12. Расточные и комбинированные инструменты для обработки отверстий. Центровочные сверла.

Расточные инструменты применяются для растачивания отверстий и являются широко универсальными инструментами, так как в отличие от зенкеров, разверток и других инструментов допускают регулировку(настройку) режущих кромок в радиальном направлении.

В механообработке нашли применение следующие типы расточных инструментов: 1) стержневые резцы, 2) двухсторонние пластинчатые резцы блоки, 3) расточные головки для обработки неглубоких отверстий, 4) расточные головки для обработки глубоких отверстий.

Стержневые резцы имеют одну режущую кромку из быстрорежущей стали.

Двухсторонние пластинчатые резцы-блоки применяют для предварительного и окончательного растачивания отверстий диаметром более 25 мм. По сравнению с однолезвийными инструментами они обладают большей производительностью , обеспечивают большую точность и низкую шероховатость поверхности отверстий.

Резцы-блоки изготавливают или целиком из быстрорежущей стали, или оснащают пластинами из твердого сплава, а для увеличения стойкости изготавливают сборными и регулируемыми по диаметру. Расточные головки для обработки неглубоких отверстий имеют несколько режущих кромок. Они жестко крепятся в оправке и применяются для предварительной обработки отверстий.

Расточные головки для обработки отверстий имеют несколько режущих кромок. Они жестко крепятся в оправке и применяются для предварительной обработки отверстий.

Комбинированные инструменты - это соединение двух иболее одно- или разнотипных инструментов, закрепленных на одном корпусе, которое позволяет за один проход совмещать несколько операций или переходов. Благодаря этому значительно сокращается машинное и вспомогательное время и повышается производительность процесса обработки отверстий. Эти инструменты применяются на сверлильных, револьверных, расточных, агрегатных станках, токарных автоматах, автоматических линиях и обрабатывающих центрах.

При обработке цилиндрических отверстий широко используются комбинированные инструменты, являющиеся соединениями инструментов разных типов: сверло - зенкер, сверло - метчик, сверло - развертка, зенкер - развертка и др.

При обработке ступенчатых отверстий применяются соединения однотипных инструментов: ступенчатые сверла, зенкеры, развертки и др. При этом значительно уменьшается отклонение от соосности ступеней и повышается точность размеров между торцами обработанных поверхностей. Число ступеней в таких инструментах может доходить до шести, а число объединенных элементарных инструментов - до пяти. Выбор числа ступеней определяется требованиями достижения наибольшей производительности, точности и низкой шероховатости обработанных отверстий. Диаметры промежуточных ступеней инструмента назначают в зависимости от вида ступеней, величины снимаемого припуска, а также от схемы распределения припуска между ступенями. Диаметр последней ступени рассчитывают с учетом допуска на диаметр обработанного отверстия, величины его разбивки или усадки и допуска на износ инструмента.

Число зубьев у комбинированных инструментов с целью удобства измерения при контроле диаметра принимается четным и берется в зависимости от припуска на обработку, условий отвода стружки и величин сил и крутящих моментов, действующих на инструмент.

Для обеспечения надежного отвода стружки увеличивают размеры и угол наклона стружечных канавок, применяют стружкодробящие устройства и внутреннее напорное охлаждение. При этом стружкоотводящие канавки каждой ступени должны плавно сопрягаться с канавкой последующей ступени, не создавая препятствий для отвода стружки.

Примеры комбинированных инструментов для обработки отверстий приведены на рис. 7, а также в гл. 11.

Рис. 7. Комбинированные инструменты для обработки отверстий а, б - сверла; в - зенкер; г, д - развертка подводом СОЖ; 1 - режущая пласина; 2 - кассета; 3 - направляющая

Ступенчатые сверла применяют в основном двух вариантов: 1) все ступенчато расположенные части разных диаметров сверла имеют одну общую канавку (рис. 7, а); 2) каждая из составляющих частей сверла имеет свои стружечные канавки по длине рабочей части инструмента (рис. 7, 6). Из них сверла первого варианта значительно проще в изготовлении, чем сверла второго варианта, но имеют меньший запас на переточку.

Для надежного направления сверла при обработке отверстий с помощью кондукторной втулки длину сверла меньшего диаметра необходимо делать не более 3d1. Угол наклона стружечных канавок назначают по наибольшему диаметру сверла с учетом свойств обрабатываемого материала. Сверла диаметром 3...10 мм изготавливают с цилиндрическим хвостовиком, а диаметром более 6 мм г с коническим хвостовиком.

Ступенчатый зенкер (рис. 7, в) должен иметь канавки, объем которых позволял бы надежно отводить стружку от обеих ступеней зенкера. С целью облегчения заточки ступенчатые зенкеры часто делают сборными. При этом первую ступень зенкера выполняют в виде отдельного зенкера, снабженного коническим хвостовиком, входящим в соответствующее коническое отверстие зенкера, который предназначен для обработки второй ступени. Применяют ступенчатые сборные зенкеры со вставными ножами, а также оснащенные твердосплавными СМП.

