Режущие инструменты в металлургическом производстве

При проектировании протяжек необходимо иметь в виду следующие особенности их работы:

1) протяжки испытывают очень большие растягивающие нагрузки, поэтому внутренние протяжки обязательно проверяют на прочность по наиболее слабым сечениям;

1) срезаемая при протягивании стружка должна свободно размещаться в стружечных канавках в течение всего времени нахождения режущих зубьев в контакте с заготовкой и свободно выходить из канавки после прекращения процесса резания. Поэтому вопросы размещения и разделения стружки по ширине требуют большого внимания. Так, например, при протягивании круглых отверстий не допускаются кольцевые стружки, потому что для освобождения от них протяжек потребовались бы большие затраты времени;

1) длина протяжек должна соответствовать рабочему ходу протяжного станка, а также возможностям оборудования для их термической и механической обработки. Протяжки должны иметь достаточную жесткость при изготовлении и эксплуатации, поэтому при протягивании иногда используют люнеты и другие приспособления.

Из всех разновидностей внутренних протяжек наибольшее применение (до 60 %) нашли протяжки для обработки круглых отверстий, поэтому ниже будут рассмотрены основы проектирования именно этих протяжек.



28. Протяжки для обработки отверстий. Конструктивные элементы

Конструктивные элементы протяжек. Протяжки состоят из следующих основных частей: хвостовика, шейки, передней и задней направляющих, режущей и калибрующей частей, заднего хвостовика.

Хвостовик служит для присоединения протяжки к патрону станка. Основные типы и размеры хвостовиков стандартизированы (ГОСТ 4044-70). При этом диаметр хвостовика должен быть меньше диаметра отверстия под протягивание на 1...2 мм.

Шейка и следующий за ней переходный конус выполняют вспомогательную роль. Их длина должна обеспечивать возможность присоединения протяжки к патрону перед началом протягивания. Переходный конус обеспечивает свободное вхождение передней направляющей в протягиваемое отверстие. Диаметр шейки изготовляют меньше диаметра хвостовика на 0,3...1,0 мм.

Передняя направляющая служит для центрирования оси заготовки относительно оси протяжки перед протягиванием, чтобы исключить перекос заготовки, который может привести к поломке протяжки или порче обработанной поверхности. Длина передней направляющей должна быть равна длине L0 протягиваемого отверстия, а при больших длинах - не менее 0,6L0. Форма передней направляющей должна соответствовать форме отверстия в заготовке, а допуск на диаметр направляющей берется по е8.

Задняя направляющая выполняет ту же роль, что и передняя, предохраняя протяжку от перекоса при выходе ее калибрующей части из обработанного отверстия. По длине она несколько меньше длины передней направляющей, а ее диаметр выполняется точнее, с допуском по f7. Форма задней направляющей должна быть такой же, как у протянутого отверстия.

Для автоматического возврата протяжки в исходное положение после протягивания, особенно при больших длине и диаметре протяжки, после задней направляющей иногда предусматривается задний хвостовик, закрепляемый в патроне каретки станка, и который по форме подобен переднему хвостовику. Наличие заднего хвостовика также предохраняет протяжку от провисания и перекоса в отверстии и позволяет избежать искажения формы и размера обработанного отверстия.

Режущая (рабочая) часть протяжки служит для удаления припуска и формирования поверхности протянутого отверстия. Она содержит черновые и чистовые, а при групповой схеме резания еще и переходные зубья, располагаемые на ступенчато-конической поверхности. Длина режущей части равна произведению числа зубьев на их шаг, который, в свою очередь, зависит от требований к точности протягиваемого отверстия, шероховатости его поверхности и величины снимаемого припуска. Диаметры зубьев рассчитывают исходя из принятой схемы резания.

Калибрующая часть содержит 4...10 зубьев одинакового диаметра, равного диаметру последнего чистового зуба, и служит для калибровки отверстия, уменьшения рассеяния его размеров, а также является запасом на переточку: по мере износа чистовых зубьев калибрующие зубья заточкой могут быть переведены в чистовые, тем самым увеличивая общий срок службы протяжки.

Калибрующие зубья припуск не срезают, а удаляют микронеровности поверхности, остающиеся после прохода чистовых зубьев, и обеспечивают направление протяжки в отверстии.



29. Схемы резания при протягивании и форма режущих кромок

Под схемой резания при протягивании подразумевается порядок, в котором режущие зубья протяжек будут срезать припуск на обработку. Различают следующие схемы резания:

а) по способу деления припуска по толщине и ширине - одинарная и групповая;

б) по способу формирования обработанной поверхности - профильная, генераторная и комбинированная.

Рассмотрим первые две схемы на примере обработки круглых отверстий.

Одинарная схема резания характерна тем, что каждый зуб протяжки срезает припуск определенной толщины по всему периметру обрабатываемого отверстия за счет того, что диаметр каждого последующего зуба больше диаметра предыдущего на величину 2аz„ где аг - подъем или подача на зуб (аг = Sz).

