close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

76964584-CNC-Токарная-обработка

код для вставкиСкачать
CNC - Токарная обработка
Токарная обработка.
Виды работ на токарных станках:
1. Обработка цилиндрической поверхности;
2. Обработка конической поверхности;
3. Сверление, зенкерование, развертывание;
4. Нарезание наружной и внутренней резьбы;
5. Подрезание торца;
6. Точение канавок;
7. Отрезка заготовок;
8. Растачивание отверстия;
9. Обработка фасонных поверхностей;
10. Накатка рефлений.
Классы:
1.Валы (характеристика) D (диаметр) < l (длина);
2. Фланцы: D > l;
3. Втулки:
Влияние смазочно - охлаждающей жидкости (СОЖ) на процесс резания.
Применение СОЖ благоприятно воздействует на процесс резания металлов: значительно уменьшается износ режущего инструмента, повышается качество обработанной поверхности и снижаются затраты энергии на резание. При этом уменьшается наростообразование на режущей кромке инструмента, и улучшаются условия для удаления стружки и абразивных частиц из зоны резания. Наименьший эффект дает применение СОЖ при обработке чугуна и других хрупких материалов. При работе твердосплавным инструментом на высоких скоростях резания рекомендуется обильная и непрерывная подача СОЖ, т.к. при прерывистом охлаждении в пластинах твердого сплава могут образоваться трещины, приводящие к выходу инструмента из строя. Наиболее эффективно применение СОЖ при обработке вязких и пластичных металлов, при этом с увеличением толщины среза и скорости резания положительное воздействие СОЖ на процесс стружкообразования уменьшается. Выбор СОЖ зависит от обрабатываемого материала и вида обработки. СОЖ должна обладать высокими охлаждающими, смазывающими, антикоррозийными свойствами и быть безвредной для обслуживающего персонала. Все СОЖ можно разделить на две основные группы: охлаждающие и смазочные. К первой группе относятся водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широкое распространение получили водные эмульсии, содержащие поверхностно - активные вещества. Они применяются при обдирочных работах, когда к шероховатости обработанной поверхности не предъявляют высоких требований.
Ко второй группе относятся минеральные масла, керосин, а также растворы поверхностно - активных веществ в масле или керосине. Жидкости этой группы применяются при чистовых и отделочных работах.
Основные понятия и элементы резания.
Резание металлов представляет собой такой вид формообразования, при осуществлении которого поверхности детали формируются методом удаления с заготовки припуска путем пластического деформирования и последующего срезания его в результате движений режущей кромки инструмента и заготовки относительно друг друга.Стружка - это слой металла, деформированный и отделенный в результате обработки резанием. Различают следующие типы стружки: скалывания; сливная и надлома. Стружка скалывания, состоящая из отдельных элементов, образуется при обработке твердых металлов с низкой скоростью резания "v" при большой толщине срезаемого слоя и малом переднем угле лезвия резца. Увеличение вязкости обрабатываемого материала, уменьшение толщины срезаемого слоя, увеличение скорости резания и увеличение переднего угла лезвия резца приводят к постепенному переходу стружки скалывания в сливную стружку. При таких условиях резание происходит с меньшими усилиями, а обрабатываемая заготовка имеет более чистую поверхность. Сливная стружка отделяется в виде длинной винтообразной ленты. Стружка надлома образуется при обработке твердых и хрупких металлов (например, чугун и бронза). Срезаемая стружка в виде отдельных кусочков, совершенно не связанных между собой, легко рассыпается. Процесс резания сопровождается выделением теплоты; более всего нагревается стружка, которая воспринимает около 75% выделяющейся теплоты, до 20% теплоты воспринимает резец, около 4% - обрабатываемая заготовка и около 1% расходуется на нагревание окружающей атмосферы; постепенно вся теплота переходит в окружающую среду. При затуплении резца распределение теплоты, выделяющейся в процессе резания, резко меняется: в большей степени нагреваются резец и заготовка. Режущий инструмент деформирует не только срезаемый слой, но и поверхностный слой обрабатываемой заготовки: увеличивается его твердость и уменьшается пластичность, т.е. происходит наклеп обрабатываемой поверхности. Чем мягче и пластичнее обрабатываемый металл, тем интенсивнее происходит образование наклепа. Глубина и степень упрочнения при наклепе увеличиваются с увеличением подачи и глубины резания; при затуплении резца глубина наклепа увеличивается в 2- 3 раза. Применение смазочно - охлаждающей жидкости значительно уменьшает глубину и степень упрочнения поверхностного слоя обрабатываемой заготовки. При обработке заготовок (особенно из пластичных металлов) на передней поверхности резца, вблизи режущей кромки, образуется нарост, причем наиболее интенсивно в диапазоне скоростей резания 10...20 м/ мин. При малых скоростях резания (v < 5 м/мин) температура в зоне резания недостаточна для образования нароста, а при больших скоростях (свыше 50 м/мин) нарост не успевает привариваться к передней поверхности резца. В условиях наростообразования невозможно получить обработанную поверхность высокого качества, поэтому при повышенных требованиях к ее качеству нежелательно работать в диапазоне скоростей 7....50 м/мин.