Ступенчатая развертка (рис. 7, г) представляет собой инструмент для совмещенной обработки нескольких отверстий, расположенных соосно.

Для повышения точности обработки комбинированные развертки снабжают передними и (или) задними направляющими (рис. 7, д) либо направляющими, расположенными в средней части развертки.

При токарной обработке для получения центровых отверстий широко применяются комбинированные центровочные сверла. В зависимости от формы центровых отверстий центровочные сверла делятся на типы: А, В, R и др. (рис. 8). Центровочные сверла представляют собой комбинацию двух инструментов: сверла и зенкера - и состоят, соответственно, из сверловочной и зенковочной частей. С целью повышения общей стойкости центровочные сверла изготавливают двухсторонними.

Стружечные канавки центровых сверл винтовые, наклонные под углом ω = 5° к оси инструмента. Профиль сечения канавок прямолинейный с углом 90... 110°. Ленточка на сверловочной и зенковочной частях отсутствует. Вместо нее спинку затылуют по архимедовой спирали. При этом величина спада затылка обеспечивает в сечении, перпендикулярном к оси инструмента, задний угол  α = 1...2°.

Диаметр сердцевины центровочного сверла d₀ = (0,20...0,25)d₁ и увеличивается по направлению к зенковочной части на 0,25...0,40 мм на каждые 25 мм длины, а диаметр сверловочной части уменьшается в этом же направлении на 0,05...0,10 мм на 25 мм длины. Заточка вершины сверловочной части центровочного сверла аналогична заточке спиральных сверл.

Рис. 8. Центровочные сверла-зенковки и получаемые типы отверстий а - без предохранительной фаски; б - с предохранительной фаской; в - радиусное

Зенковочная часть имеет форму режущих кромок, обеспечивающих получение конусных участков центровых отверстий. У сверл типа В предусмотрены режущие кромки для обработки предохранительной фаски. Передняя поверхность зенковочной части является продолжением передней поверхности сверловочной части, а задняя поверхность затылуется одновременно с затылованием спинки сверловочной части. У сверл типа R режущие кромки зенковочной части выполнены по радиусу. Такая форма центровых отверстий обеспечивает лучшую самоустановку валов в центрах и повышенную прочность сверл.

Центровочные сверла обычно изготавливают из быстрорежущей стали.

13Основными видами абразивного инструмента являются: шлифовальные круги, головки, бруски, сегменты и шкурки.

Каждый вид абразивного инструмента имеет свою особенность, связанную с конструкцией станка и крепежного приспособления, с выполняемой операцией, конфигурацией и размерами детали. Внутри каждого вида инструменты различаются по наружному диаметру, высоте, диаметру отверстия (для шлифовальных кругов и головок), по диаметру и глубине выточек (для шлифовальных кругов), по длине и ширине (для брусков и сегментов).

Зернистость шлифовальных материалов. Совокупность абразивных зерен шлифовального материала в установленном интервале размеров называют фракцией, а преобладающую по массе, объему и числу зерен фракцию называют основной фракцией. Условные обозначения, соответствующие размеру зерен основной фракции, называют зернистостью. В зависимости от размера зерен шлифовальные материалы делят на четыре группы: 1) шлифзерно — 2500…160 мкм (номера от 200 до 16); 2) шлифпорошки — 160…40 мкм (от 12 до 4); 3) микропорошки — 63…10 мкм (от М63 до Ml4); 4) тонкие микрошлифпорошки — 10…3 мкм (от М10 до 5)

Связка абразивных инструментов служит для сцепления зерен шлифовальных материалов и удержания их от преждевременного выкрашивания в процессе шлифования. Она оказывает большое влияние на работоспособность абразивных кругов....

При неправильно выбранной связке происходит ненормальный износ абразивных инструментов, характеризуемый либо «засаливанием», когда инструменты теряют свои режущие свойства вследствие засорения пор размельченной связкой и стружкой, либо осыпанием вполне работоспособных зерен. В первом случае на обрабатываемой поверхности наблюдаются прижоги, а во втором случае — повышенный износ кругов....

Для изготовления абразивных кругов применяют неорганические (керамические, силикатные) и органические (бакелитовые, вулканитовые) связки. Из них наиболее распространены керамическая, бакелитовая и вулканитовая связки

Керамическая связка состоит из огнеупорной глины, полевого шпата, кварца и других материалов. Круги на керамической связке обладают высокой прочностью и кромкостойкостью.