Так как кольцевая стружка недопустима, то для деления стружки по ширине на режущих кромках необходимо делать стружкоделительные канавки V-образной формы (рис. 3. 3, а), которые располагают в шахматном порядке при переходе от одного зуба к другому. Стружкоделительные канавки имеют глубину hK = 0,4...1,0 мм и ширину sK = 0,6...1,2 мм в зависимости от диаметра протяжки. Снимаемые каждым зубом стружки получаются в виде отдельных частей с ребром жесткости толщиной 2az за счет того, что на участке канавки предыдущего зуба стружка не снимается. Ребро жесткости ухудшает свертываемость стружки в канавках между зубьями, из-за чего приходится значительно снижать величину подачи на зуб. Это приводит к нежелательному увеличению длины протяжки. Так, для цилиндрических протяжек ориентировочные значения толщин а2 среза при обработке:

сталей - а2 = 0,02...0,04 мм;

чугуна -а2= 0,03...1,0 мм;

алюминия -- аг = 0,02...0,05 мм;

бронзы и латуни -az = 0,05...0,12 мм.

При большей толщине среза жесткость стружки мешает ее завиванию во впадине между зубьями. Стружка упирается в дно впадины, в результате чего возможны ее заклинивание и даже поломка протяжки.

Стружкоделительные канавки прорезают шлифовальным кругом при небольшом (2...30) поднятии заднего центра протяжки для создания заднего угла по дну канавки. При этом ослабляются режущие кромки зубьев в точках К пересечения канавок с задней поверхностью. Это приводит к более интенсивному износу зубьев на этих участках и, соответственно, к снижению стойкости протяжки.

Схема группового резания (рис. 3. 3, б) отличается от вышеописанной тем, что все режущие зубья делятся на группы или секции, состоящие из 2...5 зубьев, в пределах которых зубья имеют одинаковый диаметр. Припуск по толщине делится между группами зубьев, а по ширине - между зубьями группы благодаря широким выкружкам, выполненным в шахматном порядке. Каждый зуб снимает отдельные части припуска участками режущей кромки, где нет выкружек. При этом благодаря большой ширине выкружек снимаемая стружка не имеет ребер жесткости, хорошо скручивается в канавках между зубьями, даже при увеличении толщины среза до аг = 0,3...0,4 мм при обработке стали и до az = 1,0...1,2 мм при обработке чугуна. За счет этого при групповой схеме резания возможно существенное сокращение длины режущей части протяжки.

Широкие выкружки на зубьях обеспечивают увеличение угла стыка выкружек и режущих кромок до 130...150°, что в сочетании с задними углами б = 4...6° на вспомогательных режущих кромках, полученными при вышлифовывании выкружек, обеспечивает повышение стойкости протяжек в 2-3 раза по сравнению с одинарной схемой резания.

При проектировании протяжек с групповой схемой резания последний зуб в группе, не имеющий выкружек и выполняющий роль зачистного, делают с занижением на 0,02...0,04 мм по диаметру относительно других зубьев. Это необходимо, чтобы избежать образования кольцевых стружек, возможных при упругом восстановлении обработанной поверхности после прохода прорезных зубьев.

Недостатком групповой схемы резания является повышенная трудоемкость изготовления протяжки по сравнению с одинарной схемой.

Форма режущих кромок зубьев протяжки определяется принятой схемой формирования обработанной поверхности.

При профильной схеме (рис. 3. 3, в) контур всех режущих кромок подобен профилю протягиваемого отверстия. При этом в окончательном формировании обработанной поверхности принимают участие только последние зубья, а остальные служат для удаления припуска. При сложной форме отверстий использование такой схемы нецелесообразно, так как усложняет изготовление протяжки. Профильная схема в основном применяется при формировании простых по форме поверхностей, например, круглых или плоских.

Прогрессивная схема. Режущие кромки на зубьях протяжки расположены не по всему протягиваемому периметру, а на части его, каждый зуб протяжки срезает слой толщиной в 3-10 раз большей, чем при профильной схеме резания. При этом слой материала в пределах принятой толщины среза или величины подъема на зуб срезается одной секцией, состоящей из двух и более зубьев.

При использовании генераторной схемы (рис. 3. 3, г) форма режущих кромок не совпадает с формой обработанной поверхности, которая формируется последовательно всеми зубьями. Например, при обработке квадратного отверстия по генераторной схеме режущие кромки имеют форму дуг окружностей.

При высоких требованиях к шероховатости обработанной поверхности рекомендуется использовать комбинированную схему (3. 3, д), при которой два-три последних режущих и калибрующие зубья работают по профильной, а остальные - по генераторной схеме.



30. Определение, назначение и классификация фрез по основным признакам

Фрезерование является широко распространенным процессом резания материалов, применяемым для обработки плоских и фасонных поверхностей.

Режущий инструмент при фрезеровании - фреза.

Фреза - многозубый режущий инструмент, выполненный в виде тела вращения, на образующей поверхности или на торце которого расположены режущие кромки. Главное вращение при фрезеровании - вращение инструмента, а движение подачи - обычно поступательное перемещение заготовки.

