Протяжки

Классификация фрез

Классификацию фрез проводят по сле­дующим показателям.

По расположению зубьев относительно оси различают: фрезы цилиндрические с зубьями, расположенными на поверхности цилиндра (рис. 26, а), фрезы торцовые с зубьями, расположенными на торце цилиндра (рис. 26, б), фрезы угловые с зубьями, расположенными на конусе (рис. 26, в), фрезы фасонные с зубья­ми, расположенными на поверхности с фасонной образующей (рис. 26, г) (с выпуклым и вогнутым профилем). Неко­торые типы фрез имеют зубья как на цилиндрической, так и на торцовой по­верхности, например дисковые двух- и трехсторонние (рис. 26, д), концевые (рис. 26, е), шпоночные (рис. 26, ж, з).

По направлению зубьев фрезы могут быть прямозубыми (рис. 26, д), в кото­рых направляющая линия передней по­верхности лезвия прямолинейна и перпен­дикулярна направлению скорости главного движения резания (под направляющей ли­нией передней поверхности понимают линию, по которой движется точка пря­мой, описывающей эту поверхность), косозубые (рис. 26, г), у которых направ­ляющая линия передней поверхности лез­вия прямолинейна и наклонена под углом к направлению скорости главного движения резания, с винтовым зубом (рис. 26, а), в которых направляющая линия передней поверхности является винтовой.

По конструкции фрезы могут быть, цельными, составными, например с при­паянными или приклеенными режущими элементами, сборными, например осна­щенными многогранными пластинами из твердого сплава; наборными, состоящими из нескольких отдельных стандартных или специальных фрез и предназначенные для одновременной обработки нескольких по­верхностей.

Рис. 26. Типы фрез и обрабатываемых поверхностей:

а — цилиндрическая; б — торцовая; в – угловая;

г – фасонные; д — дисковые двух- и трехсторонняя;

е — концевые; ж, з — шпоночные; и — с острозаточенными зубьями; к — с затылованными зубьями

По способу крепления на станке различают фрезы насадные с отверстием под оправку и концевые с коническим или цилиндрическим хвостовиком.

Фрезы цельные - зубья цельных фрез выполнены как одно целое с корпу­сом из быстрорежущей стали. Их делают насадными для закреп­ления на оправке станка (это наиболее распространенный тип фрез) и с цилиндрическим или коническим хвостовиками для непо­средственного закрепления в гнезде шпинделя станка или патрона. Хвостовыми изготовляют преимущественно фрезы малого диамет­ра, которые нельзя выполнить насадными. Хвостовики делают из конструкционной стали и приваривают встык к рабочей части из быстрорежущей стали.

Сборные фрезы более экономичны. Корпуса таких фрез делают из конструкционных сталей, обычно стали 40Х, а ножи (зубья) из режущих материалов или конструкционных сталей с напаянными, приклеенными или механически закрепленными режущими пла­стинками. Ножи крепятся в пазах корпусов клиньями, штифтами, винтами и другими способами.

Для повышения производительности фрезы всех разновидно­стей оснащают твердыми сплавами. Однако следует иметь в виду, что из-за повышенной хрупкости твердого сплава и ударной нагруз­ки при входе и выходе зуба из резания не все твердосплавные фрезы одинаково работоспособны. Фрезы с жесткими корпусами, такие, как торцовые, успешно работают при фрезеровании любых конст­рукционных материалов. Другие разновидности твердосплавных фрез с недостаточной жесткостью корпусов, особенно отрезные и ди­сковые, хорошо зарекомендовали себя при обработке чугуна и цвет­ных металлов, где усилия резания сравнительно небольшие. Обра­ботка стали такими фрезами также производится, но при тщатель­ной отладке операции, заключающейся в обеспечении надлежащей жесткости станка, приспособления, детали, достаточной плавности подачи стола станка, равномерности вращения его шпинделя, вы­бора наиболее подходящих марок твердого сплава и оптимизации параметров инструмента.

Наиболее рациональным способом крепления пластинок твер­дого сплава является механическое крепление, устраняющее дефек­ты напайки пластин. Самыми прогрессивными среди них следует считать конструкции с механическим креплением неперетачиваемых многогранных пластинок твердого сплава, используемых для сборных конструкций резцов.