Бакелитовая связка представляет собой бакелитовую смолу (пульвербакелит) в виде порошка и бакелитового лака. Абразивные круги с такой связкой обладают высокими прочностью и упругостью, что позволяет изготавливать их малой толщины.

Вулканитовая связка в основе имеет синтетический каучук, смешанный с небольшим количеством серы. По сравнению с кругами на бакелитовой связке, круги на вулканитовой связке более упруги, но менее теплостойки. Поэтому такая эластичная связка позволяет создавать тонкие, до десятых долей миллиметра, отрезные круги диаметром 150…200 мм. Алмазные и эльборовые круги изготавливают на бакелитовой, металлической и реже на керамической связках. Из них наиболее часто применяется металлическая связка.

Металлическая связка изготавливается из сплавов на основе меди, олова, железа, алюминия и других металлов. Она отличается высокой прочностью и износостойкостью. Круги на этой связке длительно сохраняют рабочий профиль и применяются в основном при съеме небольших припусков....

Твердость абразивных инструментов — это способность связки удерживать зерно в инструменте при воздействии на него внешних сил. Чем меньше твердость инструмента, тем легче и быстрее из него удаляются затупившиеся зерна, и наоборот. Установлена следующая шкала степеней твердости абразивных инструментов: М1…МЗ — мягкие; СМ1 и СМ2 — среднемягкие; С1 и С2 — средние; СТ1…СТ3 — среднетвердые; Т1 и Т2 — твердые; ВТ1 и ВТ2 — весьма твердые; ЧТ1 и ЧТ2 — чрезвычайно твердые. Здесь цифры 1, 2 и 3 характеризуют твердость абразивного инструмента в порядке ее возрастания.

Структура абразивного инструмента характеризует строение абразивного инструмента в зависимости от количественного соотношения между зернами, связкой и порами в единице объема и обозначается номерами от 0 до 12. С увеличением номера структуры число зерен уменьшается, а объем связки — увеличивается.

Алмазные круги (рис. 1, 6) бывают плоского прямого профиля, чашечные, тарельчатые, дисковые и другие и применяются для заточки и доводки твердосплавных инструментов, а также для шлифования труднообрабатываемых и резки неметаллических материалов....  Зернистость шлифовальных материалов. Совокупность абразивных зерен шлифовального материала в установленном интервале размеров называют фракцией, а преобладающую по массе, объему и числу зерен фракцию называют основной фракцией. Условные обозначения, соответствующие размеру зерен основной фракции, называют зернистостью....  Алмазные материалы делят на шлифпорошки и микропорошки. Размер шлифпорошков находится в пределах от 630 до 40 мкм (по размерам ячеек верхнего и нижнего сита), а размер микропорошков — от 60 до 1 мкм и менее (контролируется на микроскопе). Зернистость алмазных порошков обозначается дробью, в которой числитель соответствует наибольшему размеру зерен основной фракции, а знаменатель — наименьшему размеру, например: 400/250, 250/160 и т.д.; алмазных микропорошков — 60/40, 40/28 и т.д.; эльборовых порошков — ЛЗ15/250 (Л25), Л250/200(Л20) и т.д....  При использовании алмазных кругов рекомендуется брать: для предварительного шлифования круги зернистостью — 200/160…100/80 (марок АС4, АС6), для чистового шлифования — зернистостью 80/63…50/40 (марок АС2, АС4), для доводочного шлифования — зернистостью 40/28 и мельче. В случае, когда предварительное и окончательное шлифование производятся одним кругом, следует применять круги зернистостью 100/80…63/50 (марок АС4, АС6)....  Связка абразивных инструментов служит для сцепления зерен шлифовальных материалов и удержания их от преждевременного выкрашивания в процессе шлифования. Она оказывает большое влияние на работоспособность абразивных кругов. От количества, вида, качества и равномерности распределения связки в абразивном круге зависят твердость, прочность, структура, неуравновешенность круга и допускаемая скорость шлифования....  Для изготовления абразивных кругов применяют неорганические (керамические, силикатные) и органические (бакелитовые, вулканитовые) связки. Из них наиболее распространены керамическая, бакелитовая и вулканитовая связки....  Структура абразивного инструмента характеризует строение абразивного инструмента в зависимости от количественного соотношения между зернами, связкой и порами в единице объема и обозначается номерами от 0 до 12. С увеличением номера структуры число зерен уменьшается, а объем связки — увеличивается. Абразивные инструменты структуры 0-3 имеют очень плотное расположение зерен и используются для профильного шлифования. Абразивные инструменты структуры 5-8 имеют среднее соотношение объемов зерен, связки и пор и применяются для всех видов работ. В частности, структуры 5-6 применяются для наружного и бесцентрового шлифования; структуры 7-8 — для плоского и внутреннего шлифования; структуры 8-9 — для отрезки. Абразивные инструменты с открытой структурой (9-12) имеют наименьшее объемное содержание зерен и большие размеры пор. Работа такими инструментами улучшает отвод стружки и охлаждение зоны шлифования, а также уменьшает вероятность появления «засаливания» круга. Это позволяет работать на повышенных режимах и предотвращать появление дефектов на обработанной поверхности....  Твердость абразивных инструментов — это способность связки удерживать зерно в инструменте при воздействии на него внешних сил. Чем меньше твердость инструмента, тем легче и быстрее из него удаляются затупившиеся зерна, и наоборот. Установлена следующая шкала степеней твердости абразивных инструментов: М1…МЗ — мягкие; СМ1 и СМ2 — среднемягкие; С1 и С2 — средние; СТ1…СТ3 — среднетвердые; Т1 и Т2 — твердые; ВТ1 и ВТ2 — весьма твердые; ЧТ1 и ЧТ2 — чрезвычайно твердые. Здесь цифры 1, 2 и 3 характеризуют твердость абразивного инструмента в порядке ее возрастания.... 