Фрезы можно классифицировать по следующим основным признакам:

l По конструкции режущих зубьев:

а) фрезы с остроконечными зубьями

б) с затылованными зубьями

l По расположению зубьев относительно оси фрезы:

а) фрезы цилиндрические с зубьями, расположенными по поверхности цилиндра;

б) дисковые

в) фрезы торцовые с зубьями, расположенными в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы;

г) концевые

д) фрезы угловые или конические с зубьями, расположенными на конусе;

е) фрезы фасонные с зубьями, расположенными на поверхности с криволинейной образующей.

l По направлению зубьев к оси фрезы:

а) фрезы прямозубые;

б) фрезы с винтовыми зубьями;

в) фрезы с наклонными зубьями;

l По способу крепления:

а) фрезы насадные с отверстием для насаживания на оправку;

б) фрезы концевые с цилиндрическим или коническим хвостовиком.

l По конструкции инструмента:

а) фрезы с зубьями, сделанными за одно целое с корпусом;

б) фрезы сборные со вставными зубьями, в том числе с напаянными или механически закрепляемыми режущими пластинами из твердого сплава или СТМ.

l По конструкции зубьев фрезы делятся на две большие группы:

- с остроконечными зубьями

- с затылованными зубьями

Форма зубьев фрез должна быть такой, чтобы:

1) обеспечивалась необходимая прочность зуба;

2) допускалось возможно большее количество переточек;

3) объем канавок между зубьями был достаточным для размещения стружки.

l На практике получили распространение три формы остроконечных зубьев:

1) трапециевидная,

2) параболическая;

3) усиленная.



31. Конструкции зубьев фрез. Их достоинства и недостатки. Формы остроконечных зубьев фрез

По конструкции зубьев фрезы делятся на две большие группы:

- с остроконечными зубьями

- с затылованными зубьями

Форма зубьев фрез должна быть такой, чтобы:

1) обеспечивалась необходимая прочность зуба;

2) допускалось возможно большее количество переточек;

3) объем канавок между зубьями был достаточным для размещения стружки.

На практике получили распространение три формы остроконечных зубьев:

1) трапециевидная,

2) параболическая;

3) усиленная.

Трапециевидная форма (а) наиболее простая в изготовлении, но при этом зуб несколько ослаблен, поэтому имеет небольшую высоту и малый объем стружечной канавки. Однако такая форма зубьев допускает небольшое число переточек и применяется на фрезах для чистовой обработки. При этом число зубьев из-за их малого объема может быть максимально возможным. Параболическая форма зуба (б) обладает наибольшей прочностью на изгиб, так как спинка зуба, оформленная по параболе, обеспечивает равнопрочность во всех сечениях по высоте зуба. Недостатком этой формы является необходимость для каждой высоты зуба иметь свою сложную фасонную канавочную фрезу. Усиленная форма зуба (в) применяется для тяжелых работ вместо параболической формы. Такой зуб имеет ломаную спинку, а также увеличенные толщину и высоту. Получают эти зубья двойным фрезерованием угловыми фрезами с углами. Хотя при этом число операций увеличивается вдвое, такие зубья проще в изготовлении, чем параболические. Они имеют больший запас на переточку и высокую прочность. При этом используются стандартные канавочные фрезы с прямолинейными режущими кромками.



32. Виды дисковых фрез, цилиндрические фрезы, их назначение и конструктивные особенности

l Цилиндрические и дисковые фрезы.

Особенностью конструкций этих фрез является расположение главных режущих кромок на цилиндре, ось которого совпадает с осью вращения инструмента, параллельной обрабатываемой поверхности. У цилиндрических фрез нет вспомогательных режущих кромок, и они работают в условиях свободного резания.

Зубья дисковых фрез, наоборот, на одном или обоих торцах снабжены вспомогательными режущими кромками. Причем, в отличие от цилиндрических фрез, их диаметр значительно больше длины фрезы. Оба типа фрез, как правило, насадные, с отверстием и шпоночными пазами для крепления на оправках.

l Цилиндрические фрезы применяют для обработки плоских поверхностей. Основными элементами конструкции цилиндрических фрез является: диаметр Д, ширина L и диаметр отверстия под оправку d. Обдирочные цилиндрические фрезы имеют Д=60-150мм, z=8-14 и w=30о. Чистовые цилиндрические фрезы имеют Д=40-110мм, z=12-22 и w=20о.

l Цилиндрические фрезы со вставными ножами (сборной конструкции) имеют Д=750-200мм. Корпус фрезы делается из стали 40Х, вставные ножи - из быстрорежущей стали.

l Рифленые ножи закрепляют затяжкой в клиновых рифленых пазах, наклоненных к оси фрезы под углом w=20-45о.

l Применяют также сборные цилиндрические фрезы с впаянными в корпус пластинками из твердого сплава.

l Дисковые фрезы, в отличие от цилиндрических фрез, предназначены для обработки узких поверхностей, прорезки пазов, подрезки уступов, отрезки заготовок и т. д.

l Различают следующие типы дисковых фрез:

l 1) трехсторонние - с режущими кромками на обоих торцах и на цилиндрической части;

l 2) двусторонние - с режущими кромками на одном из торцов и на цилиндрической части;

l 3) односторонние - с режущими кромками только на цилиндрической части.

l 4) пазовые;

l 5) прорезные и отрезные

Трехсторонняя дисковая фреза с зубьями, расположенными параллельно оси называется прямозубой, а с зубьями, расположенными наклонно к оси и направленными в разные стороны (влево и вправо) - фрезой с разнонаправленными зубьями.