Снятие стружки на станках осуществляется сочетанием главного движения и движения подачи. Главное движение резания, обозначаемое Dr , обеспечивает отделение стружки от заготовки с наибольшей скоростью в процессе резания. Движение подачи, обозначаемое Ds, позволяет подвести под режущую кромку инструмента новые участки заготовки и тем самым обеспечить снятие стружки со всей обрабатываемой поверхности.Различают скорость резания "v" (скорость главного движения резания) и скорость движения подачи "vs". При лезвийной обработке скорость резания задается в метрах в минуту (м/мин), а скорость подачи в миллиметрах в минуту (мм/мин). скорость резания определяется по формуле:
v = πdn 1000
Износ резцов. В процессе резания металлов происходит износ режущего инструмента. Причиной износа резцов является трение сбегающей стружки о переднюю поверхность лезвия и задних поверхностей - о заготовку. Интенсивность износа зависит от многих причин: механических свойств заготовки, усилия и скорости резания, наличия СОЖ. Следы износа наблюдаются на передних и задних поверхностях, но за критерий износа принимается наибольшая высота изношенной контактной площадки на задней поверхности h1 [1].
Период стойкости резца "Т" определяется временем непосредственной работы инструмента (исключая время перерывов), измеряется в минутах и может быть различным для разных случаев обработки. Период стойкости резца повышается при уменьшении скорости резания, подачи и глубины резания, однако при этом снижается производительность станка. Существует понятие экономичного периода стойкости Тэк, при котором себестоимость изготовления деталей является минимальной. При этом скорости резания называются экономичными скоростями резания. Способы установки и закрепления заготовок при обработке.
Установка заготовок в патронах производится при обработке деталей небольшой длины. Наиболее часто используются трехкулачковые патроны и цанговые патроны. Трехкулачковый патрон имеет три кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся от него. Кулачки обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя).Незакаленные кулачки перед обработкой партии деталей повышенной точности растачивают на диаметр, соответствующий диаметру зажимаемой поверхности. Заготовки больших диаметров закрепляют в обратных кулачках, в этом случае уступы кулачков создают надежный упор заготовке. На пазах корпуса патрона и на кулачках нанесены цифры 1, 2, 3 (или накернено соответствующее количество точек).
Недостатком крепления заготовок в патроне является потеря точности центрирования при перезакреплении заготовки для обработки другой стороны. Самоцентрирующий цанговый патрон служит для закрепления заготовок по предварительно обработанной наружной поверхности и для закрепления прутковых материалов.Если после закрепления в трехкулачковом или цанговом патроне заготовка "бьет", то биение устраняют поворотом и перезакреплением заготовки. Установка и закрепление заготовок в центрах используется, если необходимо обработать деталь с высокой степенью соосности левой и правой сторон, т.к. при этом способе закрепления при перезакреплении заготовки точность центрирования не теряется. Особенно это важно при обработке валов, которые устанавливаются в подшипники, чтобы исключить в процессе работы биение. Недостатком является невысокая жесткость системы. Заготовки валов обычно сначала центруют, а затем обрабатывают с установкой коническими поверхностями торцовых центровых отверстий на центры станка. Передний центр закрепляется в шпинделе, а задний - в пиноли задней бабки.
Поводковые устройства служат для передачи вращения от шпинделя к заготовке, установленной в центрах. Простейшее из них - токарный хомутик. Вращаясь вместе со шпинделем, планшайба увлекает за собой хомутик, а вместе с ним установленную в центрах заготовку.
Установка заготовок в патронах с поджимом задним центром - самый жесткий способ установки, обычно используется при обработке заготовок, у которых отношение длины к диаметру больше 2..3 при черновом точении. При перезакреплении заготовки для обработки ее с другой стороны точность центрирования теряется.
Установка резца в резцедержателе производится таким образом, чтобы вершина его лезвия была расположена на уровне оси центров. Вылет резца из резцедержателя не должен превышать полторы высоты державки, т.е. 1≤ 1,5Н.