15. Как всякий режущий инструмент, шлифовальные круги в процессе шлифования затупляются и теряют форму. Для восстановления режущей способности кругов и придания им правильной геометрической формы, размеров и профиля периодически в процессе работы производится их правка.

В настоящее время в зависимости от требований к точности и шероховатости обрабатываемой поверхности осуществляют алмазную и безалмазную правку следующими методами

обтачиванием алмазным инструментом

обкатыванием шлифовальными кругами, твердосплавными и металлическими дисками

шлифованием кругами из карбида кремния и алмазно-металлическими роликами

тангенциальным точением профильной поверхности круга алмазным инструментом

накатыванием накатным роликом

Правка методом обтачивания представляет собой процесс разрушения абразивных зерен и связки шлифовального круга. Правка осуществляется либо отдельными сравнительно крупными алмазными зернами, зачеканенными в державку или алмазно-металлическими карандашами диаметром 8-10 мм

Правка методом обкатывания представляет собой процесс дробления и скалывания абразивных зерен на рабочей поверхности круга правящим инструментом, получающим вращение от быстровращающегося шлифовального круга. В качестве правящих инструментов применяются:

круги из карбида кремния 54С 80 ВТ - ЧТ К;

твердосплавные монолитные ролики;

крупнозернистые твердосплавные ролики на металлической связке.

Под действием режущей кромки правящего инструмента, перемещающейся по образующей шлифовального круга со скоростью, равной величине продольной подачи, поверхностный слой связки разрушается, выступающие зерна выкрашиваются, а зерна, сидящие глубже в связке, раскалываются на части. Проскальзывание между шлифовальным кругом и правящим инструментом приводит к затуплению абразивных зерен на выправляемой поверхности круга.

При правке методом обкатывания возможны два случая взаимного положения правящего инструмента и шлифовального круга:

оси вращения шлифовального круга и правящего инструмента находятся в одной плоскости (w=0)

оси вращения шлифовального круга и правящего инструмента находятся в пересекающихся плоскостях под углом w

Правка методом шлифования (см. рис. 1, в) представляет собой процесс срезания и дробления абразивных зерен медленно вращающимся правящим инструментом, который получает принудительное вращение от самостоятельного привода или от привода передней бабки шлифовального станка. В качестве правящего инструмента применяются крупнозернистые алмазные ролики на твердосплавной связке (ГОСТ 16014-78) и круги из карбида кремния высокой степени твердости.

При этом методе вследствие разности скоростей шлифовального круга и правящего инструмента происходит скалывание абразивных зерен, а иногда - выкрашивание целых зерен под давлением правящего инструмента. В настоящее время для этого вида правки все большее применение находят алмазно-металлические ролики, получающие принудительное вращение по направлению вращения шлифовального круга или против него.

Правка методом тангенциального точения представляет собой процесс, аналогичный процессу обтачивания, и осуществляется путем срезания абразивных зерен алмазным бруском. Операция выполняется на плоскошлифовальных станках по всей рабочей поверхности круга при продольном перемещении станка.

Брусок с профилем, соответствующим профилю обрабатываемой заготовки, закрепляется на столе станка за заготовкой. Шлифовальный круг при каждой подаче на глубину приводится в соприкосновение с профильной поверхностью бруска. Такой контакт круга с правящим алмазным бруском позволяет постоянно обновлять его профиль и тем самым обеспечивать высокое качество обрабатываемых поверхностей деталей, точность размеров и стабильность профиля.

Правка методом 1 накатывания рабочей поверхности круга представляет собой процесс дробления абразивных зерен и связки при относительно медленном вращении накатного ролика и круга. Применяется исключительно для правки профильных шлифовальных кругов. Правящим инструментом служит фасонный стальной ролик, имеющий профиль обрабатываемой детали.