Для обработки стальных деталей применяют трехсторонние фрезы с Д=60-100мм и z=16-22. Переходную фаску между цилиндрической и торцевой режущими кромками делают =0,3-0,5мм.

Двусторонняя дисковая фреза имеет на цилиндрической части винтовые зубья.

Односторонняя дисковая фреза является прямозубой. Во избежание трения фрезы о стенки прорезаемой канавки боковые ее стороны (торцы) шлифуют с углом 1=030/. Односторонняя дисковая фреза шириной b 5 мм используется как шлицевая или прорезная. Односторонние дисковые фрезы используются с большим числом зубьев (например, для фрезы Д=75, z=80). Дисковые фрезы цельной конструкции всех типов изготавливают из инструментальных легированных и быстрорежущих сталей. Для скоростного фрезерования применяют дисковые фрезы, оснащенные пластинками из твердых сплавов.



33. Особенности конструкций торцевых и концевых фрез, их назначение

У торцовых и концевых фрез ось вращения расположена перпендикулярно к обрабатываемой поверхности. При этом, кроме главных режущих кромок, находящихся на цилиндрической поверхности, на торце фрезы имеются вспомогательные режущие кромки. Торцовые фрезы, как правило, изготавливают насадными, а когда их диаметр становится значительно меньше длины, то они переходят в группу концевых фрез.

Торцовые фрезы широко используются при обработке плоских поверхностей, в том числе ступенчатых, которые невозможно обработать цилиндрическими фрезами. Главный угол в плане ц у торцовых фрез можно изменять в широких пределах - от 90° и ниже. Для повышения стойкости и производительности обработки угол ц уменьшают до 45...60° и даже до 10...20°. Такие фрезы называют торцово-коническими, так как главные режущие кромки у них находятся на конической поверхности Торцовые фрезы больших диаметров (d = 100...1000 мм и более) чаще всего изготавливают сборными, оснащенными СМП. Реже применяются такие фрезы со вставными ножами из быстрорежущей стали и совсем редко с ножами, оснащенными эльбором. Последние используют для чистовой обработки высокопрочных чугунов и закаленных сталей. Наиболее распространенно крепление при помощи рифлений и клиньев. Вставной нож на нижней своей поверхности имеет рифление, такие же рифления имеются в гнезде корпуса фрезы. Клин закрепляет нож при помощи двух болтов.

Концевые фрезы применяются для обработки пазов, уступов с взаимно перпендикулярными поверхностями и для контурной обработки заготовок.

Разновидностью концевых фрез являются шпоночные фрезы и фрезы для обработки Т-образных пазов, нашедших широкое применение в столах станков и корпусах станочных приспособлений.

Шпоночные фрезы имеют два зуба с глубокими прямыми или наклонными стружечными канавками и длиной рабочей части, равной примерно трем диаметрам фрезы.

Фрезы для обработки Т-образных пазов работают в тяжелых условиях и часто ломаются из-за пакетирования стружки. Для улучшения ее отвода такие фрезы делают с разнонаправленными зубьями



34. Затылованнные фрезы, область применения, затылование задних поверхностей

Эти фрезы получили широкое распространение в машиностроении, главным образом при обработке деталей с фасонными профилями. Некоторые из фрез стандартизованы: полукруглые, пазовые, дисковые, червячные (для нарезания зубчатых колес), гребенчатые (для нарезания резьбы) и др. Их изготавливают чаще всего в виде насадных фрез - дисковых или цилиндрических, реже - концевых фрез с фасонными главными режущими кромками.

У фрез с затылованными зубьями передняя поверхность плоская, а задняя имеет форму архимедовой спирали.

Процесс затылования фрез производят на специальных затыловочных станках затыловочными резцами по схеме (рис. 1). Здесь фреза вращается вокруг оси, а затыловочный резец с фасонной режущей кромкой совершает возвратно- поступательные движения. Резец приближается к центру фрезы при ее повороте на 1/z оборота, а затем отскоком отходит от фрезы после обработки одного зуба и при подходе следующего. Цикл этих движений повторяется на каждом зубе, т. е. за один оборот фрезы резец совершает z возвратно-поступательных движений. Чтобы полностью обработать заднюю поверхность зубьев, фреза в процессе затылования делает несколько оборотов, так как за один оборот резец не может обработать большую площадь задней поверхности зуба, которая в конечном итоге представляет собой совокупность бесконечного числа следов фасонных режущих кромок резца.



35. Основные методы образования резьб на деталях. Виды резьбообразующих инструментов и их назначение. Резьбовые резцы и гребенки

В современном машиностроении почти половина всех деталей имеет резьбу.

Чаще всего резьба используется для крепежных целей, а также и для передачи движения (ходовые винты и гайки).

