были смещены друг относительно друга на половину шага резьбы (рис. 8.9). За один двойной ход осуществляется накатывание резьбы на изделии.

Плашки применяют для накатывания резьбы диаметром до 24 мм. Производительность 60-120 шт/мин., при ручной 30-60 шт/мин.

Рис. 8.10 Накатывание резьбы роликами

При накатывании резьбы роликами (рис. 8.10) деталь устанавливают на подставку между двумя роликами, вращающимися в одном направлении. Материал: хромоникелевые стали Х12Ф, Х12М, ХВГ, ШХ15; HRC 56…62. Стойкость роликов от 20 до 100 тысяч изделий.

Шлифование резьбы

Применяют как доводочную чистовую обработку для получения высокой точности и незначительной шероховатости обрабатываемых деталей, в первую очередь ходовых резьб.

Оборудование – универсальные резьбошлифовальные станки.

Резьбошлифование осуществляется абразивными кругами (профильными), которые правятся в процессе шлифования.

Рис. 8.11 Шлифование резьбы

Шлифование осуществляется тремя способами:

- однониточным шлифовальным кругом обрабатывается резьба с крупным шагом. У резьбы с крупным профилем вначале шлифуют одну сторону канавки, затем другую (рис. 8.11, а);

- многониточными цилиндрическими (рис. 8.11, б);

- многониточными коническими (рис. 8.11, в).

Первый способ используют для обработки ходовых резьб.

По 2 и 3 способу шлифуют в сплошном закаленном металле резьбу с мелким шагом от 1 до 1,5 мм. без предварительного нарезания. Точность шлифования по шагу 0,01 мм. по среднему диаметру 0,002 мм.

                       8.8.Контрольные вопросы

1. Виды резьб и требования, предъявляемые к ним.

2. Преимущества гребенок перед одиночными резцами.

3. Сущность вихревого нарезания резьбы.

4. Виды резьбофрезерования.

5. Особенность фрезерования резьбы одиночной фрезой.

6. Способы накатывания резьбы.

7. Шлифование какой резьбы обязательно.

Обработка коленчатых валов

Коленчатые валы применяются в механических прессах, в горизонтально-ковочных машинах для перемещения ползунов, в пневматических молотах для перемещения поршня в цилиндре компрессора.

Коленчатые валы относятся к классу эксцентриковых валов. Они подразделяются на одно-, двух- и трехколенчатые (рис. 9.1). У двухколенчатых валов кривошипные шейки расположены под углом 180°, а у трёхколенчатых под углом 120° друг к другу.

Рис. 9.1 Типы коленчатых валов

Заготовками для коленчатых валов, могут являться:

- круглый, гнутый прокат;

- поковки с прокованными и не прокованными шатунными шейками;

- отливки, подверженные ковке для тяжелых валов (рис. 9.2).

Рис. 9.2 Заготовки для коленчатых валов

Установка для обтачивания шатунных шеек более сложна, чем для обработки коренных шеек. Она выполняется либо на специальных станках, либо на обычных токарных станках.

Обработка шатунных шеек производится на токарных станках с применением специальных приспособлений, называемых центросместительными шайбами.

Для обеспечения плавной обточки необходимо статически отбалансировать установку, так как центр тяжести в данном случае не находится на оси вращения. Для этой цели применяют противовес.

Для увеличения жесткости применяют распорки между щеками колен.

В серийном производстве обработка шатунных шеек производится на специальных станках. Резцы совершают круговое движение с центром вращения по оси шатунной шейки; поперечная подача осуществляется радиальным перемещением резца, а продольная – перемещением стола вдоль оси заготовки. Заготовка во время обработки неподвижна.

Коленчатые валы изготавливают из сталей марок 35, 40 ,45 50, 35Г2, 45Г2.

Для сильно напряжённых валов применяются легированные стали 40ХН, 30ХМА.

Заготовки для коленчатых валов бывают или гнутые из проката, или кованые.

В таблице дан технологический маршрут обработки трёхколенчатых валов из кованых заготовок:

При разметке вала намечают его контуры. Разметка выполняется на разметочной плите.

Центрование крупных валов по коренным шейкам производится на горизонтально-расточных станках, а мелких – на центровальных станках.

Если у заготовки одно- или двухколенчатого вала не прокованы шатунные шейки, то предварительная вырезка колен производится сверлением и последующей вырезкой пилой

Черновое обтачивание начинается с обработки поверхностей коренных шеек на токарном станке. Вал закрепляется одним концом в четырёхкулачковом патроне, а другой подпирается задним центром.

Если заготовка вала не имеет припуска для зажатия в патроне, то после обтачивания вал переустанавливают обработанным концом в патрон, после чего подрезают торец, зацентровывают вал и обрабатывают конец вала, ранее зажатый в патроне.

На одном из видов специальных станков обтачивают шатунные шейки коленчатого вала при вращении вала в центрах по оси коренных шеек и при сложном движении резцов, которые как бы сопровождают соответствующие шейки в пространстве. Эти станки применяются в условиях крупносерийного и массового производства, так как каждый станок пригоден для обработки только одного определённого типа вала и переналадке не поддаётся. После термообработки производится исправление центровых отверстий, подрезка торцов и чистовая обработка коренных и шатунных шеек

Фрезерование плоскостей шеек вала и шпоночных пазов выполняют на продольно или вертикально-фрезерных станках.

Заканчивается механическая обработка валов шлифованием коренных и шатунных шеек.

Коренные шейки коленчатых валов шлифуются, как у обычных валов, на круглошлифовальных станках. Шатунные шейки шлифуются либо на специальных, либо на обычных круглошлифовальных станках с применением центросместительных шайб и противовеса.

 9.1.Контрольные вопросы           

1. Типы заготовок для коленчатых валов.

2. Способ обработки шатунных шеек на универсальном оборудовании.

3. Способы обработки шатунных шеек на специальном оборудовании.

4. Для чего используют центросместительные шайбы.