4.10.2. Нарезание резьбы гребенкой

Резьбовая гребенка является основой многих инструментов: метчиков, плашек и представляет собой композицию из резьбовых резцов 1, 2, 3, 4, 5 (см. рис.4.17) со срезанными на различную величину вершинами под углом в плане φ и отстоящих друг от друга на величину шага P.

Рис.4.17. Резьбовая гребенка – композиция из резьбовых резцов 1, 2, 3, 4, 5

Обработка резьбы гребенкой производится за один проход и является более производительной, чем обработка резцом. При обработке на токарном станке заготовке сообщается вращение с заданной скоростью резания V, а гребенке - осевое движение, путь которого за время одного оборота заготовки равен ходу нарезаемой резьбы. В отличие от резца гребенкой можно нарезать только такую резьбу, шаг которой является кратным шагу гребенки.

Элементы режима резания:

скорость резания V = πd_n/6∙10⁴ м/с; подача на оборот S₀ = Pi,

где i - число заходов нарезаемой резьбы.

Глубина резания равна рабочей высоте профиля нарезаемой резьбы.

Размеры срезаемого слоя: толщина срезаемого слоя а = Pi sin φ, ширина срезаемого слоя для каждого выступа 1, 2, 3… профиля резьбы гребенки различна и равна соответственно b₁, b₂, b₃, b₄ .

Рис. 4.18.Схема образования резьбы при нарезании резьбовой гребенкой

На рис. 4.18 показана гребенка в некоторый момент ее работы и положения режущей кромки в различные моменты. Режущая кромка при этом последовательно проходит через точки M₀, M₁, M₂…M₆, занимая положения, обозначенные цифрами 0, 1, 2…6. Положение 0 соответствует началу обработки, когда режущая кромка точкой А соприкасается с заготовкой в точке В. Положение 6 соответствует концу обработки. При этом каждый из рабочих выступов профиля резьбы гребенки 1, 2, 3, 4 срезает определенный слой. Выступ 5 в работе не принимает участия и является запасным, вступающим в работу по мере переточки гребенки.

Сумма площадей сечений, срезаемых работающими выступами гребенки, характеризует нагрузку на гребенку. Она зависит от соотношения длины нарезаемой резьбы L_р и длины активной части режущей кромки гребенки L_a = h сtg φ. На практике встречаются два случая: первый, когда L_а > L_р, и второй, когда L_а < L_р.

Рис. 4.18 соответствует первому случаю. Для определения суммы площадей сечений слоев срезаемых всеми работающими выступами гребенки выберем координатную систему XO₁Y, в которой ось OX совпадает с образующей поверхности впадин, а ось OY отстоит от заготовки на расстояние L_а. При этом началу обработки будет соответствовать положение точки M₀ на оси ОY. Обозначим ординаты текущего положения режущих кромок для первого и последнего работающих выступов профиля резьбы гребенки соответственно через Y₁ и Y₂. Из рис. 4.18 видно, что для положения режущей кромки, обозначенного цифрой 4, вышеуказанная сумма равна площади фигуры A₁M₄EF. Ввиду малости угла в плане φ < 15˚ эту фигуру можно принять за трапецию. Площадь ее определяется

F=	A4Е+M4E	(Y2 – Y1)
	2

Из подобия треугольников A₄FO и M₄EO и теоретического профиля имеем

P	=	H	;	P	=	H
A4E		H –Y1		M4E		H – Y2

Применительно к метрической резьбе, выразив все размеры через шаг Р, получим

Fc = 0,236 P2 [	4,2(Y2 – Y1)	–	2,44(Y22 – Y12)	]
	P		P2

Необходимо заметить, что выражение, стоящее перед квадратной скобкой, определяет площадь сечения канавки метрической резьбы, равную F₀ = 0,236 P². Из рис.4.18 имеем

Y₁ =[ x – (L_p + L_a)] tg φ, Y₂ = (x – L_a) tg φ.

Здесь x изменяется в пределах L_а + L_р x L_а. Суммарная площадь F_c будет максимальной при x = L_a + L_p. Для случая, когда L_р > L_а , F_max = F₀.

В обоих случаях F_c определяет расчетную нагрузку при проектировании инструмента и приспособлений.