Широкое применение получили сборные фрезы с ножами или резцами, в гнездах которых пластинки твердого сплава напаивают­ся или приклеиваются. Основное их преимущество по сравнению с фрезами, оснащенными неперетачиваемыми пластин­ками, состоит в том, что конструкция — повышенной жесткости и позволяет разместить больше режущих зубьев. Конструктивное оформление основных типов таких фрез такое же, как и с быстро­режущими пластинчатыми ножами, только по­перечное сечение ножей несколько больше.

Отличаются от быстрорежущих торцовые фрезы для обработ­ки стали. В связи с большими силами резания ножи выпускают с крупным сечением, наподобие токарных резцов, и закрепляют в кор­пусе различного рода клиньями.

У фрез малых размеров, которые не могут быть сделаны сбор­ными, а также у относительно крупных концевых, цилиндрических и торцовых фрез с винтовыми пластинками твердого сплава, плас­тинки напаиваются или наклеиваются непосредственно на корпуса.

Мелкоразмерные твердосплавные фрезы делают целиком из твердого сплава или в виде твердосплавных коронок с зубьями, ко­торые напаиваются на хвостовые державки.

По конструкции зубьев фрезы могут быть с острозаточенными (рис. 26, и) и затылованными (рис. 26, к) зубьями. Затылование — процесс образования задней поверхности инструмента по некоторой кривой (обычно спираль Архимеда) для получения задних углов. У острозаточен­ных фрез задние углы получают заточкой. Фрезы работают с малыми подачами на зуб, поэтому их изнашивание проис­ходит по задней поверхности, и затачивать их целесообразно по задней поверх­ности. Однако такую за­точку не всегда возможно и не всегда целесообразно выполнять. Форма произво­дящей поверхности может быть сложной, исключающей возможность заточки зад­ней поверхности зуба шлифовальным кругом. Нецелесообразно производить заточ­ку задней поверхности у фрез с точным профилем, например у червячных зубо­резных и шлицевых, потому что в этом случае нужно вновь обеспечить требуемую точность профиля и шага зубьев. Для приведенных случаев целесообразнее при­менять затылованные зубья, заточка кото­рых производится по передней поверхности, что обеспечивает ее просто­ту.

2.7.2. Элементы конструкции

и геометрические параметры фрез

Элементы конструкции.Фрезы разных типов — это разновид­ности двух базовых конструкций: торцовой и цилиндрической. Поэтому схемы работы фрез сводятся к цилиндрическому (рис. 27, а) и торцовому (рис. 27, б) фрезерованию, а все фрезы имеют сходные элементы конструкции: тело 1, у сборных конструкций его называют корпусом,зубья 2,стружечные канавки 3(рис. 27, а) и присоединительную часть для закрепления на станке и передачи крутящего момента в виде отверстия со шпоночной канавкой у на­садных фрез или в виде цилиндрического или конического хвосто­вика у концевых фрез. У торцовых фрез средних размеров крутящий момент передается шпоночным пазом на торце, а у крупных сборных конструкций — другими жесткими эле­ментами. На каждом зубе фрезы различают переднюю поверхность 5, заднюю поверхность 4 и спинку зуба 5 (рис. 27, а).

Для повышения плавности работы и повышения стойкости зубья фрез делают винтовыми.

Рис. 27. Фрезерование цилиндрической (а)

и торцовой (б)фрезами

Форма зубьев фрез разного назначения различна. Все они, за исключением фасонных, делаются с остроконечным зубом трех разновидностей: трапецеидальным, параболическим и усилен­ным, которые характеризуются параметрами, показанными на рис. 28.

Зубья трапецеидальной формы (рис. 28, а) наиболее, про­стые, но не прочные, для тяжелых работ непригодны, делаются только у фрез с мелким зубом, предназначенных для чистового фрезерования, при торцовом шаге зубьев t < 10 мм и отношении диаметра фрезы к числу зубьев D / z < 3.

Параболический зуб (рис. 28, в)представляет собой балку равного сопротивления изгибу и является наиболее рациональным для тяжело нагруженных фрез с t ≥ 10мм и D / z ≥ 3, применяемых для чернового фрезерования.