Инструменты для образования резьбы весьма разнообразны по конструкции и их можно разделить на три группы:

1) лезвийные инструменты, формирующие резьбу путем снятия припуска режущими кромками (резьбовые резцы и гребенки, метчики, резьбонарезные плашки, резьбонарезные головки, резьбовые фрезы);

2) бесстружечные инструменты, формирующие резьбу методом холодного пластического деформирования (плашки, ролики, накатники, резьбонакатные головки);

3) абразивные инструменты, работающие методом вышлифовывания профиля резьбы.

На практике наибольшее применение нашли инструменты первой группы.

1. Резьбовые резцы и гребенки.

Резьбовые резцы служат для нарезания наружной и внутренней резьбы. Резьбовые резцы работают по методу копирования, поэтому профиль их режущих кромок должен соответствовать профилю впадины нарезаемой резьбы.

Являясь фасонным инструментом, резьбовые резцы могут быть трех типов:

- стержневые;

- призматические;

- круглые.

Показан стержневой однониточный резец. От обычных резцов резьбовые резцы отличаются формой головки и профилем режущих кромок. Передний угол г=0, задние углы б1= б2. При черновом резьбонарезании равны 4…6о, а при чистовом 8…10о.

Призматический резьбовой резец (рисунок 3) при использовании закрепляют в специальной державке, часто--пружинной. Задний угол резца получается вследствие его наклона в державке. Передний угол г принимают в зависимости от обрабатываемого материала. Призматические резцы можно применять только при небольших углах подъема резьбы, так как у этих резцов нельзя принимать разные задние углы на боковых сторонах профиля. Чаще используют круглые резьбовые резцы. Изготовление круглого резца проще призматического, профиль его может быть прошлифован на резьбо- шлифовальном станке. Круглые резцы для наружной резьбы выполняют насадными.

Резец устанавливают на державку; для предохранения от проворачивания он снабжен зубцами на одном или обоих торцах (аналогично круглым фасонным резцам).

Многониточные резцы называют гребенками. Гребенки бывают:

- плоские (стержневые) (рис. 4, а);

- призматические (рис. 4, б)

- круглые с кольцевой или винтовой нарезкой (рис. 4, в).

Их используют для нарезания крепежных резьб с мелким шагом, т. е. с небольшой высотой профиля. Стержневые и призматические гребенки из-за трудности изготовления не получили широкого распространения. Распространены круглые гребенки, которые имеют несколько кольцевых или винтовых витков.



36. Виды резьбообразующих инструментов и их назначение. Метчики, их виды и назначение. Конструктивные элементы метчиков и геометрические параметры режущей части

В современном машиностроении почти половина всех деталей имеет резьбу.

Чаще всего резьба используется для крепежных целей, а также и для передачи движения (ходовые винты и гайки).

Инструменты для образования резьбы весьма разнообразны по конструкции и их можно разделить на три группы:

4) лезвийные инструменты, формирующие резьбу путем снятия припуска режущими кромками (резьбовые резцы и гребенки, метчики, резьбонарезные плашки, резьбонарезные головки, резьбовые фрезы);

5) бесстружечные инструменты, формирующие резьбу методом холодного пластического деформирования (плашки, ролики, накатники, резьбонакатные головки);

6) абразивные инструменты, работающие методом вышлифовывания профиля резьбы.

На практике наибольшее применение нашли инструменты первой группы.

Метчиком нарезают внутреннюю резьбу. Он представляет собой винт, снабженный продольными прямыми или винтовыми канавками, образующими режущие кромки. Метчик работает при двух одновременных движениях: вращательном (метчика или заготовки) и поступательном (вдоль оси метчика). Метчики можно подразделить на следующие основные типы:

- ручные,

- гаечные,

- машинные,

- плашечные,

- специальные (сборные регулируемые, конические, метчики-протяжки).

Метчик показан на рисунке 5. Рабочая часть, т. е. вся нарезанная часть метчика, делится на заборную и калибрующую. Заборной (или режущей) частью называется передняя конусная часть метчика, на долю которой приходится черновое нарезание резьбы. Калибрующая часть метчика служит для зачистки резьбы. Хвостовая часть метчика представляет собой стержень для закрепления метчика в патроне или воротке; квадрат служит для передачи крутящего момента.

К элементам, определяющим конструкцию метчика, относятся канавки для размещения стружки, режущие перья, сердцевина (внутренняя часть тела метчика). К геометрическим элементам относятся передний угол г, задний угол а, угол наклона конуса заборной (или режущей) части ц и угол наклона винтовых канавок щ.



37. Особенности конструкций некоторых основных типов метчиков

Слесарные (ручные) метчики предназначены для нарезания резьб вручную. Они изготавливаются из инструментальных сталей комплектами из двух или трех метчиков, у которых резьба получена накаткой роликами. При нарезании резьбы вручную вся работа распределяется между двумя или тремя метчиками (применяется комплект метчиков) Для резьбы с шагом до 3 мм включительно ручные метчики изготовляют комплектом из 2 шт. , для резьбы с шагом свыше 3 мм -- комплектом из 3 шт.