Обработка наружных цилиндрических поверхностей
Обработка гладких наружных цилиндрических поверхностей производится следующим образом. Сначала определяют слой металла, который необходимо срезать с заготовки для получения деталей требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности, затем определяют необходимое количество рабочих ходов и глубину резания, срезаемую за каждый проход.
Выбор режимов резания. Одним из средств достижения высокой производительности труда при токарной обработке является выбор рациональных режимов резания. Режимы резания зависят от обрабатываемого материала и материала резца, от припуска на обработку, допускаемой шероховатости поверхности детали, жесткости заготовки и резца, способа закрепления заготовки и резца, смазочно - охлаждающей жидкости (СОЖ) и других факторов. Прежде всего, назначают глубину резания, стремясь по возможности срезать весь припуск за один рабочий ход. Если жесткость заготовки недостаточна или требуется высокая точность, то обтачивание выполняют за несколько рабочих ходов. Для чернового рабочего хода глубину резания обычно принимают 2...4 мм, для чистового - 0,5...2 мм. После назначения глубины резания выбирают подачу, которая зависит главным образом от допускаемой шероховатости поверхности готовой детали. Для черновых рабочих ходов принимают подачу 0,3...0,4 мм/об, а для чистовых 0,1...0,2 мм/об. Более точно подачу выбирают с помощью справочника. Далее определяют допустимую скорость резания. Основным фактором, от которого зависит скорость резания, является стойкость резца, которая характеризуется способностью выдерживать высокую температуру и сопротивляться истиранию режущей части, что в первую очередь зависит от материала рабочей части резца. Скорость резания тоже определяют по справочнику.Зная скорость резания и диаметр заготовки, можно определить частоту вращения шпинделя станка. Обработка торцовых поверхностей и уступов.
Заготовку закрепляют в патрон так, чтобы вылет ее был по возможности минимальным. Торцовую поверхность можно обрабатывать двумя способами:
- с подачей по направлению к центру упорным резцом при срезании достаточно большого припуска .Если при подрезании торца приходится срезать большой припуск, то подача в направлении к центру, вызывает отжимающую силу, углубляющую резец в торец, в результате чего торец может получиться вогнутым;
- с подачей по направлению от центра используютпри снятии припуска небольшой величины, обычно при чистовой обработке, это позволяет исправить вогнутость торца.
Вытачивание канавок и отрезание.
Многие детали, используемые в механизмах, имеют канавки. Назначение их различно. Например, при нарезании резьбы резцами канавка необходима для выхода резьбового резца, в канавках устанавливаются стопорные кольца и т.д. В процессе изготовления деталей часто приходится отрезать обработанную часть от прутка или при подготовке заготовок предварительно разрезать заготовку на части. При вытачивании канавок и отрезании используют канавочные и отрезные резцы. Эти резцы отличаются от проходных по конструкции. При вытачивании канавок и отрезании необходимо выполнять следующие правила: - режущую кромку резца устанавливать точно по оси центров станка, если она будет располагаться ниже оси центров, то при приближении резца к оси на отрезаемой детали образуется стерженек. При установке ее выше оси центров, резец, приближаясь к оси заготовки, может упереться задней поверхностью в остающийся стерженек; - державку прямого отрезного резца устанавливать строго перпендикулярно оси заготовки, чтобы боковая поверхность головки резца не терлась о стенки прорезаемой канавки; - отрезание выполнять ближе к кулачкам патрона. При отрезании заготовок большого диаметра резец не следует доводить до оси заготовки, т.к. под действием собственной массы часть заготовки может начать отламываться раньше, чем режущая кромка дойдет до оси, и возможно защемление резца в прорезанной канавке. Нежно производить отрезание так, чтобы резец не доходил на 2...3 мм до оси, а затем, остановив станок, отломить отрезаемую часть. Отрезание заготовок небольшого диаметра, когда к торцу изготовляемой детали предъявляются невысокие требования, производится отрезным резцом со скошенной режущей кромкой. Режимы резания при отрезании. Подача при отрезании принимается меньшей, чем при наружном точении или подрезании торцовой поверхности. Так, при отрезании заготовок (деталей) диаметром до 60 мм рекомендуется подача 0,05..0,1 мм/об Скорость резания при отрезании на 15..20% меньше, чем при наружном точении.
Способы обработки отверстий.
Во многих деталях машин имеются отверстия, они необходимы для соединения валов с зубчатыми колесами, шкивами, подшипниками, для соединения деталей болтами, винтами, шпильками и т.д. на токарных станках отверстия могут обрабатываться сверлением, зенкерованием, растачиванием, развертыванием. Выбор способа обработки отверстия зависит от того, для каких целей оно предназначено. Конструктор на чертеже указывает точность обработки и шероховатость поверхности, сообразно служебному назначению детали с отверстием. Цилиндрические отверстия бывают гладкие, ступенчатые, с канавкой. Отверстия могут быть также сквозными и глухими. В таблице указана точность обработки и шероховатость поверхности, получаемые при обработке отверсий различными способами.