Заменив параболу ломаной линией, образуют усиленный зуб, (рис. 28, б), который по прочности мало уступает параболическомy и получил более широкое распространение, так как его проще изготовить. С усиленным зубом делают фрезы для черновых работ и все фрезы, оснащенные пластинками твердого сплава.

Переточки остроконечных зубьев после затупления выполня­ют по наиболее изношенной, задней поверхности.

Рис. 28. Формы остроконечных зубьев:

а — трапецеидальный; б — усиленный;

в — параболический

Зубья фасонных фрез делают в большинстве случаев затылованными, с криволинейной задней поверхностью, очерченной по гребню А участком АС кривой Архимеда (рис. 29).

При обра­зовании задней поверхности на токарно-затыловочном станке по схеме рис. 29 фреза 1 равномерно вращается по стрелке v, а резец 2 с профилем изделия, обрабатываемого фрезой, равномерно пода­ется кулачком 3 в радиальном направлении S. За один оборот ку­лачка с рабочим участком φ_р по спирали Архимеда фреза повер­нется на угловой шаг ε. Таким образом, в процессе затылования режущий контур Е΄АЕ резца постоянно лежит в радиальной пло­скости фрезы. Поэтому профиль зуба фрезы в любом радиальном сечении одинаковый, соответствует профилю затыловочного резца, чего нельзя достичь при линейчатой форме задней поверхности зуба, выполненной по одной из схем рис. 28. В результате появляется возможность переточку зубьев фрезы после затупления упростить и производить по передней радиальной плоскости, а не по фасонной задней поверхности. Это — единственное преимущество затылованного зуба. Во всех остальных отношениях он хуже: малое число переточек, больше шероховатость обработанной поверх­ности профиля детали и ниже стойкость фрез из-за неблагоприят­ной геометрии зуба. Поэтому в случае большого потребления оди­наковых фасонных фрез их делают с остроконечным зубом и идут на дополнительные затраты по изготовлению специальных приспо­соблений для переточки фрез по задней поверхности.

Рис. 29. Схема радиального затылования зуба фрезы

Толщина тела фрезы m (см. рис. 27) выбирается минимальной по прочности.

Диаметр посадочного отверстия желательно иметь возможно большим с целью увеличения жесткости оправки, что позволит увеличить производительность фрезерования за счет увеличения подач, не опасаясь при этом вибраций.

Наружный диаметр фрез предпочтительно мень­ший, так как меньше крутящие моменты и больше производительность обработки за счет сокращения времени врезания. Однако это не всегда возможно, так как выбор диаметра зависит также от конструкции детали и размеров ее обрабатываемых поверхно­стей, от особенностей конструкции сборных фрез, размеров стру­жечной канавки, плавности фрезерования и других факторов.

Длина (ширина, толщина) рабочей части фрез опре­деляется размерами обрабатываемых поверхностей. Если длина цилиндрической фрезы недостаточна — на фрезерную оправку на­саживают несколько фрез, обеспечив перекрытие режущих кромок на стыке. Такие фрезы называют составными. Составными могут быть дисковые фрезы для фрезерования пазов, фасонные фрезы. Когда в результате переточек зубьев ширина фрезы уменьшается, ее легко восстановить, положив между составными частями про­кладку. Подобным образом можно составлять целые наборы фрез для одновременной обработки нескольких поверхностей (рис. 30).

Рис. 30. Фрезерование набором фрез:

1, 2, 3,4 — направление схода стружки; 5, 6 — направ­ление вращения; 7,8 — направление осевых сил

Размеры хвостовика концевых фрез определяются величиной крутящего момента, зависящего от режима резания и других па­раметров обработки.

Элементы конструкции хорошо отработанных и проверенных в производственной практике фрез стандартизованы и нормализо­ваны и назначаются по стандартам и нормалям.

Геометрические параметры фрез.

Зуб фрезы представляет со­бой вращающийся резец, закрепленный в теле фрезы. Поэтому на­значение и определение геометрических параметров фрез такое же, как и у токарных резцов. Соотношения между углами заточки в разных секущих плоскостях для резца и фрезы тоже одинаковы. До­статочно установить положение координатных плоскостей (основ­ной плоскости и плоскости резания), режущих кромок, передней и задней поверхностей, чтобы показать эти параметры на эскизе и определить необходимые взаимосвязи.