Полный профиль резьбы имеет только чистовой метчик. Черновой и средний метчики имеют меньшие наружные диаметры. Различна и длина заборной части каждого метчика; у чернового метчика она наибольшая (4Р), у чистового -- наименьшая (1,5 + 2Р). Наиболее распространенным является такое распределение работы, при котором 50--60% приходится на черновой метчик, 28--30% на средний и 16--10% на чистовой. Материалом для изготовления метчиков служит быстрорежущая, инструментальная углеродистая сталь У10А.

Машинные и машинно-ручные метчики (рисунок 5) используются на сверлильных, токарных и агрегатных станках для нарезания метрической резьбы М2...М24 в заготовках из стали прочностью ув до 800 МПа, латуни, чугуна, в сквозных и глухих отверстиях. Машинно-ручные метчики отличаются от ручных формой хвостовой части, а также повышенными требованиями в отношении допусков на диаметр хвостовика, соосности его с резьбовой частью и стойкости рабочей части метчика. Материал режущей части метчиков - сталь Р6М5, резьба шлифованная и затылованная. Машинно-ручные метчики выпускаются комплектами из двух или трех номеров и могут использоваться также при нарезании резьбы вручную. Стандартные машинные метчики одинарные, имеют относительно короткую заборную часть и прямые стружечные канавки, передний угол г = 10°. Метчик имеет хвостовик с квадратом. Кольцевая выточка на хвостовике служит для предохранения метчика от выпадения из патрона. Метчики, предназначенные для нарезания резьбы в несквозных глухих отверстиях, имеют короткую заборную часть (три шага резьбы).

Гаечные метчики (рисунок 6) служат для нарезания сквозных резьб без свинчивания гаек путем их нанизывания на хвостовую часть. Для лучшего захода метчика в отверстие они имеют длинную заборную и короткую калибрующую части.

Из-за большой длины гаечных метчиков, затрудняющей их изготовление, особенно при шлифовании резьбы, их часто делают составными: отдельно изготавливают режущую и хвостовую части, а затем их соединяют сваркой трением, пайкой или с помощью резьбы.

Хвостовики гаечных метчиков изготавливают длинными прямыми или изогнутой формы (рис. 6, а, б). Метчики с изогнутыми хвостовиками применяют для нарезания резьбы в гайках на станках-автоматах с непрерывным циклом. Здесь заготовки гаек подаются из бункера в зону резания и после нарезания резьбы сходят по изогнутому хвостовику в лоток (рис. 6, в).

Плашечные и маточные метчики (рис. 7). Плашечные метчики служат для предварительного нарезания резьбы в круглых плашках до сверления стружечных отверстий, а маточные - для калибрования резьбы после сверления. Иногда их объединяют в один комбинированный плашечно-маточный метчик и используют для нарезания резьбы в плашках за один проход.

Метчики сборные, регулируемые (рис. 8) применяются с целью экономии инструментальных материалов при нарезании резьб больших диаметров, чтобы компенсировать износ, они часто изготавливаются сборными, регулируемыми по диаметру.

Как видно из рис. 9, в корпусе 1 крепится стержень 2 с наклонными пазами. Гребенки 3 входят в пазы стержня и прижимаются крышкой 4. При перемещении стержня 2 с помощью винтов 5 происходит регулировка диаметра метчика. Недостатком этой конструкции является необходимость вывинчивания метчика из отверстия. Метчики для конической резьбы (рис. 9) применяют там, где требуется получить герметичное резьбовое соединение без применения уплотнительных средств. Это достигается за счет деформации витков резьбы при осевом перемещении, например труб, муфт, работающих при высоких давлениях передаваемой среды (масло, вода, воздух) и высоких температурах.



38. Виды резьбообразующих инструментов и их назначение. Резьбонарезные плашки, их виды и назначение. Основные конструктивные элементы круглых плашек

В современном машиностроении почти половина всех деталей имеет резьбу.

Чаще всего резьба используется для крепежных целей, а также и для передачи движения (ходовые винты и гайки).

Инструменты для образования резьбы весьма разнообразны по конструкции и их можно разделить на три группы:

7) лезвийные инструменты, формирующие резьбу путем снятия припуска режущими кромками (резьбовые резцы и гребенки, метчики, резьбонарезные плашки, резьбонарезные головки, резьбовые фрезы);

8) бесстружечные инструменты, формирующие резьбу методом холодного пластического деформирования (плашки, ролики, накатники, резьбонакатные головки);

9) абразивные инструменты, работающие методом вышлифовывания профиля резьбы.

На практике наибольшее применение нашли инструменты первой группы.

Резьбонарезная плашка - это гайка, превращенная в режущий инструмент путем сверления стружечных отверстий и формирования на зубьях режущих перьев передних и задних углов.

Плашки применяют для нарезания наружных резьб на болтах, винтах, шпильках и других крепежных деталях. По форме наружной поверхности плашки бывают:

-круглые,

-квадратные,

-шестигранные,

-трубные. (рисунок 10)

Для слесарных работ они делаются разрезными и зажимаются в воротках.