Вид обработкиШероховатость поверхности Ra, мкмТочность обработки, квалитеты Сверление 12,5......25 До 12 Рассверливание 12,5 10...11 Зенкерование 6,3 8....9 Растачивание 6,3 8....9 Развертывание До 3,2 7....8
Сверление не позволяет получить высокую точность обработки и поверхность отверстия высокого качества. Просверленные отверстия не имеют правильной формы, в поперечном сечении возникает овальность, а в продольном - конусность. Для получения более точных отверстий и для уменьшения увода сверла от оси детали используют рассверливание, т.е. сверление отверстий в несколько приемов. Перед сверлением необходимо обработать торцовую поверхность, чтобы торец был перпендикулярен оси и не имел вогнутости или выпуклости. Для того чтобы сверло не сместилось, предварительно производят центрирование заготовки специальным центровочным сверлом с углом при вершине 90°. Благодаря этому в начале сверления поперечная кромка сверла не работает, что уменьшает смещение сверла относительно оси вращения заготовки. При сверлении отверстия, глубина которого больше его диаметра, сверло периодически выводятиз обрабатываемого отверстия для очистки канавки сверла от накопившейся стружки.
Хвостовик сверла может иметь коническую или цилиндрическую форму. Конические хвостовики выполняются по стандарту (конус Морзе №1; 2; 3; 4; 5 с углом уклона конуса 1°26´). Конус хвостовика обеспечивает надежное центрирование сверла и удерживание его от проворачивания.
Зенкерование. Зенкерование - способ обработки отверстий предварительно просверленных, штампованных и литых. Иногда зенкерование используется при обработке торцовых поверхностей или углублений под головки винтов. Зенкерование может быть как предварительной обработкой отверстия перед развертыванием, так и окончательной. Точность обработки и шероховатость поверхности, получаемые при зенкеровании, Ra 6,3. Зенкеры изготовляют хвостовыми цельными, хвостовыми сборными со вставными ножами, насадными цельными и насадными сборными, зенкеры выполняют из быстрорежущей стали или с пластинами твердого сплава, напаиваемыми на корпус зенкера или корпус ножей у сборных конструкций. Хвостовые зенкеры (подобно сверлам) крепят с помощью цилиндрических хвостовиков.
Растачивание. Растачивание применяют при обработке внутренних цилиндрических отверстий больших диаметров, если диаметр отверстия превышает диаметр стандартных сверл или зенкеров, при обработке отверстий с неравномерным припуском или с непрямолинейной образующей в отливках или штамповках, для исправления положения оси предварительно просверленного отверстия. Растачивание является наиболее универсальным способом обработки отверстий, не требующим специальным инструментом. При растачивании резец находится в более тяжелых условиях, чем при наружном продольном точении, т.к. ухудшаются условия для отвода стружки, подвода СОЖ и отвода теплоты. Расточной резец имеет меньшее сечение державки и больший вылет, что вызывает отжим резца и способствует возникновению вибраций. Поэтому при растачивании, как правило, снимается меньший слой металла и снижается скорость резания. Скорость резания определяют по таблицам для наружного точения и затем умножают на коэффициент К = 0,8, т.к. условия резания более тяжелые. Частоту вращения шпинделя n, определяют по формуле.
n = 1000 v πD
Развертывание.
