Загальні відомості про різьбах
Вершина різця при переміщенні з постійною подачею уздовж обертається заготовки при різанні залишає на її поверхні гвинтову лінію. Нахил гвинтовий лінії до площини, перпендикулярної осі обертання заготовки, залежить від частоти обертання шпинделя із заготовкою і подачі різця і називається кутом m підйому гвинтової лінії. Відстань між гвинтовими лініями, виміряний вздовж осі заготовки, називається кроком Р гвинтової лінії. Якщо відрізок на поверхні деталі, рівний кроку гвинтової лінії, розгорнути на площину, то з прямокутного трикутника АБВ можна визначити tgm = P / pd, де d-діаметр заготовки з гвинтовою лінією. При поглибленні різця в поверхню заготовки уздовж гвинтової лінії утворюється гвинтова поверхня, форма якої відповідає формі вершини різця. Різьба - гвинтова поверхня, утворена на тілах обертання і застосовується для з'єднання, ущільнення або забезпечення заданих переміщень деталей машин і механізмів. Різьблення підрозділяються на циліндричні (утворені на циліндричних поверхнях) і конічні (утворені на конічних поверхнях). Залежно від призначення нарізного сполучення застосовують різьблення різного профілю. Профілем різьби називається контур перетину різьблення в площині, що проходить через її вісь. Широко застосовуються різьблення з гострокутним, трапецеїдальним і прямокутним профілями.
Основні елементи різьби:
кут a, профілю - кут між бічними сторонами профілю, який вимірюється в осьовому перерізі;
вершина профілю - ділянку профілю, що з'єднує бічні сторони виступу;
западина профілю - ділянку профілю, що з'єднує бічні сторони канавки;
крок Р різьблення - відстань між сусідніми однойменними бічними сторонами профілю в напрямку, паралельному осі різьби;
зовнішній діаметр d різьблення - діаметр уявного циліндра, описаного навколо вершин зовнішньої різьби або западин внутрішньої різьби;
внутрішній діаметр d1 різьблення - діаметр уявного циліндра, вписаного в западини зовнішньої різьби або в вершини внутрішньої різьби;
середній діаметр d2 різьби - діаметр уявного співвісного з різьбленням циліндра, що утворює якого перетинає профіль, різьблення в точці, де ширина канавки дорівнює половині кроку різьби;
кут m підйому різьби - кут, утворений дотичною до гвинтової лінії в точці, що лежить на середньому діаметрі різьблення, і площиною, перпендикулярній осі різьби.
Різьблення бувають ліві і праві. Гвинт з правого різьбленням загортається при обертанні за годинниковою стрілкою (зліва направо), а гвинт з лівого різьбленням - при обертанні проти годинникової стрілки (справа наліво). Розрізняють різьби однозахідні і багатозахідні. Однозаходная різьблення утворена однією безперервною ниткою різьблення, а многозаходная - декількома нитками різьблення, еквідистантно розташованими на поверхні деталі. Число ниток легко визначити на торці деталі, де починається різьбова поверхня. У многозаходной різьбі розрізняють хід і крок. Ходом многозаходной різьблення називають відстань між однойменними точками одного витка однієї нитки різьблення, вимірюється паралельно осі деталі. Хід многозаходной різьблення дорівнює кроку різьблення, помноженому на число заходів.