Самое широкое применение нашли плашки круглые, как наиболее технологичные и простые в эксплуатации. Они изготавливаются из калиброванных прутков быстрорежущей стали на токарных прутковых станках-автоматах. На рис. 10а показана конструкция круглой плашки и ее основные конструктивные и геометрические параметры. Конструктивные параметры: наружный диаметр плашки Д, толщина В, диаметры стружечных отверстий dc и окружности их центров da, ширина просвета с, ширина пера b, минимальная толщина стенки е. Геометрические параметры плашки: передний угол г, задний угол б и угол заборного конуса. Плашки устанавливаются в воротке при работе вручную или в кольце при работе на станках с подвижной посадкой по наружному диаметру.

Рабочая часть плашки состоит из двух взаимозаменяемых при износе заборных конусов с углом 2ф, расположенных с обоих торцов, и калибрующей части между ними. Калибрующая часть плашки предназначена для калибрования резьбы. Она влияет на направление и самоподачу инструмента в процессе резания. В основном плашками нарезают остроугольную крепежную резьбу диаметром от 2 до 36 мм, реже от 42 до 48 мм.



39. Методы нарезания зубьев зубчатых колес. Инструменты, работающие по методу копирования. Принцип работы, преимущества и недостатки

Для нарезания зубьев цилиндрических колес применяются зуборезные инструменты. Это наиболее сложные и дорогостоящие из всех видов лезвийных инструментов.

Нарезание зубьев осуществляется:

1) методом копирования;

2) методом обкатки.

При методе копирования профиль режущих кромок фасонного инструмента полностью соответствует профилю впадин между зубьями колеса. По такому методу работают:

- дисковые и пальцевые фасонные фрезы,

- зубодолбежные многорезцовые головки,

- протяжки,

- дисковые шлифовальные круги.

Метод копирования заключается в образовании зубьев фасонным инструментом (модульными фрезами), профиль режущей части которого в осевой плоскости соответствует профилю впадины зуба (рис. 1, в). Основные схемы обработки зубьев по методу копирования модульными дисковыми и пальцевыми (применяются реже) фрезами показаны на рис. 1,б и 1,а. Заготовку устанавливают на оправке делительной головки. Для нарезания зубьев на заготовке колеса необходимы три движения (рис. 1):

1. Главное движение - вращение фрезы.

2. Движение подачи - относительное перемещение инструмента вдоль образующей зуба.

3. Движение деления - периодический поворот заготовки на один зуб после обработки очередной впадины (поворачивают на угол 360є/Z).

Нарезание зубьев по способу копирования дисковыми фрезами производится на универсально-фрезерных станках с применением делительных головок, а пальцевыми фрезами нарезают на зубофрезерных станках, снабженных специальными головками или на специальных станках. Способ копирования в силу ряда недостатков применяется лишь для нарезания зубьев колес невысокой точности при единичном, мелкосерийном производстве (главным образом в ремонтных мастерских).

Достоинством метода копирования является простая кинематика станка. Однако точность изготовления зубьев колес низка из-за неизбежных погрешностей изготовления инструментов. Дисковые зуборезные фрезы представляют собой дисковые фрезы с фасонными режущими кромками. Применяются для нарезания прямозубых и реже косозубых колес (m = 0,3...26 мм) на универсально-фрезерных станках с делительным устройством. В процессе зубонарезания фреза вращается вокруг своей оси, а дви-жение подачи задается заготовке, установленной в делительном устройстве станка, параллельно ее оси. В начале захода фреза врезается на полную глубину впадины и далее перемещается вдоль нее. Процесс последо-вательной обработки впадин между зубьями нарезаемого колеса произ-водится путем деления на один окружной шаг. Основным достоинством такого инструмента является простота переточки. Как и все инструменты с затылованными зубьями, дисковые модульные фрезы перетачиваются по передней грани. Процесс зубонарезания ими прост в наладке и кинематике и не требует применения специальных зуборезных станков. Однако такой способ нарезания зубьев является малопроизводительным и обеспечивает низкую точность из-за погрешностей деления и установки фрезы относительно заготовки. Зубья фрезы, как правило, затылованные,имеют далеко не оптимальную геометрию режущих кромок, что приводит к снижению режимов резания и стойкости инструмента. Число зубьев у фрез с затылованным зубом из-за необходимости иметь большой припуск на переточку мало, что также отрицательно сказывается на производительности и качестве обработанной поверхности. Поэтому данным инструментом нарезаются колеса самой низкой (9-й и 10-й) степени точности. При нарезании прямозубых колес методом копирования профиль режущих кромок является копией профиля впадины между зубьями колеса.

