КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗЬБНаружную и внутреннюю резьбу на деталях получают следующими основными способами: -вырезанием профиля резьбы режущим инструментом; -выдавливанием профиля резьбы выдавливающим инструментом; -накатыванием профиля резьбы накатным инструментом. Обработку резьбы резанием осуществляют резьбовыми резцами, гребенками, метчиками, резьбовыми плашками, резьбонарезными головками, резьбовыми фрезами, шлифовальными кругами. Процесс резания характеризуется вырезанием слоев металла по профилю впадины. Процесс выдавливания характеризуется наличием больших сил трения, так как инструмент и деталь работают по принципу пары скольжения без зазора. На этом принципе работают бесстружечные метчики для внутренних резьб и выдавливающие сборные плашки для наружных резьб. Накатывание профиля резьбы осуществляют при силовом качении инструмента по поверхности заготовки. Накатывание отличается от выдавливания тем, что инструмент и деталь образуют пару качения, а не пару скольжения, что значительно уменьшает силы трения. К инструментам для накатывания относятся резьбонакатные плоские и сегментные плашки, резьбонакатные ролики, резьбонакатные головки аксиального, тангенциального и радиального типа. При выдавливании и накатывании профиль резьбы образуется за счет пластического деформирования металла.
Инструмент для нарезания резьбы. Обобщенная модель образования резьбы характеризуется следующими общими признаками: формой режущего клина Ф; числом пв лезвий, расположенных на одном витке резьбы; числом п0 режущих элементов, расположенных вдоль оси резьбы; числом п режущих элементов, одновременно участвующих в резании; толщиной слоя аz металла, срезанного одним режущим элементом; движением режущего элемента V относительно детали. Резьбонарезные резцы. Резцы для нарезания резьбы представляют собой резьбонарезной однолезийный фасонный режущий инструмент, режущая кромка которого при обработке образует профиль резьбы всеми точками. Резцы предназначены для нарезания наружных и внутренних резьб различного профиля. Основные преимущества резцов по сравнению с другими резьбонарезными инструментами: простота конструкции и технологии изготовления; универсальность (возможность одним и тем же резцом нарезать резьбы различного диаметра и шага); высокая точность расположения оси обработанной резьбы относительно цилиндрической и торцовой поверхностей заготовки; возможность обработки резьб с переменным шагом и на конической поверхности. Резцы подразделяют: по конструкции — на стержневые, призматические, круглые с кольцевой и с винтовой нарезкой; по форме режущей кромки — на однопрофильные и многопрофильные; по исполнению режущего элемента — на цельные, составные, сборные; по виду работы — на черновые, чистовые; по типу нарезаемой резьбы.
Геометрия резьбовых резцов. При малом угле подъема (рис. 3.3, ж) резец устанавливают таким образом, чтобы ось симметрии профиля резца была расположена перпендикулярно к оси заготовки. Задний угол на вершине принимают равным 15—20°. Если угол подъема нарезаемой резьбы 3...4°, то резец наклоняют к оси заготовки под углом 3…4о и передние углы на боковых режущих кромках ул и уп принимают одинаковыми противном случае уγл γ<0° и уп >0°. Профиль резца. Профиль резьбового резца по передней поверхности совпадает с профилем резьбы в осевом сечении заготовки при γ=0о и λ=0о. Метчики. Метчики предназначены для образования резьбы в отверстиях. По принципу работы их подразделяют на метчики, образующие профиль резьбы путем снятия стружки, метчики бесстружечные, образующие профиль резьбы без снятия стружки, и метчики с режущими и выглаживающими зубьями, образующие резьбу комбинированным способом (резанием и выдавливанием). Конструктивные элементы метчиков, их назначение и расчет размеров. К основным конструктивным элементам метчиков относятся: режущая (заборная) часть 1; калибрующая часть 2; хвостовик 3с элементами крепления 4,5; форма зуба 6и стружечной канавки 7 и их направление; геометрические параметры режущей и калибрующей частей; профили резьбы метчика и его размеры. Режущая часть предназначена для срезания слоев металла по всему контуру профиля резьбы. Калибрующая часть служит для окончательного формирования профиля (первым калибрующим витком), направления и подачи метчика под действием сил самозатягивания и является запасом на переточку при заточке метчика по наружной поверхности режущей части. Хвостовик предназначен для передачи крутящего момента от шпинделя станка. Калибрующая часть. Окончательные размеры и качество нарезаемой резьбы зависят от качества исполнения калибрующей части при прочих равных условиях. Длину калибрующей частиназначают с учетом длины нарезаемой резьбы и запаса на переточку. Резьбу калибрующей части выполняют с обратной конусностью по наружному диаметру для уменьшения трения и разбивки резьбы. Бесстружечные метчики. При обработке вязких материалов применяют бесстружечные метчики. Вместо стружечных канавок рабочая часть в сечении имеет многогранник, на заборном конусе резьба шлифована на конус, затылование отсутствует. В процессе формирования резьбы происходит выдавливание по всему профилю. Метчики в процессе эксплуатации не перетачивают.