16Хонингование — вид абразивной обработки материалов с применением хонинговальных головок (хонов). В основном применяется для обработки внутренних цилиндрических поверхностей путём совмещения вращательного и возвратно-поступательного движения хона с закреплёнными на нём раздвижными абразивными брусками с обильным орошением обрабатываемой поверхности смазочно-охлаждающей жидкостью. Один из видов чистовых и отделочных обработок резанием. Позволяет получить отверстие с отклонением от цилиндричности до 5 мкм и шероховатостью поверхности Ra=0,63÷0,04.

Хонингование наружных поверхностей осуществляется на специализированных станках (горизонтально-хонинговальных) или модернизированных (шлифовальных, горизонтально-расточных), производительность при этом по сравнению с суперфинишированием в 2—4 раза выше вследствие бо́льшего количества брусков и бо́льших давлений.

Обработка отверстий в различных деталях в том числе в деталях двигателя (отверстий блоков цилиндров, гильз цилиндров, отверстий кривошипной и поршневой головок шатунов, отверстий шестерен) и т. д. Хонинговочная сетка является побочным эффектом этого высокоточного метода шлифования. По её характеру можно судить о правильности обработки, точности соблюдения технологии. Особенно это актуально при работе ручным инструментом. Она также способствует лучшему смазыванию при работе пары трения . При обработке хонингованием обеспечивается стабильное получение точных отверстий и требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности.

Хонинговальная головка – это инструмент, предназначенный для обработки методом хонингования цилиндрических отверстий в изделиях из различных металлов, чугунах, в том числе и неметаллических материалов. Хонинговальные головки позволяют достигать точность обработки от 0,003 мм до 0,011 мм. Хонинговальная головка устанавливается непосредственно на хонинговальный станок, но может работать и на сверлильном станке.

17Метчик — инструмент для нарезания внутренних резьб. Метчик представляет собой винт с прорезанными прямыми или винтовыми стружечными канавками, образующими режущие кромки. Метчик хвостовой частью крепится в вороток, рабочей частью вставляется в отверстие, в котором при проворачивании воротка возвратно-поступательными движениями нарезается резьба. Рабочая часть метчика имеет режущую и калибрующую части. Задняя поверхность для исключения трения её об обрабатываемую деталь выполняется затылованной (некруглой). Профиль резьбы метчика должен соответствовать профилю нарезаемой резьбы.

При нарезании крупных резьб часто используют комплекты из двух или трёх метчиков (чернового, среднего, и чистового), отличающихся размерами и точностью профиля; на вязких материалах (к примеру титановых сплавах) используются комплекты из пяти метчиков.

Различают метчики для глухих и сквозных отверстий.

Основными частями метчика являются: режущая (заборная) и калибрующая части, стружечные канавки, число перьев и зубьев, хвостовик с элементами крепления Режущая часть метчика выполняет основную работу по срезанию припуска, формированию профиля нарезаемой резьбы и удалению стружки из зоны резания. Она определяет точность резьбы и стойкость метчиков.

Гаечные метчики 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. 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.

Метчик-протяжка позволяет нарезать в сквозных отверстиях резьбу любых профилей и длины, с любым числом заходов. Метчик-протяжка по сравнению с обычными метчиками и резьбовыми резцами обеспечивает повышение производительности в несколько раз при высокой точности и низкой шероховатости резьбы.

Особенности конструкции метчика-протяжки:

1) хвостовик располагается впереди режущей части и метчик работает на растяжение;

2) рабочая часть метчика представляет собой коническую поверхность большой протяженности с зубьями, профиль которых соответствует профилю нарезаемой резьбы;

3) зубья по среднему диаметру не затылуются, а затачиваются только по задним поверхностям с двойной заточкой;

4) ширина режущих кромок по наружному диаметру переменная. Она уменьшается от первых зубьев к последним, т.е. используется генераторная схема резания;

5) стружечные канавки выполняют винтовыми: для правой резьбы - левые, для левой резьбы - правые;

6) в конце рабочей части метчика иногда предусматривают короткую калибрующую часть и задний хвостовик.