Развертывание - чистовая обработка отверстий на токарных станках. Отверстия получаются высокой точности, правильной формы и с малой высотой микронеровностей. Точности и шероховатость поверхности, получаемые после обработки разверткой, Ra 3,2. Отверстия диаметром до 10 мм развертывают после сверления, а свыше 10 мм - после сверления и зенкерования, или сверления и растачивания. Развертки делятся на машинные и ручные, цельные и сборные, регулируемые и нерегулируемые. Они бывают с цилиндрическими и коническими хвостовиками или насадные. Машинные развертки отличаются от ручных более короткой рабочей частью. У машинных разверток хвостовик конической формы, а у ручных - цилиндрической с квадратом под вороток. При развертывании необходимо особое внимание уделять тому, чтобы развертка с самого начала не перекашивалась и сохраняла прямолинейное направление в отверстии. Перед развертыванием отверстие и развертку очищают от грязи, стружки и протирают. Высокое качество обработки обеспечивают развертки со спиральными (винтовыми) канавками. Левые винтовые канавки при правом вращении развертки (по часовой стрелке) проталкивают стружку вперед, а следовательно, устраняется опасность повреждения обработанной поверхности стружкой, что способствует улучшению качества сквозного отверстия. Развертки с правыми винтовыми канавками применяют для развертывания глухих отверстий, т.к. они хорошо выводят стружку из отверстия. Для равномерного среза припуска необходимо, чтобы развертка по возможности могла сама точно устанавливаться направляющей частью в обрабатываемом отверстии. Для этого рекомендуется применять не жесткое, а шарнирное крепление, т.к. в этом случае развертка, войдя в отверстие свободно продвигается по его направлению, снимая стружку одинаковой толщины со всех сторон. При обработке развертками их закрепляют в качающийся патрон. Развертыванием нельзя устранить биение или перекос отверстия, если они остались после предыдущей обработки. В зависимости от требуемой точности, чистоты и диаметра отверстия развертывание производят одной или последовательно двумя развертками: черновой и чистовой.Отверстие должно быть предварительно обработано на такой размер, чтобы развертка снимала лишь небольшой припуск металла. Рекомендуемые припуски на диаметр под развертывание - 0,1 - 0,3. При выборе диаметра развертки следует учитывать, что диаметр отверстия при развертывании в большинстве случаев получается несколько больше диаметра развертки (примерно до 0,02 мм, а иногда даже до 0,04 мм), т.к. поверхность отверстия несколько разбивается. Но иногда диаметр развернутого отверстия получается меньше требуемого. Это имеет место при износе развертки. А также при развертывании отверстия в деталях из вязкого металла. Подача при развертывании вследствие незначительного размера стружки может быть взята большой. При развертывании стали (диаметр отверстия 10..50 мм) подача равна 0,5..2 мм/об, для чугуна - в 1,5 - 2 раза больше. Скорости резания при развертывании отверстий развертками из быстрорежущей стали в стальных, чугунных и бронзовых деталях невысокие - 6..15 м/мин, при развертывании отверстий развертками, оснащенными пластинками из твердого сплава, скорость резания - 40..50м/мин.
Дефекты, возникающие при обработке отверстий.
При обработке отверстий иногда возникают различные дефекты, вызываемые различными причинами, например: - отверстие "уведено" в сторону - возможно из-за неправильной заточки сверла, неперпендикулярности торцовой поверхности к оси заготовки, потому что не было предварительного центрирования; - диаметр отверстия больше требуемого - возможно из- за неправильной заточки инструмента, биения шпинделя станка, установки инструмента с перекосом по отношению к отверстию и т.д.; - диаметр отверстия меньше требуемого - возможно из -за износа инструмента; - шероховатость поверхности не соответствует требуемой - из - за затупившегося инструмента, попадания стружки, завышенной подачи, недостаточного охлаждения; - часть поверхности осталась необработанной - из - за малого припуска или неравномерного его распределения; - овальность - может возникнуть, например, из -за повышенного давления на режущие кромки, вызванного весом развертки и качающейся оправки, -огранка - может возникнуть при закреплении тонкостенных заготовок в трехкулачковом патроне; - отклонения в продольном сечении, например, конусность может возникнуть при несовпадении оси отверстия и оси инструмента
Затачивание спиральных сверл.
С уменьшением угла при вершине резание облегчается, но ослабляется режущая часть сверла. В зависимости от обрабатываемого материала можно выбрать оптимальный угол при вершине сверла (град):
- стальные поковки и закаленная сталь125
- сталь и чугун средней твердости116 -118
- магниевые сплавы110 - 120
- латунь, бронза, сплавы алюминия, баббит130 - 140
- марганцовистая сталь136 - 150
- медь мягкая красная125
- силумин90 - 100
Подготовка к сверлению. При работе сверлом в результате биения отверстие получается несколько большего размера, чем сверло. Средние величины разбивки отверстия следующие:
- диаметр сверла, мм 5102550
диаметр полученного отверстия, мм5,0310,1225,250,28
Уменьшить разбивку отверстия можно тщательной регулировкой станка, правильной заточкой сверла или применением кондукторной втулки. Для уменьшения разбивки можно сначала сверлить отверстие на 1 - 3 мм меньше требуемого, а затем проходить сверлом нужного размера.
Рекомендуемые числа оборотов и подачи при сверлении.
Диаметр сверла, ммЧисло оборотов, об/минПодача, мм/об До 5 2000 - 1300 0.10 - 0.20 5 - 10 1300 - 700 0.15 - 0.30 11 - 15 700 - 400 0.20 - 0.40 16 -20 400 - 300 0.25 - 0.45 20 - 30 300 - 200 0.40 - 0.60
Сверление глубоких отверстий.