Нарізування зовнішньої і внутрішньої різьби
При нарізуванні зовнішньої різьби більшого поширення набули головки з круглими гребінками, так як вони прості за конструкцією, дозволяють працювати з великим числом переточувань і володіють більшою стійкістю, ніж радіальні і тангенціальні гребінки. Пристрій і робота гвинторізних головок мають незначні відмінності. У наведеній на малюнку нижче конструкції гвинторізні головки нарізування зовнішньої різьби виробляють круглими різьбонарізними гребінками 2 з кільцевої нарізкою, які встановлюють виточенням 3 на кулачках 4 рівномірно по колу на рівній відстані від центру, що залежить від діаметра нарізати різьблення, і кріплять гвинтами 1. Опорна поверхня кулачків забезпечує кут нахилу j витків різенарізальних гребінок, а також зміщення витків сусідніх гребінок на 1 / Z кроку різьблення, де z - число гребінок. Пружинами 5 через штифти 13 кулачки 4 притискаються до обойми 7, яка за допомогою рукоятки 12 може переміщатися уздовж корпусу 6. У робочому положенні, малюнок - а) різьбонарізні гребінки зведені, так як кулачки 4 своїми виступами М впираються в обойму 7. Налагодження різенарізальних гребінок на розмір виробляють або по придатної готової деталі, або по прохідному робочому нарізному калібру, які встановлюють в робочу зону. Зміна розміру виробляють поворотом кільця 9 гвинтами 14. Разом з кільцем 9 за допомогою штифта 8 повертається корпус 6 з кулачками 4, які, переміщаючись по скошеним поверхонь Г обойми 7, видаляються або наближаються до осі головки. На верстат різьбонарізні головки встановлюють і закріплюють хвостовиком 10. Зазор між корпусом 6 та хвостовиком 10 вибирається пружиною 11. Різьблення нарізають з примусовою подачею головки, яка дорівнює кроку нарізати різьблення. Можна нарізати різьблення і голівкою, що переміщається самозатягування. На певній відстані до кінця робочого ходу подача припиняється і головка зупиняється. При цьому зупиняються хвостовик 10 і обойма 7, а корпус 6, захоплюємося різьбленням деталі, продовжує переміщатися. В результаті виступи М кулачків 4 виходять з обойми 7 і кулачки разом з гребінками 2 під дією пружин 5 розходяться, звільняючи оброблювану деталь. Повернення різенарізальних гребінок в початкове положення, а також зупинку процесу обробки різьби виробляють поворотом рукоятки 12.
Невращающаяся гвинторізна головка для нарізування зовнішньої різьби:
а) - в робочому положенні, б) - з відкритими гребінками
Внутрішню різьбу частіше нарізають різьбонарізні головки з призматичними гребінками, ріжучі кромки яких розташовуються на одному діаметрі і мають Заходне конус. Число гребінок в комплекті залежить від розміру головки. Гребінки зміщені в комплекті відносно один одного відповідно до кута підйому гвинтової лінії нарізати різьблення. Гребінки 2 (рисунок нижче) розташовані в радіальних пазах корпусу 6 резьбонарезной головки, торець якого закритий фланцем 1. Гребінки 2 можуть переміщатися по конічної частини втулки 4, в результаті чого змінюється відстань від осі головки до робочої частини гребінки. Втулка 4 пов'язана з тягою 5 і переміщається всередині корпусу 6 (уздовж осі) з сердечником 10 під дією пружини 13 або від рукоятки 11 з кульовим наконечником 8. Тяга 5 пов'язана з втулкою різьбових з'єднань, а з сердечником 10 - проточкою, в яку входить стопор 7. Корпус 6 має паз, по якому переміщається рукоятка 11. Налагодження резьбонарезной гребінки на розмір виробляють по робочому нарізному калібру, по еталонної деталі або по кільцю, внутрішній діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру різьби. Налагодження на розмір різенарізальних гребінок виробляють при знятих фланці 1 і стопорі 17. У час, що звільнився отвір на шліци 3 вставляють торцевий ключ, яким повертають по різьбі тягу 5 всередині втулки 4. Остання утримується від обертання стопором 16, який входить в осьової паз. Обертаючи тягу 5, можна висувати або прибирати всередину корпусу 6 конічну частину втулки 4. При цьому гребінки 2 або висуваються, збільшуючи зовнішній діаметр різьби, або зсуваються до осі головки, зменшуючи діаметр різьби. Автоматичне відключення головки при закінченні нарізування різьблення проводиться кільцем 15, яке впирається в торець деталі. Кільце 15 встановлюють на потрібний розмір, переміщаючи на стрижнях 14 щодо муфти 9, і фіксують в потрібному положенні стопорами 18 в корпусі 12. Муфта 9 виконана рухомий вздовж корпусу 6, а від проворота утримується шпонкою-роликом 19. При закінченні нарізування різьблення кільце 15 впирається в торець деталі і муфта 9 зупиняється. Корпус 6 продовжує переміщатися і фігурний паз 20 муфти 9 повертає рукоятку 11 і виводить її з прямої ділянки на фігурний ділянку паза в корпусі 6, спрямований в бік хвостовика. При цьому пружина 13 зміщує сердечник 10 разом з клином 4 в сторону хвостової частини, зводить гребінки до осі головки і виводить їх з різьблення, що дозволяє швидко відвести головку у вихідне положення.