Основной плоскостью фрезы, как и других вращающихся ин­струментов, в статической системе координат является осевая плос­кость, проходящая через вершину зуба, а плоскость резания перпен­дикулярна к основной и касательна к режущей кромке в рассмат­риваемой точке. За вершину зуба, расположенного на цилиндре фрезы, принимают рассматриваемую точку режущей кромки.

Цилиндрическая фреза имеет только главные режущие кромки, расположенные на наружном цилиндре. Вспомогательных режу­щих кромок нет.

Задний угол фрезы, как и резца, задается в нормальной секу­щей плоскости, перпендикулярной к основной и плоскости резания, т. е. в плоскости М—М, перпендикулярной к оси фрезы в рассмат­риваемой точке режущей кромки (рис. 31, а, б).

Передний угол γ в отличие от резца задается в плоскости N—N, нормальной к направ­лению зуба (рис. 31, б). Поскольку для цилиндрической фрезы с прямым зубом плоскости М—М и N—N совпадают, то оба угла γ и α задаются в плоскости, перпендикулярной к оси фрезы.

Рис. 31. Геометрические параметры фрез:

а — цилиндрической с прямым зубом, б — цилиндрической с винтовым зубом; в — торцовой

Углы в секущей плоскости М—М являются одновременно поперечными угла­ми фрезы, соответствующими продольным углам резца. Взаимо­связь между ними определяется формулами:

;

,

где ω — угол наклона зуба фрезы, который у резца является углом наклона главной режущей кромки.

Угол ω для цилиндрических фрез является одновременно и про­дольным передним углом.

Зуб торцовой фрезы в проекции на основную плоскость (рис. 31, в) полностью повторяет токарный прямой проходной ре­зец с главным углом в плане φ, вспомогательным углом в плане φ₁, углом наклона главной режущей кромки λ, с передними и задними углами в трех плоскостях: главной секущей плоскости N — N, перпендикулярной к проекции главной режущей кромки на основную плоскость, в продольной секущей плоскости О — О, параллельной оси фрезы, и в поперечной секущей плоскости R—R, перпендику­лярной к оси фрезы. Поэтому продольные углы фрезы часто назы­вают осевыми, а поперечные — радиальными. Так же называют продольные и поперечные углы других фрез.

В отличие от резца фреза имеет передний и задний углы зуба на цилиндре, которые обозначены в сечении N' — N', нормальном к направлению зуба. Кроме того, задний главный угол α фрезы задается в плоскости R — R, перпендикулярной к оси фрезы, а не в главной секущей N — N, как у резца. В плоскости N — N задний угол называют нормальным задним углом α _N. Продольный передний угол фрезы γ_пр равен углу наклона зуба ω. Соотношения между углами в разных секущих плоскостях такие же, как у резца.

Геометрические параметры других разновидностей фрез обо­значаются так же, как у цилиндрической или торцовой фрезы. Толь­ко у фрез пазовых, отрезных и прорезных, не имеющих зубьев на торцах, с целью уменьшения трения о стенки паза делают поднутрение в сторону посадочного отверстия фрезы. В результате появляется вспомогательный угол в плане φ₁, как у токарного отрезного резца.

У фасонных фрез с затылованным зубом нормальные задние углы вдоль кромки не постоянны, что определяется самой схемой образования задней поверхности. Не трудно представить, что уча­стки кромки, перпендикулярные к оси фрезы, параллельны движению затыловочного резца. Поэтому задние поверхности зуба, при­мыкающие к этим участкам кромки, являются частью торцовой пло­скости, перпендикулярной к оси фрезы, и задние нормальные углы в этом случае равны нулю. Таким образом, наибольший задний угол в точке А будет постепенно уменьшаться вплоть до нуля к точ­кам Е и Е′ режущей кромки фрезы (см. рис. 29). Нормальные пе­редние углы изменяются подобным образом. Чтобы не допустить значении задних углов меньше 3°, прибегают к различным способам их увеличения, в том числе к косому затылованию, т. е. затылованию под углом к оси фрезы, чтобы ни один участок режущей кромки фрезы не совпадал с направлением перемещения затыловочного резца.

