Для нарезания резьбовых поверхностей резцами необходимо выполнить целый ряд действий: настроить станок, подобрав и установив сменные зубчатые колёса; установить заготовку и резец; произвести подготовительную обработку изделия; нарезать резьбу.
Настройка станка на нарезание резьбы резцами.
На токарных станках резьба нарезается резцом только при его механической подаче с помощью ходового винта. Для этого следует кинематически связать шпиндель и ходовой винт таким образом, чтобы за один оборот заготовки перемещение резца равнялось шагу нарезаемой резьбы P (или ходу Н для многозаходной резьбы). Современные токарно-винторезные станки настраивают на нарезание
резьбы с любым шагом при помощи постоянных наборов сменных зубчатых колес гитары и определённых сочетаний зацепления шестерен коробок подач.
Требуемый шаг резьбы получают соответствующим переключением зубчатых колёс обратимого и множительного механизмов коробки подач. Шаги резьб указаны в таблице, закрепленной на передней бабке. При нарезании нестандартных или особо точных резьб, когда настроить станок на нарезание резьбы с помощью рукояток невозможно, используют схему передачи движения, изображенную на рис. 5.7. За один оборот ходового винта суппорт переместится на шаг винта Рх.в. Резьбу заданного шага Р на детали получают при условии, что Р = Рх.в × Nх.в, где Nх.в число оборотов ходового винта за один оборот шпинделя, Nхв = Uобщ, где
и Uобщ -общее передаточное отношение кинематической цепи
между шпинделем и ходовым винтом. В эту цепь входят звено
увеличения шага (ЗУШ), механизм реверсирования (трензель),
-
-гитара с набором сменных зубчатых колёс и коробка подач при
передаточном отношении U ЗУШ Uз.уш = 1:
-
Uобщ = Итренз × Uгит Uкор.под,
где Uтренз передаточное отношения; Uгит передаточное отношение гитары; Uкор.под передаточное отношение коробки подач.
При настройке станка для нарезания реьбы передаточное отношение определяют по формуле :
Uобщ= P × Pхв
Если движение передается двумя парами колес, передаточное
отношение зубчатых передач определяют по формуле :
P = (P÷Pхв) =z1 z3
z2 z4
Определив передаточное отношение по первой из двух формул, можно подобрать числа зубьев сменных зубчатых колёс, позволяющих получить данное передаточное отношение.
К станкам прилагаются наборы зубчатых колёс с числами зубьев 20; 25; 30; 35; ...; 120 (каждое последующее колесо имеет на
5 зубьев больше, чем предыдущее) и колеса с числом зубьев 127;
36; 48; 52; 57; 64; 73; 86. При подборе зубчатых колёс нужно обеспечить соблюдение условий сцепляемости. Для этого числа зубьев колёс, составляющих передаточное отношение, должны удовлетворять следующим условиям:
Z1 + Z2 больше или равно Z3 + 15;
Z3 +Z4 больше или равно Z2 + 15.
Рассмотрим примеры расчетов, необходимых для настройки
токарно-винторезного станка, в котором шпиндель и ходовой
винт связаны с помощью сменных зубчатых колес в соответствии
со схемой, изображенной на рис. 5.7.
--------
После подбора и установки сменных зубчатых колес производят установку заготовки и резца.
Резьбовой резец необходимо установить точно по линии центров так, чтобы средняя линия резца была направлена перпендикулярно к оси обрабатываемой детали. Установка ниже центра приводит к искажению профиля, а установка выше центра «затиранию» резца. Для получения правильного профиля резьбы резец устанавливают по шаблону. Шаблон прикладывают к заготовке (детали) на уровне оси и резец вводят в профильный вырез.
Правильное положение режущих кромок резца проверяют на просвет, затем резец закрепляют и убирают шаблон.
Подготовка изделия к нарезанию на нём резьбы резцами заключается в чистовом обтачивании или растачивании того участка,
на котором будет нарезана резьба. Диаметр вала под резьбу должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы, а диаметр отверстия больше внутреннего диаметра резьбы. В конце резьбового участка протачивают канавку для выхода резца. Ширина канавки должна быть не менее шага резьбы (при скоростном нарезании резьбы твердосплавными резцами 2-3 шага).
Глубина канавки должна быть больше глубины резьбы на 0,1... 0,2 мм.
Нарезание резьбы производят за несколько рабочих ходов, их число находят по справочнику. В зависимости от шага резьбы и
материала режущей части определяют число черновых и чистовых рабочих ходов. При черновой обработке срезают 0,75һ (где һ высота профиля резьбы), а при чистовой — 0,25h. После каждого
рабочего хода резец выводят из канавки, суппорт возвращают в исходное положение и снова выполняют рабочий ход. Если шаг ходового винта делится без остатка на шаг нарезаемой резьбы (резьба «четная»), то резец будет попадать во впадины резьбы при замыкании разъемной гайки в любом положении суппорта. Если резьба «нечетная», т.е. шаг ходового винта не делится на шаг резьбы без остатка, то суппорт возвращают в исходное положение при ускоренном обратном вращении шпинделя без размыкания разъёмной гайки. При возвращении суппорта в исходное положение обратным ходом в сопряжении винтовой пары (ходового винта и разъемной гайки) образуется люфт (зазор).
Для устранения люфта между ходовым винтом и разъемной
гайкой перед каждым новым рабочим ходом резец отводят на дватри шага за пределы резьбового участка, а затем начинают выполнение нового рабочего хода. Первый и последний витки могут
получиться утолщенными, поэтому, чтобы гайка навертывалась на
винт, их подрезают резьбовым резцом.
Резьбы с шагом до 2 мм нарезают поперечным врезанием (рис.
5.8, а), а с шагом более 2 мм боковым врезанием (рис. 5.8, б).
При боковом врезании облегчается процесс резания, так как у резца работает только одна режущая кромка, и повышается качество обработки. При наладке станка на этот способ обработки верхнюю часть суппорта поворачивают на угол, равный полови не угла профиля нарезаемой резьбы (например, для нарезания метрической резьбы на 30°).
При нарезании левой резбы врезание резца производится в зарезьбовую канавку и резец двигается слева направо. Направления вращения ходового винта и шпинделя не должны совпадать.
Направление вращения ходового винта переключают с помощью
механизма трензеля.
Режимы резания. Глубина резания н.р определяется высотой профиля резьбы һ, числом черновых и чистовых рабочих ходов.
При черновой обработке глубина резания составляет 0,75h, а при
чистовой обработке 0,25h. Глубину резания каждого рабочего хода определяют как отношение толщины срезаемого слоя металла (0,75h и 0,25h) на число рабочих ходов.
Подача Sн.р равняется шагу резьбы, а для многозаходных резьб ходу резьбы. Скорость резания н.р при нарезании резьбы на стальных заготовках быстрорежущими резцами 20... 35 м/мин;
твердосплавными резцами 100...150 м/мин; при обработке чугуна быстрорежущими резцами 10... 15 м/мин; твердосплавными резцами 40...60 м/мин.
При нарезании внутренних резьб из-за затрудненных условий
обработки скорость резания снижается на 20...30%.