Невращающаяся гвинторізна головка для нарізування внутрішньої різьби
Головки можуть бути самораскривающіеся і не розкривається. Ролики виконують з кільцевої і гвинтовим різьбленням. Ролики з кільцевої різьбленням встановлюють в головці під кутом підйому гвинтової лінії накатуваної різьблення і зміщують один щодо іншого на 1 / z кроку, де z - число роликів в комплекті. Ролики з гвинтовим різьбленням встановлюють паралельно осі заготовки. Різьбонарізні голівки за принципом роботи не відрізняються від різенарізальних головок. Накочення різьблення проводиться, як правило, при самозатягування головки, тому осьова подача інструменту на заготовку необхідна тільки в початковий період, поки ролики не захоплять заготовку. При накоченні поверхню різьблення виходить ущільненої і без микронеровностей, характерних для обробки різанням, що підвищує міцність різьби. Різьблення можна накочувати на деталях з різних матеріалів. Матеріал вважається придатним для накочування різьблення, якщо його відносне подовження d> 12%. При накоченні резьб рекомендується застосовувати в якості мастильно-охолоджувальної рідини емульсію або масло.
Для отримання різьблення методом пластичної деформації на внутрішній поверхні застосовують Розкатники (рисунок ліворуч). Розкатники має забірну частину з конічною різьбою довжиною L1 = 3P для глухих і L = (10-20) Р для наскрізних отворів. Калібрує виконана з циліндровим різьбленням довжиною L2 = (5-8) Р. По всій робочої частини Розкатники виконується огранювання r = 0,2-0,6 мм для зменшення сил тертя при обробці різьблення. В процесі роботи Розкатники обертається щодо деталі при примусової подачі уздовж осі.
Існує два способи фрезерування різьби: дискової різьбовій фрезою і гребенчатой фрезою.
Перший спосіб застосовують для попереднього нарізування зовнішніх різьб з великим кроком. Профіль фрези відповідає профілю різьби. Ось фрези по відношенню до осі заготовки розташована під кутом, рівним куту підйому різьблення. Фреза обертається і має поступальний рух уздовж осі заготовки на один крок за один оборот заготовки. Обертання заготовки створює кругову подачу. Цей спосіб неточний, тому після фрезерування різьблення її зазвичай обробляють різцем в два-три проходи на токарно-гвинторізний верстаті.
Другий спосіб - фрезерування різьби гребенчатой фрезою застосовується для коротких різьблень; ширина фрези на два-три кроки більше довжини.
Фрезерування різьби проводиться при повільному обертанні заготовки (рух подачі 0,3-1,2 мм на оборот фрези) і швидкому обертанні інструменту (до 60 м / хв), який в початковий період врізається в метал в радіальному напрямку. При обробці фреза переміщається уздовж своєї осі на величин; кроку 1,3 різьблення, а весь процес обробки здійснюється за 1,3 обороту нарізається заготівлі (третина обороту потрібна для врізання фрези і зачистки місць входу зубів). Для нарізування різьблень (головним чином на валах) таким способом застосовують напівавтоматичні різьбофрезерні верстати для коротких різьблень.
За типом різьблення на кріпильних елементах може бути внутрішньою (на гайках, сполучних муфтах, гільзах анкерів і т.п.) і зовнішньої (на шурупах, саморізах, болтах і т.д.)
По виду різьблення буває метричної і Неметричні. Часто замість останнього терміну використовують термін <дюймовая>, протиставляючи метричну і дюймову системи вимірювання довжин. Проте, параметри як Неметричні, так і метричної різьби можуть бути виражені в будь-який з вищезазначених систем вимірювання. Для цього існують спеціальні таблиці переведення параметрів кріпильних елементів з однієї системи в іншу.