Величина заднего угла α на вершине фрезы (точка А, рис. 29) задается величиной затылования К, необходимой для выбора заты­ловочного кулачка. Взаимосвязь между К и α определяется из кри­волинейного треугольника ABC: K = BC = ABtgα.

.

Для других точек профиля значения нормальных углов вычис­ляются по формуле

,

где α — задний угол на вершине фрезы; R — радиус фрезы; R _x — расстояние от центра фрезы до рассматриваемой точки ре­жущей кромки; φ_х — угол между касательной к проекции режущей кромки на осевую плоскость в рассматриваемой точке и перпендикуля­ром к оси фрезы, т. е. направлением подачи.

Из уравнения видно, что увеличения можно достичь увеличением φ_х за счет поворота профиля детали при фрезеровании, если форма профиля позволяет это сделать.

2.8. РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

В современном машиностроении резьбы образуют методом лезвийной обработки резцами, гребенками, фрезами, метчиками, плашками и резьбонарезными головками, методом абразивной об­работки одно- и многониточными шлифовальными кругами и методом пластической деформации резьбонакатными плашками, роликами, головками и раскатниками. Выбор способа обработки и вида резьбообразующего инструмента зависит от требуемого качества резьбы, типа производства и наличного оборудования.

Резьбонарезные резцы и гребенки являются наиболее простыми режущими инструментами, предназначенными для нарезания наружных и внутренних резьб самых различных профилей на токарных станках. По конструкции, принципу обеспечения размеров обработки и требуемых геометрических парамет­ров они представляют собой фасонные резцы стержневые (рис. 32, а, г), призматические (рис. 32, б, д) и круглые (рис. 32, в, е) с профилем впадин нарезаемой резьбы. Однониточные конструкции с профилем одной впадины резьбы (рис. 32, а - в) называют просто резьбонарезными резцами, а многониточные (рис. 32, г – е) — резьбонарезными гребенками.

Поскольку обрабатываемый профиль не кольцевой, а винто­вой, то резцы и гребенки работают не с радиальной подачей, а осе­вой, равной шагу нарезаемой резьбы. Полный про­филь резьбы образуется за несколько проходов.

Работа с большой продольной подачей привносит некоторые особенности в конструкцию рабочей части инструмента из-за силь­ного отличия рабочих углов от статических. Чтобы задние рабо­чие углы α₁ и α₂ (см. рис. 32, б) были одинаковыми, профиль рез­ца поворачивают на угол подъема нарезаемой резьбы, он должен совпадать с, направлением витков резьбы. Поэтому у стержневых и призматических резцов и гребенок профиль наклонен к опорной плоскости, а у круглых он выполняется винтовым.

Вторая особенность конструкции состоит в образовании на гребенках заборной части под углом φ, которая по­зволяет перераспределить работу между зубьями инструмента. В резании одновременно участвуют все зубья, находящиеся на за­борной части, поэтому нарезание резьбы гребенками производи­тельнее, чем резцами, число проходов может быть сокращено. Зубья полного профиля за заборной частью гребенки выполняют роль калибрующих.

Метчики и плашки — инструменты, предназначенные для нарезания внутренней и наружной резьбы соответственно на токарных, револьверных и сверлильных станках, токарных автома­тах и полуавтоматах, специальных резьбонарезных станках, а так­же вручную. Нарезание резьбы метчиками может осуществляться по копиру, т. е. с принудительной осевой подачей (способ использу­ется для нарезания точных резьб)

Рис. 32. Резьбонарезные резцы:

а — стержневой; б — призматический; в - круглый;

гребенки: г — стержневая; д - призматическая;

е — круглая

или самозатягиванием, когда в начале работы к метчику прикладывают определенное осевое уси­лие, а после нарезания первых ниток усилие снимают, и за счет образовавшейся временной винтовой пары метчик — нарезанные вит­ки резьбы метчик продолжает перемещаться в осевом направле­нии самостоятельно.

Метчик представляет собой винт, а плашка — гайку с канав­ками вдоль оси для образования режущих кромок. Элементы кон­струкции и геометрические параметры метчиков и плашек приведены на рис. 33 и 34. Назначение, обозначение и определение геометрических параметров такие же, как и у резца в статической системе координат с координатными плоскостями: основная, проходящая через ось инструмента и вершину режущей кромки (пло­скость чертежа), плоскость резания, перпендикулярная к основной, и секущая плоскость, перпендикулярная к оси метчика.