Неточность нарезания зубьев этим способом в основном определяется следующей причиной: чтобы получить точный профиль зубьев, нужно было бы для каждого модуля применять отдельную дисковую фрезу. Но это экономически невыгодно, так как пришлось бы иметь в цехе слишком большое число фрез. Поэтому используют наборы в 8, 15 или 26 фрез. Таким образом, одной фрезой нарезают зубчатые колеса с разным числом зубьев, находящимся в определенном диапазоне. Пальцевые зуборезные фрезы - это концевые фрезы с фасонным профилем режущих кромок; применяются в тяжелом машиностроении для нарезания крупномодульных колес (m = 10...100 мм) с прямыми, косыми и шевронными зубьями. В отличие от дисковых фрез, пальцевые фрезы (рис. 4) крепятся консольно с помощью резьбы, с базированием по точно выполненному цилиндрическому пояску на посадочной части шпинделя станка. С целью экономии инструментальных материалов зубья у фрез с m > 50 мм делают с приваренными сваркой режущими пластинами. Для Получения оптимальных задних углов зубья фрез изготавливаются остроконечными, а не затылованными. У чистовых пальцевых фрез для нарезания прямозубых колес методом копирования профиль режущих кромок определяется по той же методике, что и для дисковых фрез, т. е. он совпадает с профилем впадины между зубьями колеса. Существенными недостатками пальцевых фрез являются низкая производительность и малая точность нарезаемых колес. Низкая производительность обусловлена самим способом нарезания: малым числом зубьев, нежестким консольным креплением, большими усилиями резания из-за большой ширины срезаемого слоя и большого угла контакта с заготовкой, вследствие чего приходится снижать подачу и скорость резания. Достоинством пальцевых фрез является возможность использования их на универсальных фрезерных станках при нарезании колес очень больших модулей, а в случае нарезания шевронных колес без канавки для выхода инструмента в месте изменения наклона зубьев, они являются единственно возможным зуборезным инструментом. Пальцевые фрезы являются специальным инструментом и серийно не изготавливаются.



40. Методы нарезания зубьев зубчатых колес. Инструменты, работающие по методу обкатки. Принцип работы, преимущества и недостатки

Для нарезания зубьев цилиндрических колес применяются зуборезные инструменты. Это наиболее сложные и дорогостоящие из всех видов лезвийных инструментов.

Нарезание зубьев осуществляется:

1) методом копирования;

2) методом обкатки.

При методе копирования профиль режущих кромок фасонного инструмента полностью соответствует профилю впадин между зубьями колеса. По такому методу работают:

- дисковые и пальцевые фасонные фрезы,

- зубодолбежные многорезцовые головки,

- протяжки,

- дисковые шлифовальные круги.

Наиболее широкое распространение в практике получило механическое воспроизводство зубчатого зацепления -- метод обкатки (огибания). Он заключается в том, что заготовке и инструменту сообщают движения,- воспроизводящие сцепление пары сопряженных зубчатых колес или колеса с зубчатой рейкой; одновременно режущий инструмент совершает рабочее движение резания. По этому принципу работают зуборезные гребенки (рис. 5 а), червячные фрезы (рис. 5 в), долбяки (рис. 5 б). Форма режущих зубьев у этих инструментов не совпадает с профилем впадин между зубьями нарезаемых колес и определяется в результате сложных расчетов. Этот метод отличается от предыдущего более высокими производительностью и точностью обработки благодаря непрерывности процесса обката, причем одним инструментом можно нарезать колеса данного модуля независимо от числа зубьев. Недостатки: сложная кинематика зуборезных станков и конструкция самих инструментов.

Метод обкатки с применением гребенки

Достоинством зубчатой гребенки как инструмента является простота конструкции. Благодаря этому достигается высокая точность изготовления инструмента и нарезаемых гребенкой колес. Процесс нарезания колеса гребенкой осуществляется при поступательном и вращательном перемещении заготовки в горизонтальной плоскости относительно гребенки и при возвратно-поступательном движении гребенки в вертикальной плоскости. Преимущество - более высокая производительность изготовления колес и возможность нарезания одним и тем же инструментом зубчатых колес с разным числом зубьев.

Метод обкатки с применением червячной фрезы

Червячные зуборезные фрезы - это многолезвийные инструменты реечного типа, работающие по методу обката. Червячная фреза представляет собой одно- или многозаходный червяк, который имеет определенный исходный контур зубчатой рейки, а расположенные вдоль оси продольные стружечные канавки образуют зубья с режущими кромками, необходимые для обработки резанием. Вращение колеса и фрезы строго скоординированы с движением подачи. За один оборот фрезы колесо поворачивается вокруг оси на а/z1 оборота, где а - число заходов фрезы; z1 - число зубьев нарезаемого колеса. Все зубья однозаходной фрезы участвуют в формировании профиля впадины зубьев колеса, которые получаются как огибающая различных положений зубьев фрезы. При работе многозаходных фрез за один оборот фрезы одновременно обрабатывается число впадин, равное числу заходов.

Метод обкатки с применением долбяка

Долбяк представляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса, у которого вершины и боковые стороны зубьев снабжены передними и задними углами. Долбяки предназначены для нарезания зубьев цилиндрических прямозубых, косозубых и шевронных колес, а также колес внутреннего зацепления. Долбяки незаменимы при нарезании зубьев в упор, например на блочных колесах или колесах с фланцами. Они обеспечивают большую производительность при нарезании колес с узким буртом и большим числом зубьев, при нарезании зубчатых секторов и реек. Следует отметить их высокую технологичность, возможность достижения высокой точности при изготовлении и широкую универсальность в применении. Изготавливают долбяки из быстрорежущей стали и очень редко снабжают твердосплавными пластинами. К числу недостатков долбяков следует отнести: сложность кинематики зубодолбежных станков, ограничения применяемости по числу зубьев нарезаемых колес из-за вносимых погрешностей в их профиль.

Размещено на Allbest.ru

...