Выдавливание внутренней резьбы бесстружечными метчиками — это процесс пластического деформирования металла, при котором в подготовленное отверстие заготовки ввинчивается специальный инструмент - бесстружечный метчик с профилем резьбы, соответствующим заданному профилю. Этот процесс не является процессом накатывания, так как при формообразовании профиля резьбы отсутствует взаимное обкатывание заготовки и инструмента, присущее процессу накатывания. Так как в поперечном сечении метчик имеет затылованную форму, в каждый момент времени резьбовой виток на заготовке выдавливается не по всей окружности, а лишь на определенной ее части. Следовательно, в зоне деформации нагрузки воздействуют на металл циклически, с частотой, зависящей от числа граней инструмента и частоты его вращения. Бесстружечный метчик состоит из заборной части, служащей для выдавливания резьбы; калибрующей, предназначенной для направления инструмента и калибрования выдавленного профиля, и хвостовой части, с помощью которой метчик закрепляется в патроне. Основную работу по выдавливанию резьбы в отверстии выполняет заборная часть метчика

18Плашка — резьбонарезной инструмент для нарезания наружной резьбы вручную или на станке. Плашки предназначены для нарезания или калибрования наружных резьб за один проход. Наиболее распространены плашки для нарезания резьб диаметром до 52 мм. Плашка представляет собой закаленную гайку с осевыми отверстиями, образующими режущие кромки. Как правило, на плашках делают 3-6 стружечных отверстий для отвода стружки. Толщина плашки 8-10 витков. Режущую часть плашки выполняют в виде внутреннего конуса. Длина заборной части 2-3 витка. Плашки выполняются из легированных сталей (9ХС, ХВСГФ), быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5, Р6М5К5, Р6М5К8), а в последнее время — и из твёрдых сплавов. На них маркируется обозначение и степень точности нарезаемой резьбы, марка стали (9ХС не указывается).

Виды плашек: цельные, разрезные и раздвижные (клупповые). В зависимости от формы наружной поверхности плашки бывают круглые, квадратные, шестигранные, призматические.

Резьбонарезные головки

Резьбонарезные головки предназначены для нарезания наружной и внутренней резьбы. РНГ для нарезания наружной резьбы широко используются в массовом машиностроении и специализированном метизном производстве. РНГ для внутренней резьбы в основном используются для нарезания резьбы размерами более М35 в корпусных изделиях.

Рабочая часть РНГ состоит из комплекта гребенок, каждая из которых является аналогом зуба резьбонарезного инструмента. Рабочая часть выполняет следующие функции: формирование резьбового профиля на заготовке по генераторной схеме, калибрование нарезаемой резьбы, центрирование и подачу инструмента. В зависимости от расположения гребенок на корпусе относительно оси заготовки головки разделяются на радиальные и тангенциальные . При этом радиальные головки могут быть оснащены призматическими или круглыми гребенками . По типу закрепления на станке различают головки с хвостовиком и с фланцем.

По характеру работы головки разделяются на два типа: стационарные (невращающиеся) и вращающиеся. Первые применяют на револьверных, токарных, нарезных, сверлильных станках, вторые применяют на автоматах с установкой на вращающемся шпинделе.

По способу раскрывания головки различают три вида: с автоматическим раскрыванием головки при остановке механизма, несущего головку, с внутренним упором и с наружным упором.

19. Инструменты для накатывания резьбы. Типы. Принцип работы, схемы образования резьбы.

Накатка резьбы - процесс получения резьбы в результате пластической деформации заготовки резьбонакатным инструментом. Профиль накатываемой резьбы образуется за счет вдавливания инструмента в материал заготовки и выдавливание части материала во впадины инструмента. Инструмент для накатывания резьбы — накатные плашки, резьбовые сегменты, ролики с винтовой или кольцевой нарезкой, затылованные ролики. Накатывание резьбы производят на резьбонакатных автоматах и полуавтоматах, а иногда на токарных и револьверных станках. Накатные плашки представляют собой призматический брус, на рабочей поверхности которого нанесены канавки (нитки), соответствующие профилю резьбы. Плашки работают парой: одна подвижная, вторая неподвижная. Рабочие поверхности плашек параллельны и отстоят друг от друга с зазором, равным внутреннему диаметру резьбы. При накатке резьбы металл упрочняется, при нарезании резьбы возможны концентраторы напряжений. При накатке резьбы используются стержни меньшего размера. Например, берется стержень 72 мм, а резьба получается М76. Это позволяет получить экономию до 30%.

20. Инструменты для нарезания зубьев зубчатых колес методом копирования: фрезы, зубодолбежные головки, протяжки.

1) метод копирования;

В первом случае впадина зубчатого колеса фрезеруется на универсальном фрезерном станке фасонными дисковыми или пальцевыми фрезами, профиль которых соответствует профилю впадины (рис. 76). Затем заготовку поворачивают

Нарезание зубьев цилиндрических зубчатых колес.

Существует два основных способа нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колес: копированием и обкаткой (огибанием).

Простейший способ нарезания копированием заключается в прорезании впадин между зубьями профильными (модульными) фрезами. После прорезания каждой впадины заготовку поворачивают на величину шага зацепления.

Рис. 224. Схема нарезания зубьев модульными фрезами

Модульные фрезы бывают дисковые (рис. 224, а) и концевые (пальцевые). Концевые фрезы (рис. 224, б) применяют для нарезания зубьев больших модулей.

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 производстве (главным образом в ремонтных мастерских).