Метчик и плашку можно представить как резьбонарезные гребенки, смонтированные в корпусе и расположенные так, чтобы витки их резьбы совпа­дали с нарезаемой. Заборную часть метчика и плашки для образо­вания задних углов α затылуют по наружной поверхности на ве­личину К, как фасонную фрезу (рис. 33, 34). С целью уменьшения трения по боковым сторонам резьбы метчик затылуют также и по профилю (по боковым сторонам) резьбы для образования не­больших вспомогательных задних углов α₁ (до 20'). Кроме того, затылование шлифованием производят с небольшой обратной конусностью, т. е. с уменьшением диаметра метчика в сторону хвосто­вика на (0,05…0,1): 100. Эти приемы уменьшения трения часто недостаточны.

Вязкие обрабатываемые металлы интенсивно налипа­ют на боковые поверхности резьбы метчика. В некоторых случаях впадины резьбы метчика даже завариваются обрабатываемым ме­таллом, что приводит к порче нарезаемой резьбы и даже поломке метчика. В таком случае используют специальные метчики — шах­матные и корригированные.

Рис. 33. Элементы конструкции метчика:

1 - затылочная поверхность; 2 — сердцевина;

3 — передняя поверхность; 4 - спинка; 5 — канавка,

6 — перо

Метчики с шахматным зубом — это метчики с не­четным числом перьев, зубья которых вырезают в шахматном по­рядке от зуба к зубу в обход по винтовой линии нарезки (рис. 35, а).

Метчики с шахматными витками имеют четное число перьев с полностью вырезанными витками резьбы через один, т. е. вырезают все зубья на одном витке, на следующем ос­тавляют и т. д. (рис. 35, б).

В процессе работы шахматными метчиками витки резьбы де­тали могут упруго деформироваться в направлении А (рис. 35, в), давление и трение на боковых контактных поверхностях резьбы метчика уменьшается.

Рис. 34. Резьбонарезные плашки: а — круглая;

б — квадратная, в — шестигранная; г — трубчатая

Зубья и витки резьбы вырезают на калибрующей части метчи­ка, но если этого недостаточно, то можно вырезать зубья и на за­борной части. Тогда оставшиеся режущие зубья будут срезать слой металла удвоенной толщины, уменьшится крутящий момент, но по­низится стойкость метчика. Полные витки резьбы на заборной ча­сти не вырезают, так как оставшиеся режущие зубья будут пере­гружены: каждый из них будет выполнять свою работу и работу всех последовательно удаленных перед ним зубьев (двух, четырех и т. д.).

Корригированные метчики обеспечивают наилуч­шие результаты по уменьшению трения: у них на 5° уменьшен угол профиля. В результате между зубьями метчика и обрабатываемой деталью образуются угловые зазоры по боковым сторонам резьбы (рис. 35, г).

Рис. 35. Элементы конструкции усовершенствованных метчиков: а — с шахматными зубьями; б — с шахматными витками; в — положение шахматного метчика в детали;

г — корригированный; д — с винтовыми стружечными ка­навками; е — бесканавочный;

ж — с седлообразным затылованием заборной части;

з — с бочкообразными зубьями на калибрующей части

Высота остаточного не срезанного слоя металла h укладывает­ся в микропрофиль поверхности с R_а = 1,0…0,4 мкм. Однако следу­ет помнить, что положительные результаты работы метчика дости­гаются только в случае сообщения ему принудительной осевой по­дачи, строго равной шагу нарезаемой резьбы.

Метчики с винтовыми стружечными канав­ками или со скосом на передней поверхности под углом λ (рис. 35, д) выводят стружку из канавки, облег­чая доступ СОЖ в зону резания и уменьшая крутящий момент. По­этому они обладают повышенной стойкостью, реже ломаются.

Бесканавочные метчики (рис. 35, е) используют для нарезания резьб небольшого диаметра. Они обеспечивают большее число переточек, несколько более высокое качество резьбы и обладают повышенной прочностью, что особенно важно при нарезании резьбы в вязких металлах, когда мелкие метчики часто ломаются.