Плашки. Плашки предназначены для нарезания наружных резьб. По типу нарезаемой резьбы плашки подразделяют на плашки круглые для метрической резьбы, плашки круглые для круглой резьбы, плашки круглые для конической резьбы и др. Основными конструктивными элементами круглых плашек являются режущая часть, калибрующая часть, число, диаметр и расположение стружечных отверстий, ширина и форма пера, наружный диаметр D, ширина плашки Н, элементы крепления. Режущая часть. Плашки имеют две режущие частис каждого ее торца , что обеспечивает увеличение срока службы плашки. Режущая часть выполняет основную работу по формированию профиля резьбы. Угол конуса ф и длина режущей части зависят от материала заготовки. Резьбовые фрезы. Резьбовые фрезы относятся к многозубым инструментам, благодаря чему процесс резьбонарезания становится более производительным по отношению к резцам. Типы фрез. По конструкции резьбовые фрезы подразделяют на следующие типы: гребенчатые цилиндрические для нарезания резьб неглубокого профиля; дисковые для нарезания резьб крупного профиля; гребенчатые сборные охватывающие; головки для скоростного фрезерования резьбы с крупным шагом. Гребенчатые резьбовые фрезы. Фрезерование резьб в несколько раз производительнее по сравнению с обработкой резцами, но из-за наличия кольцевых витков профиль резьбы искажается. Поэтому гребенчатые резьбовые фрезы применяют в основном для нарезания крепежных резьб. Основными конструктивными элементами фрез являются: диаметр фрезы, диаметр отверстия, длина фрезы, число зубьев, форма зуба и впадины, направление стружечных канавок, размеры профиля резьбы. Длина фрезы не должна превышать 100 мм* так как с увеличением длины при термической обработке возможны большие искажения по шагу и профилю резьбы. Затылование по задней поверхности. Для обеспечения выхода резца при затыловании и круга при шлифовании профиля резьбы впадину делают как можно шире. Дисковые фрезы. Для нарезания трапецеидальных резьб с крупным шагом большого диаметра применяют дисковые резьбовые фрезы. Фрезы выполняют острозаточенными с чередующимися зубьями. Охватывающие резьбовые фрезы. Для фрезерования коротких резьб применяют гребенчатые сборные охватывающие фрезы, оснащенные круглыми гребенками. Резьбонарезные головки. Резьбонарезные головки представляют собой сборный инструмент сложной конструкции, оснащенный комплектом круглых гребенокили плоских плашек. Головки обеспечивают высокую производительность благодаря применению повышенной скорости резания и быстрого отвода после нарезания. По конструкции головки подразделяют на следующие типы: по расположению плашек относительно нарезаемой детали — радиальныеи тангенциальные; по кинематике движения — вращающиеся для токарных полуавтоматов и невращающиеся для револьверных и резьбонарезных станков; по виду обрабатываемой резьбы — для обработки наружных резьб и для обработки внутренних резьб. Головку можно регулировать в зависимости от диаметра нарезаемой резьбы. Инструменты для накатывания резьбы. Накатывание резьбы — наиболее производительный способ образования резьбы на деталях без снятия стружки методом пластического деформирования. Преимущества резьбонакатывания по сравнению с резьборезанием следующие: улучшение физико-механических свойств поверхностного слоя металла, так как в результате наклепа усталостная прочность резьбы повышается на 20—40%; экономия металла на 10—30%, так как диаметр заготовки под резьбу меньше диаметра получаемой резьбы и процесс идет без снятия стружки; точность и шероховатость поверхности резьбы соответствуют шлифованию; производительность при накатывании в десятки раз выше производительности при резьбонарезании. Существуют следующие типы инструментов и способы накатывания резьб. Резьбонакатные ролики для накатывания резьб по способу радиального движения подачи роликов, касательного движения подачи заготовок и с осевым движением подачи заготовок. Резьбонакатные головки, оснащенные комплектом роликов: головки аксиального типа с осевой подачей заготовки; головки тангенциального типа; головки радиального типа с радиальной подачей роликов. Резьбонакатные плашки: плоского типа, сегментного типа и выдавливающие сборные плашки. Выбор типа инструмента и способна накатывания зависит от типа резьбы и ее размеров, точности, длины и материала заготовки. Резьбонакатные ролики и головки. Накатывание роликами является одним из самых универсальных и точных методов накатывания, отличающихся наиболее широкими технологическими возможностями. Накатывание резьбы роликами возможно по различным схемам: с радиальным движением подачи роликов, с касательным движением подачи заготовок, с осевой подачей заготовок. Схема образования резьбы резьбонакатными роликами.