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.

Нарезание зубьев методом обкатки (огибания) основано на воспроизведении зацепления зубчатой пары, одним из элементов которой является режущий инструмент.

Рис. 225. Схема нарезания зубьев червячной фрезой

Нарезание червячной фрезой производят на зубофрезерных станках. Червячная фреза (рис. 225) представляет собой червяк с профилем зуборезной (основной) рейки, превращенной в режущий инструмент в результате прорезания в нем продольных спиральных канавок и затылования. Червячные фрезы делают однозаходными и многозаходными.

При нарезании зубьев обрабатываемая заготовка вращается вокруг вертикальной или горизонтальной оси, а фреза, вращаясь вокруг другой оси, перемещается вдоль оси вращения заготовки. Ось шпинделя фрезы наклонена относительно оси вращения заготовки под углом, равным углу наклона витков фрезы.

Нарезание зубьев червячной фрезой широко распространено как для предварительного, так и для окончательного нарезания прямых и спиральных наружных зубьев цилиндрических зубчатых колес в серийном и массовом производстве.

Существуют одношпиндельные и двушпиндельные зубофрезерные станки; чаще используют одношпиндельные станки.

Рис. 226. Зуборезный станок

На рис. 226 показана схема одношпиндельного зубофрезерного станка. Здесь заготовка закреплена на вертикальной оправке 1 круглого стола 2, могущего перемещаться для установки на нужную глубину резания. Сверху оправка поддерживается кронштейном 3. Фреза помещена на шпинделе суппорта 4, перемещающегося в вертикальном направлении.

Нарезание прямых и спиральных наружных и внутренних зубьев цилиндрических колес может производиться также методом долбления.

Рис. 227. Схема нарезания зубьев на зубодолбежных станках

В этом случае режущий инструмент-долбяк (рис. 227) представляет собой режущее колесо с зубьями эвольвентного профиля. Нарезание зубьев производится на зубодолбежных станках, устроенных следующим образом. Заготовка 1, закрепленная на оправке вертикального шпинделя 2, медленно вращается вокруг своей оси. Долбяк 3, помещенный на шпиндель 4 головки, вращаясь, совершает возвратно-поступательное движение в вертикальном направлении, образуя постепенно впадины между зубьями в заготовке. В процессе зубонарезания окружные скорости долбяка и заготовки одинаковы (на их начальных окружностях), как будто бы они находятся в действительном зацеплении.

Долбление круглыми долбяками — единственно возможный способ нарезания зубчатых колес с внутренним зубом, а также зубчатых колес, у которых зубчатый венец расположен вблизи буртика или зубьев блочных колес, фрезерование которых невозможно из-за отсутствия места для выхода фрезы.

21. Инструменты для нарезания зубьев зубчатых колес методом обката: долбяки, червячные модульные фрезы, зубострогальные гребенки.

Второй метод обката или огибания может производиться с помощью инструментальной рейки (гребёнки) на зубострогальном станке; долбяком на зубодолбёжном станке или червячной фрезой на зубофрезерном станке. Этот метод высокопроизводителен и применяется в массовом и крупносерийном производстве. Одним и тем же инструментом можно нарезать колёса с различным числом зубьев. Нарезание с помощью инструментальной рейки имитирует реечное зацепление (рис. 77, а), где профиль зуба образуется как огибающая последовательных положений профиля инструмента, угол исходного контура которого α=20º (рис. 77, б). Зацепление между режущим инструментом и нарезаемым колесом называется станочным. В станочном зацеплении начальная окружность всегда совпадает с делительной.

Самым производительным из рассмотренных методов является зубофрезерование с помощью червячных фрез, которые находятся в зацеплении с заготовкой по аналогии с червячной передачей (рис. 77, в).

При нарезании долбяком осуществляется его возвратно поступательное движение при одновременном вращении. Фактически при этом осуществляется зацепление заготовки с инструментальным зубчатым колесом – долбяком (рис. 77, г). Этот метод чаще всего используется при нарезании внутренних зубчатых венцов.

Все рассмотренные методы используются для нарезания цилиндрических колёс как с прямыми, так и с косыми зубьями.

22 Инструменты для нарезания зубьев червячных зубчатых колёс. Особенности. Конструкции.

Зуборезный инструмент металлорежущий инструмент для обработки зубчатых колёс, червячных и храповых колёс, шлицевыхваликов и др. деталей с зубьями. В зависимости от метода зубонарезания применяют модульные дисковыеили пальцевые фрезы (См. Фреза) и зуборезные головки для работы методом копирования, зуборезныегребёнки, червячные фрезы, Долбяки, зубострогальные резцы и резцовые головки для работы методомобкатки.