Глубоким отверстием называется сверление отверстий на глубину, превышающую диаметр сверла в 5 и более раз. В зависимости от технологии различают сплошное и кольцевое сверление. Сверление спиральным сверлом осуществляют надсверливанием отверстия коротким сверлом с последующим сверлением нормальным сверлом на полную глубину. Просверливая глубокое отверстие, периодически выводят из него сверло, не останавливая станок, и удаляют из канавок накопившуюся стружку. Длина сверла должна соответствовать глубине сверления. Сверлить отверстия большой глубины с двух сторон не рекомендуется.
Брак при сверлении и способы его устранения.
Брак при сверлении может возникнуть в результате неисправности станка, инструмента или приспособления, неправильной установки и крепления детали. Деталь может быть испорчена, если при сверлении произойдет поломка сверла. Наиболее характерные причины поломки сверл: 1. Если металл некачественный, то сверло, встречая на своем пути раковину или твердые местные включения, сильно отклоняется в сторону и ломается;
2. Если нижняя часть обрабатываемой детали ограничена наклонной плоскостью или частью другой фасонной поверхности, то сверло выходит из детали неравномерно, застревает в отверстии и ломается;
3. Если глубина сверления больше режущей части сверла, то канавки забиваются стружкой; это вызывает сильный нагрев сверла, оно притупляется и ломается;
4. Затупление и поломка сверла чаще всего происходит в конце сверления сквозных отверстий. Во избежание этого следует уменьшить подачу в момент выхода сверла примерно в два раза;
5. Поломка часто происходит при работе тупым и неправильно заточенным сверлом; поэтому надо работать только исправным инструментом; сверло должно быть закреплено в патроне плотно и надежно; неплотность и игра сверла приводят к получению неточного отверстия и поломке сверла;
6. Несовпадение оси шпинделя, оси сверла и оси изделия приводит к получению косового отверстия, увеличению его диаметра и поломке сверла;
7. Поломка сверла может произойти под влиянием чрезмерной скорости резания или из - за чрезмерно большой подачи;
Производя сверление, нужно внимательно следить за ходом работы. При первой же помехе в работе или необычном звуке следует прекратить сверление, выяснить причины неисправности и устранить их.
Резьбы
Резьба - чередующиеся выступы и впадины на поверхности тела вращения, расположенные по винтовой линии. Резьбовые соединения встречаются в различных механизмах и используются для разъемного соединения деталей с помощью резьб, называемых крепежными, для преобразования вращательного движения в поступательное, для герметических соединений трубопроводов. Эксплуатационные требования к резьбам зависят от их назначения. Для резьб, используемых в измерительных инструментах, главным является высокая точность, для крепежных резьб - прочность соединения, при соединении труб, герметичность.
Классификация и основные признаки резьб:
* единица измерения шага (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая резьба)
* расположение на поверхности (внешняя и внутренняя резьба)
* направление движения винтовой поверхности (правая, левая);
* число заходов (одно- и многозаходная), например двузаходная, трёхзаходная и т. д.;
* профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.);
* образующая поверхность на которой расположена резьба (цилиндрическая резьба и коническая резьба);
* назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.).
Основные параметры резьбы и единицы измерения:
Схема цилиндрической резьбы.
Метрическая резьба - с шагом и основными параметрами резьбы в долях метра.
Дюймовая резьба - все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.
Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.
Модульная резьба - шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи (π).
Питчевая резьба - шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи (π) разделить на питч.
Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали, эвольвенты окружности, удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции.
* шаг (P) - расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра, в долях дюйма или числом ниток на дюйм - это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
* наружный диаметр (D, d), диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
* средний диаметр (D2, d2), диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;
* внутренний диаметр (D1, d1), диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d1) или вершины внутренней резьбы (D1);
* ход (Ph) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°
где - число заходов;
* высота исходного треугольника резьбы (H);
* срез резьбы (с);
* угол конуса конической резьбы (φ);
* угол подъёма резьбы ():
Типы резьбы:
Метрическая, М
Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль - равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н=0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в долях метра (миллиметрах).
Метрическая коническая резьба, MK
Конусность 1:16 (угол конуса φ=3°34'48"). Предназначена для обеспечения герметичности и стопорения резьбы без применения дополнительных средств. Существует два варианта резьбового конического соединения: коническая наружная резьба с конической внутренней резьбой и коническая наружная резьба с цилиндрической внутренней резьбой.