Направление резьбы на ролике противоположно направлению резьбы на детали. Основным условием получения правильной резьбы является равенство углов подъема резьбы ролика и заготовки. Для улучшения процесса накатывания и увеличения стойкости инструмента диаметр ролика D должен быть как можно больше. Выбор его ограничен конструкцией станка и числом заходов i, которое не должно превышать 70. При i>70 ухудшается
Резьбонакатные головки аксиального типа. Нераскрывающиеся головки выполнены в виде сборного инструмента, на корпус которого установлены на осях ролики. Ролики вращаются вокруг своих осей и наклонены под углом, равным углу подъема резьбы. По окончании накатывания головка свинчивается. Все ролики имеют заборную часть, а по шагу смещены относительно друг друга.
Наибольшее распространение получили резьбонакатные самораскрывающиеся головки. В конце накатывания ролики расходятся, и заготовка освобождается. Накатывание тангенциальными головками. Двухроликовую тангенциальную головкуприменяют на станках токарной группы. Вращение роликов осуществляется под действием принудительно вращающейся заготовки. Окончание накатывания произойдет тогда, когда оси роликов и заготовки окажутся в одной плоскости, а вершинц. ниток одного ролика будут точно расположены против впадин другого. Плоские резьбонакатные плашки. Плоские плашки универсальны и просты по конструкции, но не обеспечивают стабильности диаметра накатываемой резьбы, и поэтому их применяют для накатывания резьбы на болтах, винтах, шурупах, шпильках. На рис. показан способ накатывания резьб двумя плашками, из которых одна неподвижна, а подвижная совершает возвратно-поступательное движение. При главном движении DГ производится накатывание резьбы на заготовке. Движение плашки Dв — вспомогательный ход, в конце которого следующая заготовка с помощью толкателя устанавливается между плашками. Благодаря наличию на плашке заборной части заготовка заклинивается, а затем прокатывается между плашками. Плашки располагаются строго параллельно, а витки резьбы смещены относительно друг друга на 0,5Р. Расстояние между плашками в процессе накатывания равно внутреннему диаметру накатываемой резьбы.
22. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС МЕТОДОМ КОПИРОВАНИЯ Зуборезные инструменты применяют для обработки зубьев зубчатых колес. Их конструкция определяется формой и размерами зубьев колес, кинематикой процесса обработки и условиями работы инструмента. Инструменты этой группы имеют фасонный профиль режущих кромок и образуют впадину зубьев колес методом копирования. Конструкции этих инструментов различны, но общим в их проектировании является определение профиля режущей кромки. Инструменты этого вида относят к инструментам специального назначения. Они пригодня для обработки колес определенных размеров с определенным числом зубьев. При серийном их изготовлении для уменьшения числа необходимых размеров их проектируют для обработки колес в определенном интервале чисел зубьев. Профиль рассчитывают по размерам впадины зубьев колеса с меньшим числом зубьев данного интервала. Дисковые фрезы— фасонные с зубьями, затылованными в радиальном направлении. Зубья колеса обрабатывают последовательно с периодическим поворотом заготовки на угловой шаг зубьев после обработки каждой впадины. По конструкции и проектированию эти фрезы аналогичны фасонным фрезам. Профили режущей кромки фрез для колес с числом зубьев состоят из участков: эвольвентного, прямолинейногопо наружной поверхности фрезы, сопряженных по дуге окружности, не выходящей в пределы указанной выше траектории вершины зуба сопряженного колеса. Из-за неточности профиля режущих кромок, возможной неточности установки фрезы относительно нарезаемой заготовки и несовершенства делительных механизмов, обеспечивающих поворот заготовки на угловой шаг при обработке колеса, при переходе от одной впадины к следующей эти фрезы не обеспечивают высокой точности нарезанных колес. Их применяют при изготовлении колес невысокой точности в единичном и мелкосерийном производстве. Пальцевые фрезы по конструкции аналогичны концевым фрезам с фасонным профилем режущих кромок. При работе ось фрезы совмещается с осью симметрии впадин зубьев нарезаемого колеса. Относительно нее осуществляется главное вращательное движение зубьев фрезы. Фрезы крепят с помощью резьбового соединения, базируют по точно выполненному цилиндрическому отверстию (пояску) на посадочной части шпинделя станка. По сравнению с дисковыми фрезами для обработки зубьев колес одинакового размера пальцевые фрезы имеют значительно меньшие габаритные размеры и размеры рабочей части. Диаметральные размеры рабочей части фрезы определяются размерами впадины зубьев колеса. Из-за сравнительно малых диаметральных размеров (ширины впадины зубьев колеса) число зубьев этих фрез небольшое (четыре — восемь). Из-за большого изменения диаметра фрезы по высоте ее рабочей части, особенно у фрез для колес с малым числом зубьев, значительно изменяются окружной шаг зубьев и толщина зубьев при постоянной ширине стружечной канавки. Направление образования задних углов, т. е. направление затылования, влияет на степень изменения нормальных задних углов и диаметральных размеров режущей части при переточках фрезы. При образовании задних углов в радиальном направлении (при затылова-нии в направлении, перпендикулярном к оси фрезы)при переточках фрезы получаются большие изменения толщины зубьев колеса. Они не могут быть компенсированы перемещением фрезы вдоль ее оси, так как при этом получаются большие искажения профиля зубьев колеса. Компенсация изменения диаметральных размеров рабочей части фрезы при ее переточках возможна у фрез с осевым направлением затылования за счет увеличения высоты впадины, но при этом методе затылования получаются малые значения нормальных задних углов на участках режущих кромок, обрабатывающих профиль зубьев у окружности впадин. Зубодолбежными головкамиодновременно по контуру обрабатывают все впадины зубьев колеса резцами с фасонным профилем режущих кромок, соответствующем профилю впадин обрабатываемого колеса. Резцы 2 размещены в прямоугольных пазах корпуса 1 головки. Головки закреплены на станке неподвижно, а главное рабочее движение совершает заготовка в направлении ее оси. Резцы 2 периодически перемещаются в радиальном направлении перед каждым рабочим ходом. Подача на глубинуосуществляется под действием конусов 3 и 4 станка на наклонные хвостовики резцов; перед обратным ходом резцы немного отводят. Время обработки зависит от высоты зубьев (впадины) и не зависит от числа зубьев нарезаемого колеса. Зубодолбежные головки — инструмент специального назначения, каждую головку проектируют для обработки определенного колеса. Протяжкиприменяют для обработки колес внутреннего и наружного профиля. Протяжки для колес внутреннего профиля аналогичны шлицевым протяжкам с фасонным эвольвентным профилем режущих кромок. Протяжки для обработки колес наружного профиля могут быть однопрофильные, секторного и охватывающего типов. Протяжки однопрофильного типа предназначают для последовательной обработки впадины с поворотом заготовки (делением) на угловой шаг. Применяют протяжки прямолинейной (типа шпоночных) или дисковой конструкции. Протяжки секторного типааналогичны наружным протяжкам с
соответствующим профилем режущих кромок. Ими обрабатывают группу зубьев колеса; для обработки следующей группы зубьев необходим поворот заготовки. Протяжки охватывающего типа:в корпусе в виде трубы установлены кольца с внутренними режущими зубьями эвольвентного профиля, соответствующего профилям впадин зубьев нарезаемых колес. Высота зубьев в кольцах, расположенных по длине протяжки, изменяется для создания подъема на зуб. Рабочее движение резания сообщается заготовке.
Для чистовой обработки предварительно образованных зубьев колес применяют шлифовальные круги дисковой формы с рабочим профилем, соответствующим профилю впадины зубьев колеса.
23. ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС МЕТОДОМ ОБКАТКИ Сложное формообразующее движение, имитирующее зацепление 1. Зуборезная гребёнка (производ-ть меньше) 2. Долбяк 3. Червячно-модульная фреза (произ-ть больше) 4. Шевер 5. Зубострогальные резцы Долбяки большего делительного диаметра позволяют получить большую высоту эвольвентного участка профиля зуба колеса, при этом допускается большая коррекция долбяка, т.е. увеличивается исходное расстояние и запас на переточку, уменьшается опасность срезания головок и подрезания ножек зубьев колеса, уменьшается радиальный зазор в передаче. Кроме того, повышается точность профиля зуба колеса, снижается шероховатость. Поэтому желательно принимать номинальный делительный диаметр максимально допускаемый зубодолбежным станком, на котором будет эксплуатироваться долбяк. При расчете долбяка необходимо стремиться к выбору максимального исходного расстояния, т.к. при этом повышается качество обработанной поверхности, точность профиля нарезаемого колеса и количество возможных переточек. Однако на выбор исходного расстояния или величины коррекции долбяка накладываются ограничения, связанные с тем, что при увеличении положительного смещения исходного контура: -уменьшается толщина зуба долбяка на вершине, что приводит к потере прочности зуба долбяка или его быстрому износу; -происходит увеличение переходных кривых профилей зубьев нарезаемых колес, что приводит к интерференции профилей в зацеплении, т.е. увеличивается опасность неправильного касания профилей вне эвольвентного участка зуба.
|