При нарезании глухих резьб в конце резания перед передней поверхностью метчика остаются корни стружки 1 (рис. 35,), которые при вывертывании метчика попадают под затылочную по­верхность 2 и часто приводят к скалыванию вершин режущих зубьев. Седлообразное затылование заборной части обеспечивает сре­зание корней задними кромками 3, и выкрошивания зубьев не на­блюдается.

По способу применения и назначению стандартами предусмот­рены метчики машинные, машинно-ручные, ручные или слесарные, гаечные и конические. Конструктивно они несколько отличаются друг от друга.

Машинно-ручные метчики предназначены для нарезания резьбы на станках и вручную. Профиль резьбы шлифован и затылован. Метчики малых диаметров и метчики с крупным ша­гом резьбы делают в комплекте из двух штук с целью уменьшения крутящего момента для предохранения от поломок мелких метчи­ков и облегчения нарезания крупных резьб вручную.

Ручные метчики применяют для нарезания резьбы вручную. Отличаются от машинно-ручных тем, что профиль резь­бы у них не шлифован и не затылован. Трение на рабочих поверх­ностях и крутящий момент при работе велики из-за неточностей из­готовления и коробления метчиков при закалке. Поэтому ручные метчики делают в комплекте из двух или трех штук с распределе­нием припуска по площади вырезаемой впадины: для первого метчика — 60%, второго — 30 и третьего — 10%. Для их различения на хвостовике возле квадрата нанесены кольцевые риски: одна на первом метчике, две на втором и три на третьем (чистовом). Их можно различить и по резьбе: полный профиль резьбы имеет толь­ко чистовой метчик.

Гаечные метчики выпускаются для нарезания гаек. Ра­ботают они без вывертывания. Отличаются от машинно-ручных уд­линенной заборной частью и длинным хвостовиком, на который в процессе работы нанизываются гайки. После заполнения хвосто­вика гайками метчик вынимается из патрона и гайки высыпаются.

На специальных гайконарезных станках используются гаеч­ные метчики с изогнутым хвостовиком, который служит поводком для передачи крутящего момента.

Конические метчики предназначены для нарезания конических резьб. Резьба рабочей части выполнена на конусе. Ре­жут они всей длиной рабочей части.

Резьбонарезные головки предназначены для нарезания, внутренних и наружных резьб и представляют собой как бы сборные конструкции метчиков и плашек, перья которых могут перемещаться в радиальном направлении и раскрываться на величину, достаточную для того, чтобы после окончания нарезания резьбы головку не свинчивать, а просто снять с детали в осевом направлении. Поэтому резьбонарезные головки, обладая всеми преимуществами сборных инструментов, обеспечивают более высокую производитель­ность резьбообработки и позволяют регулировать размеры.

Принципиальные схемы конструкций резьбонарезных головок представлены на рис. 36; их называют самооткрывающимися, так как в конце нарезания резьбы плашки автоматически утопают (рис. 36, а) или расходятся (рис. 36, б — г) для отвода головок в исходное положение. Для подготовки к работе головка закрывает­ся вручную при работе на токарных и револьверных станках. Такие головки называют невращающимися. У вращающихся головок для токарных автоматов открывание и закрывание головки производит­ся автоматически.

Рис. 36. Схемы резьбонарезных головок:

а — для внутренней резьбы (1 — гребенки, 2 — призма, 3 — корпус); б, в, г — для наружной резьбы

с плашками, б — плоскими радиальными, в - тангенциальными, г — круглыми радиальными (гребенками)

Режущие элементы плашек к головкам для внутренних резьб по конструкции, способу образования и геометрическим параметрам такие же, как и у метчика.

Плашки и гребенки к головкам для наружных резьб представ­ляют собой резьбонарезные гребенки или резьбонарезные фасонные резцы: стержневые (рис. 36, б), призматические (рис. 36, в) и круглые (рис. 36, г) с присущими им геометрическими параметра­ми и способами их обеспечения.

Нарезание резьбы головками производится в основном методом самозатягивания, при котором под воздействием осевых сил проис­ходит подрезание опорных сторон витков нарезаемой резьбы так же, как и при нарезании метчиками. Конструкция круглых резьбонарез­ных гребенок позволяет уменьшить подрезание путем ограничения режущей способности опорных кромок за счет уменьшения задних углов. Так как α = arcsin (К - x)/R (рис. 37), а величина К — константа головки, то уменьшить угол при вершине α, а одновременно и боковые задние углы на опорных кромках, можно, увеличив х — превышение кромки гребенки над центром детали. Заточка передней поверхности под углом λ, увеличивает значение х в сторону калибрующих ниток, что особенно желательно. Кроме того, угол λ, совместно с углом ω, который называется углом отвода стружки, направля­ет стружку по подаче.

Рис. 37. Геометрические параметры круглой гребенки

Более высокая точность резьбообработки, простота конструкции и изготовления, а также большее, чем у других типов, число перето­чек обеспечили головкам с круглыми радиальными гребенками пре­имущественное распространение в машиностроении.

Резьбонарезные фрезы (дисковые и гребенчатые) предназначены для фрезерования наружных и внутренних резьб.

Дисковые фрезы являются разновидностью фасонных. Зубья остроконечные, последовательно смещены относительно друг друга в осевом направлении. В результате на боковых сторонах фрезы зубьев в два раза меньше, чем на периферии (рис. 38, а).

Рис. 38. Дисковая резьбонарезная фреза:

а — конструкция фрезы; б — схема работы

Каж­дый зуб работает только вершинной и одной боковой кромкой. Нет встречных потоков стружки. Очень малая толщина среза боковой кромкой увеличивается вдвое, уменьшается крутящий момент и повышается стойкость фрез. Все это благоприятно сказывается на их работе.

На станке фрезу устанавливают под углом подъема резьбы τ (рис. 38, б) и сообщают ей вращение (главное движение). Обрабатываемая деталь вращается и согласованно перемещается в осе­вом направлении на один шаг за полный оборот (движения круго­вой и осевой подачи). Дисковые фрезы применяют для нарезания резьб крупного шага, в основном трапецеидальных, червяков и дру­гих резьб, кроме прямоугольных.

Гребенчатые фрезы — это тоже фасонные фрезы, но с затылованным зубом. Расположение зубьев кольцевое. В процессе работы фреза вращается при одновременном согласованном вращении и поступательном перемещении заготовки или фрезы (рис. 39).

Рис. 39. Схема работы гребенчатой резьбонарезной фрезы: а — при нарезании наружной резьбы,

б — при нарезании внутренней резьбы

В начале работы фреза перемещается в радиальном направлении до врезания на полную высоту профиля нарезаемой резьбы. Полная резьба на детали образуется за 1,25 оборота заготовки. Четверть оборота необходима для исправления профиля на­резаемой резьбы по высоте на участке врезания. Фрезы используют в основном для остроугольной резьбы небольшого шага. Для нарезания резьб с мелким шагом резьбу на фрезе делают с удвоенным шагом, но на всех четных зубьях смещают ее в осевом направлении на величину шага по отношению к нечетным зубьям.

Резцовые головки для скоростного фрезеро­вания используют для нарезания крупных, преимущественно на­ружных резьб ходовых винтов и червяков в крупносерийном и массовом производстве по методу наружного и внутреннего касания.

Широкое распространение как более производительные получили го­ловки, работающие по методу внутреннего касания. Конструктивно они представляют собой корпус в виде кольца с установленными в нем твердосплавными резцами, работающими по схеме рис. 40.

Рис. 40. Схема резцовой резьбонарезной головки:

а — схема работы; б — конструкция резцов

Обработка ведется на токарном станке. Деталь закрепляется в центрах. Головка с отдельным приводом устанавливается на суппорте токарного станка, вращается и вместе с суппортом перемещается в осевом направлении на шаг резьбы за один оборот детали. Производительность обработки из-за высокой скорости резания в 2,5…3 раза выше, чем гребенчатыми фрезами.

Шлифовальные круги также относятся к группе резьбонарезных инструментов, предназначенных для получения точных резьб как после предварительной обработки лезвийными инструмен­тами, так и без нее, по целой заготовке. Они представляют собой обычные шлифовальные круги с профилем впадины шлифуемой резьбы. Круги могут быть одно- и многониточными, работающими по схемам фрезерования соответственно дисковыми и гребенчатыми фрезами. Однониточными кругами обеспечивается более высокая точность, чем многониточными, но производительность резьбообработки значительно ниже.

Дата добавления: 2014-12-26