Цилиндрическая резьба, MJ
Цилиндрическая резьба основана на метрической резьбе (М) с номинальным диаметром от 1,6 до 200 мм и углом профиля при вершине 60°, предназначена для аэрокосмической техники и других применений требующих высокую усталостную прочность и жаропрочность. Для обеспечения этих свойств впадина резьбы на наружной резьбе имеет увеличенный радиус от 0,15011P до 0,180424P. Внутренняя резьба MJ совместима с внешней резьбой M при совпадении номинального диаметра и шага.
Трубная цилиндрическая резьба, G
Дюймовая резьба основанная на резьбе BSW (British Standard Whitworth) и соответствует резьбе BSP (British standard pipe thread), имеет четыре значения шагов 28,19,14,11 ниток на дюйм. Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.
Трубная коническая резьба, R
Дюймовая резьба с конусностью 1:16 (угол конуса φ=3°34'48"). Угол профиля при вершине 55°, теоретическая высота профиля Н=0,960491Р.
Круглая резьба для санитарно-технической арматуры, Кр
Профиль круглой резьбы образован окружностями, на вершинах и впадинах, соединёнными прямыми с углом профиля при вершине 30°. Резьба применяется для шпинделей, вентилей, смесителей, туалетных и водопроводных кранов.
Трапецеидальная резьба, Tr
Метрическая резьба с углом профиля при вершине 30°, теоретическая высота профиля Н=0,866Р.
Упорная резьба, S
Метрическая резьба с углом наклона боковых сторон профиля 30° и 3°
Упорная усиленная резьба, S45°
Резьба с углом наклона боковых сторон профиля 45° и 3°, с номинальным диаметром от 80 до 2000 мм.
Резьба Эдисона круглая, E
Применяется для электротехнических изделий, например цоколь ламп накаливания
Резьба UTS (Unified Thread Standard)
Дюймовая широко распространённая резьба в США - угол при вершине 60°, теoретическая высота профиля H=0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special).
Технология нарезания крепежных резьб метчиками и плашками.
Плашка представляет собой кольцо, изготовленное из инструментальной стали и имеющее такую же резьбу, для нарезания которой она предназначена. В плашке в зависимости от ее размеров просверлено 3..8 отверстий, пересекающих резьбу. На пересечении поверхности отверстий с поверхностью резьбы образуются режущие гребенки, причем благодаря фаскам гребенки имеют режущие части, которые выполняют работу резания. На цилиндрическом участке резьбы образуется калибрующая часть плашки (5 - 6 витков), которая калибрует резьбу по размеру и обеспечивает требуемую шероховатость поверхности резьбы. Плашки используются с двух сторон: после износа режущей части с одной стороны плашку переворачивают в плашкодержателе и работу ведут другой стороной. На торце плашки маркируется размер нарезаемой резьбы. Для компенсации износа применяют регулируемые плашки с прорезью. Величину среднего диаметра нарезаемой резьбы регулируют винтами плашкодержателя.Метчик представляет собой винт того же диаметра, шага и угла профиля резьбы, что и нарезаемая им резьба; изготовляется из инструментальной стали и имеет продольные стружечные канавки. На пересечениях канавок с витками резьбы образуются резьбовые гребенки.Работа резания выполняется режущей (заборной) частью метчика, у которой высота режущих зубьев постепенно повышается. По мере ввинчивания метчика в отверстие режущая часть прорезает резьбовые канавки: каждый зуб срезает небольшую часть припуска, после прохода режущей части резьба приобретает полный профиль. По числу перьев различают трехперые и четырехперые метчики. Метчики бывают ручные (слесарные), машинные и гаечные с удлиненным хвостовиком. На каждом метчике обозначены марка стали и размер резьбы. Наряду с метчиками с прямыми канавками используют метчики со спиральными канавками, которые обладают повышенной стойкостью. При нарезании метчик ввинчивается в резьбу, после нарезания его вывинчивают. При правом наклоне канавок облегчается вывод стружки из отверстия.
Нарезание резьбы плашками. Участок детали, на котором необходимо нарезать резьбу предварительно обрабатывают по наружному диаметру. Диаметр обработанной поверхности должен быть несколько меньше наружного диаметра резьбы, т.к. в процессе нарезания металл выдавливается. Рекомендуется необходимый размер стержня определять по справочнику, т.к. при слишком малом диаметре резьба получится неполного профиля, а при сильно увеличенном - резьба может быть сорвана или получится нечистой, т.к. плашка, срезая много металла сминает и надрывает витки резьбы. Для более легкого врезания плашки в металл на торце изделия снимают фаску, соответствующую высоте профиля резьбы.
Скорость резания при нарезании резьбы плашками: для стальных заготовок - 3...4 м/мин; для чугунных - 2...3 м/мин; для латунных - 10...15 м/мин.