 Дисковая фреза (рис. 1, а) является фасонной и имеет затылованный зуб, профиль которого врадиальной плоскости соответствует профилю впадины нарезаемого зубчатого колеса. Дисковые модульныефрезы изготовляются наборами из 8,15 и 26 шт. Каждая фреза набора используется для нарезания зубчатыхколёс с определенным модулем и числом зубьев в определённом диапазоне, которые могут бытьиспользованы лишь в неответственных тихоходных передачах.

Пальцевая фреза (рис. 1, б) — модульная фреза с затылованным зубом — применяется в основномдля нарезания косозубых и прямозубых колёс с модулем свыше 20мм. Профиль фрезы в осевом сечениипри нарезании прямозубых цилиндрических колёс соответствует профилю впадины колеса. Фрезы длянарезания шевронных или косозубых зубчатых колёс имеют более сложный профиль.

 Зуборезная головка применяется для одновременного нарезания всех впадин зубчатого колеса занесколько проходов. Профиль рабочей части каждого резца представляет собой копию впадины междузубьями. Подобные головки изготавливаются для обработки зубчатых колёс с модулем от 2 до 6 мм ииспользуются в массовом производстве.

 Зуборезная гребёнка — Зубчатая рейка, работающая как фасонный строгальный резец. Гребёнкипрямозубые (рис. 2, а) служат для нарезания цилиндрических зубчатых колёс, косозубые (рис. 2, 6) — длянарезания шевронных колёс. Прямозубые гребёнки изготавливаются двух типов: без переднего угла,устанавливаемые при работе наклонно под углом 6°30’; с. передним углом 4°, устанавливаемыеперпендикулярно направлению резания. Косозубые гребёнки имеют наклонные зубья (под углом 30°) срасположением передней поверхности параллельно торцу нарезаемого колеса. Нарезают зубья двумягребёнками: левая строгает зубья с левым направлением зуба, правая — с правым. Зуборезные гребёнкиизготавливают цельными или сварными (режущая часть — из быстрорежущей стали Р-9 или P-18, державка— из стали 45).

 Червячная фреза применяется для чернового и чистового нарезания зубчатых колёс. Различают фрезыдля нарезания: цилиндрических колёс с прямыми и косыми зубьями; червячных колёс (рис. 3); коническихколёс с криволинейными зубьями и глобоидных колёс. Наибольшее распространение при обработкецилиндрических зубчатых колёс с прямыми и косыми зубьями имеют червячные фрезы с прямолинейнымпрофилем в нормальном сечении, а также архимедовы червячные фрезы с прямолинейным профилем восевом сечении. Фрезы изготавливаются однозаходные цельные из быстрорежущей стали Р-18 или сборные.Для зубчатых колёс с модулем от 5 до 15 мм применяют сборные фрезы с наружным диаметром менее 120мм со вставными гребёнками, а для модулей более 15 мм — с наружным диаметром более 120 мм совставными зубьями. Червячными фрезами, оснащенными пластинами из твёрдых сплавов, нарезаютзубчатые колёса с модулем меньше 5 мм.

 Долбяк предназначен для нарезания зубьев колёс с наружным и внутренним зацеплением. Долбякпредставляет собой режущий инструмент, выполненный в виде зубчатого колеса с режущими элементами.

 Зубострогальные резцы применяются для нарезания конических зубчатых колёс для наружногозацепления (рис.4), изготавливаются из быстрорежущей стали Р-9 или Р-18. По назначению различаютрезцы прорезные (черновые и чистовые). Прорезные резцы служат для предварительной (черновой)обработки впадин между зубьями конических колёс с крупным модулем (более 10 мм). Чистовые резцыизготавливаются для чистовой обработки конических колёс с модулем от 0,3 до 20 мм.

 Зубострогальные резцовые головки предназначаются для нарезания конических зубчатых колёснаружного зацепления с зубьями, очерченными по дуге окружности. Такие резцовые головки выполняются ввиде диска, в который вставлены (по периферии) отдельные резцы (рис. 5). Резцовые головки изготовляются10 типоразмеров с различными диаметрами (цельными или сварными). Вставные резцы применяют сварные(режущая часть — из стали Р-18, державка — из стали 45).

  

Лит. см. при статье Зубообрабатывающий станок.

 В. В. Данилевский.

    

        Рис. 1. Зуборезные фрезы: а — дисковая; б — пальцевая; α _n — задний угол зуба фрезы в плоскости,перпендикулярной оси фрезы; γ — передний угол.

        

        Рис. 2. Зуборезные гребёнки: а — прямозубая; б — косозубая.

        

 Рис. 3. Червячная фреза для нарезания червячных колёс.

        

 Рис. 4. Зубострогальный резец: а — углы заточки; б 

 внешний вид.

 

        Рис. 5. Зубострогальная резцовая головка (1) и нарезаемое зубчатое колесо (2).