Нарезание резьбы метчиками. Метчиками часто нарезают внутренние резьбы диаметром до 50 мм. Перед нарезанием резьбы сначала необходимо подготовить отверстие - сверлением или сверлением с растачиванием. При работе метчик выдавливает некоторый слой металла из впадины резьбы и уменьшает диаметр отверстия, что затрудняет нарезание. Поэтому диаметр отверстия должен быть несколько больше внутреннего диаметра резьбы. Т.к. сталь более подвержена пластической деформации, чем чугун, отверстие под резьбу стальной заготовки выполняют большего диаметра, чем под резьбу чугунной заготовки. Диаметр отверстия под резьбу выбирается по справочнику. Глухие отверстия под резьбу должны иметь большую длину, чем длина нарезаемой резьбы, не менее чем на величину заборной части метчика. Нарезание резьбы метчиками ведется при вращательном движении изделия, установленного в патрон так, чтобы ось нарезаемого отверстия совпадала с осью вращения шпинделя и поступательным движением метчика вдоль оси.
Скорость резания при нарезании резьбы метчиками: - для стальных заготовок - 5...12 м/мин; - для чугунных, бронзовых и алюминиевых - 6...22 м/мин.
Виды дефектов резьбовой поверхности, крепежной резьбы. Контроль резьбовой поверхности. При обработке резьбовой поверхности возможен ряд отклонений от заданных параметров. Основными видами дефектов являются: - неполная высота резьбы (из - за неправильно выбранного диаметра стержня или отверстия); - неодинаковая высота резьбы по всей длине (если стержень или отверстие имеют конусность или произошел перекос плашки или метчика в процессе нарезания); - неточные размеры (вследствие недостаточного или излишнего съема металла при нарезании резьбы); - недостаточная чистота поверхности (из - за сильного затупления инструмента, завышенной скорости резания, недостаточно жесткого крепления детали, неправильно выбранного охлаждения); - "растяжка" резьбы (из - за замедления хода инструмента). После обработки резьбовой поверхности необходимо контролировать следующие параметры: диаметры, угол профиля, шаг резьбы. Средний диаметр резьбы контролируют резьбовым микрометром. В микрометрическом винте и пятке сделаны отверстия, в которых устанавливают резьбовые вставки (из набора к микрометру: в микрометрический винт - коническую с углом, равным углу профиля, в пятку - призматическую. При контроле коническую вставку вводят в канавку резьбы, а призматическая вставка охватывает противоположный виток. Для установки микрометра на нуль служит установочный шаблон. Погрешность измерения среднего диаметра микрометром - 0,01мм.
В массовом производстве точность резьбовых изделий контролируют предельными калибрами: наружную резьбу резьбовыми кольцами, а внутреннюю - резьбовыми пробками.
Влияние шероховатости поверхности на эксплуатационные свойства деталей. При обработке деталей на металлорежущих станках на обработанной поверхности всегда остаются неровности в виде впадин и гребешков, их глубина и высота зависят от способа обработки. После черновой обдирочной обработки неровности видны невооруженным глазом, после чистовой обработки их можно увидеть в микроскоп или измерить на специальных приборах. Чем меньше шероховатость поверхности детали, тем меньше она изнашивается от трения при сопряжении с другой деталью в процессе выполнения требуемой работы: например, при вращении вала или шпинделя в подшипниках. Детали с малой шероховатостью поверхности хорошо противостоя коррозии - разрушению под действием различных химических веществ, газов, жидкостей и т.д. Значительная высота микронеровностей на обработанных поверхностях снижает прочность деталей машин при переменных нагрузках, поэтому для улучшения эксплуатационных свойств деталей стремятся повысить качество обработанных поверхностей. При крупносерийном и массовом производствах детали, обработанные на токарных станках, передают для последующей обработки на шлифование. При единичном и мелкосерийном производствах стремятся получить более качественную поверхность в процессе обработки на токарном станке, учитывая зависимость шероховатости поверхности от геометрии резца, режимов резания, заточки и доводки режущих кромок, наличия вибраций, вида охлаждающих жидкостей и т.д. высота (или глубина) микронеровностей будет меньше, если главный угол в плане будет малой величины, а радиус закругления вершины лезвия большой, если величина подачи и скорость резания будут выбраны с использованием справочных данных, а в качестве смазочно - охлаждающих жидкостей будут применяться смеси минеральных масел с растительными, осерненные масла, содержащие в качестве добавки серу, например, сульфофрезол.
Автор
tlamb38
tlamb38206   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1 660
Размер файла
115 Кб
Теги
cnc, 76964584
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа