CC BY
18
Машиностроение
УДК 621.914
Е.В. Глушко, Н.Т. Морозова, С.В. Гречанов
ГЛУШКО ЕЛЕНА ВЛАДИЛЕНОВНА - доцент кафедры технологий промышленного производства Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. E-mail: eglushko2006@mail.ru
МОРОЗОВА НИНА ТИХОНОВНА - кандидат технических наук, доцент кафедры технологий промышленного производства Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. E-mail: moronin56@mail.ru
ГРЕЧАНОВ СЕРГЕЙ ВИТАЛЬЕВИЧ - магистрант кафедры технологий промышленного производства Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Суханова ул. 8, Владивосток, 690950. E-mail: serega_25@mail.ru
Изготовление наружной резьбы методом огибания
Рассматривается способ изготовления винтовых (резьбовых) поверхностей фрезерованием. В основе способа - теория взаимоогибаемых поверхностей. В настоящей работе описана авторская технология резьбофрезерования методом огибания, которая предполагает наличие станочной оснастки. Для реализации способа резьбофрезерования используется универсальный станок, а изготовление резьбовой поверхности методом огибания производится специальной червячной фрезой.
Ключевые слова: резьба, резьбофрезерование, червячная фреза, метод огибания, заходность резьбы.
При производстве и сборке узлов механизмов судового оборудования необходимо определить возможность применения и разработки новых технологий для получения эффективных резьбовых соединений. Эти соединения служат для крепления между собой отдельных деталей и узлов, используются для передачи значительных осевых нагрузок и крутящих моментов, осуществляют относительные перемещения звеньев в механизмах машин и агрегатов. Резьба является самым распространенным видом соединений. Практически нет отраслей промышленности, в которых резьбовые соединения не находили бы применения. Отмечаются два основных способа изготовления резьбы: путем пластических деформаций без снятия стружки и путем нарезания со снятием стружки. Способы изготовления резьбы обусловлены наличием оборудования, оснасткой, инструментами и т.п. Несмотря на многолетний опыт получения резьбовых соединений, повышение качества и производительности резьбонарезания остается актуальной задачей. Способам производства (крупносерийному, серийному, единичному, ремонтному) соответствуют и вполне определенные методы получения резьбовых соединений.
© Глушко Е.В., Морозова Н.Т., Гречанов С.В., 2015
В данной работе мы рассматриваем способ изготовления винтовых (резьбовых) поверхностей фрезерованием. В его основе - теория взаимоогибаемых поверхностей. Резьбофрезерование методом огибания [4] предполагает наличие станочной оснастки, позволяющей следующее:
- удобный монтаж и демонтаж оснастки на выбранном металлорежущем оборудовании;
- быструю и легкую замену детали с нарезанной резьбой на новую деталь ;
- освобождение от использования копиров при фрезеровании конической резьбы.
При выборе оборудования для реализации способа резьбофрезерования необходимо, чтобы станок был универсальным и доступным. Для удовлетворения требований и серийного, и единичного производств, используются методы групповой технологии. Возможно выбрать универсальный токарно-винторезный станок. В точке резания производящая поверхность (описывается режущими кромками зубьев фрезы) и огибающая (резьбовая) поверхность скользят друг относительно друга. Скорость скольжения в станочном зацеплении упомянутых поверхностей есть скорость резания при фрезеровании резьбы на детали [2].
Кинематическая схема процесса резьбофрезерования цилиндрической резьбы методом огибания приведена на рисунке. Технологическая оснастка для резьбофрезерования состоит из 2 основных узлов: гитары деления и фрезерной головки 3. Эти узлы кинематически жестко связаны друг с другом при помощи карданного вала 9.
Гитара деления включает в себя два зубчатых колеса - 7 и 8, одно из которых 8 является сменным при изменении заходности нарезаемой резьбы. Зубчатое колесо 7 жестко связано со шпинделем станка, колесо 8 установлено на кронштейне 11, закрепленным на станине станка.
В опорах фрезерной головки 3 установлена однозаходная червячная фреза 2. Сама головка закреплена в резцедержателе 5 суппорта станка. Фрезерная головка 3 вместе с резцедержателем 5 имеет два линейных перемещения (вдоль оси вращения детали и ей перпендикулярно) и одно угловое - вокруг вертикальной оси О вращения резцедержателя.
Заготовка I для нарезания резьбы закрепляется в кулачковом патроне 10 станка. При наладке фрезерной головки 3 добиваются взаимного совмещения горизонтальных осевых плоскостей заготовки под резьбу и фрезы. При этом ось вращения фрезы должна быть параллельна оси вращения детали.
В процессе резьбофрезерования червячной фрезе 2 сообщают радиальную подачу по стрелке S1, если на детали нарезается короткая резьба, равная ширине фрезы; при нарезании «длинной» резьбы фрезерной головке дополнительно сообщается осевая подача
S2 = Z^ Pl , мм/об, (1)
где Z1 - число заходов резьбы, Р1 - шаг резьбы, мм.
Заходность червячной фрезы Z2 = 1 независимо от заходности Z1 нарезаемой резьбы.
В гитаре деления 11 сменное зубчатое колесо 8 в зависимости от заходности нарезаемой резьбы имеет число зубьев 2 7
28 =~К ' (2)
где К - заходность нарезаемой резьбы.
При нарезании конической резьбы [1, 3] используется та же технологическая оснастка, что и для фрезерования цилиндрической резьбы. Вместо копира дополнительно требуется весьма простая по конструкции поворотная головка, закрепляемая на станине станка. В патроне поворотной
Схема фрезерования наружной резьбы (вид сверху). 1 - деталь с резьбовой поверхностью, 2 - червячная фреза, 3 - фрезерная головка, 4 - суппорт станка, 5 - резцедержатель, 6 - рукоятка поперечной подачи суппорта (резцедержателя), 7, 8 - гитара деления резьбы на заходы, 9 - карданный вал, 10 - патрон станка (для установки детали), 11 - кронштейн гитары деления
головки закрепляется нарезаемая деталь. Вращение поворотная головка получает от патрона 10 станка, с которым соединена отдельным карданным валом.
Нарезаемая деталь, установленная в поворотной головке, разворачивается в горизонтальной плоскости на угол, равный половине угла конуса по отношению к оси вращения патрона 10 станка. Наладка основного станочного приспособления производится так же, как и при фрезеровании цилиндрической резьбы. Движения фрезерной головки без изменений - параллельно оси станины токарного станка (оси вращения патрона 10).
Следует заметить, что при резьбофрезеровании этим способом угол конуса резьбы практически не ограничивается, профиль резьбы - симметричен, качество резьбы высокое. Такая коническая резьба была названа авторами «модифицированной» [3].
Фрезерование резьбовой поверхности методом огибания производится специальной червячной фрезой.
Внешне фреза представляется как резьбовая поверхность ограниченной длины. На резьбовой поверхности параллельно оси вращения выполнены канавки, образующие зубчатые гребенки фрезы. Зуб червячной фрезы - остроконечный, ограничен только двумя углами резания - передним и задним. Передний угол у = 0. Заточка зуба производится только по передней поверхности.
Материал фрезы - инструментальные стали. Термообработка фрезы - закалка ИЯС 55-60. Количество зубчатых гребенок на фрезе ограничено, поэтому нарезанная резьба является не гладкой, а составленной из отдельных граней поверхностью. Качественными характеристиками резьбы являются длина граней и высота их стыка. На эти качественные параметры резьбы можно влиять, изменяя количество зубчатых гребенок фрезы. На эти же характеристики влияет и заходность резьбы. Так как при резьбофрезеровании методом огибания имитируется станочное зацепление винтовой поверхности резьбы [4] и производящей фрезы, то направления этих поверхностей раз-ноименны.
Нарезание резьбы способом огибания является новым методом изготовления резьбовых поверхностей разработанной авторами червячной фрезой. Нарезание осуществляется попутным фрезерованием. Для этого используется специальная станочная оснастка. При параллельных осях нарезается цилиндрическая резьбовая поверхность, при осях пересекающихся - коническая. Технология изготовления резьбы данным способом дает возможность нарезания многозаходных резьб однозаходной червячной фрезой и увеличивает производительность изготовления резьбовых поверхностей на деталях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глушко Е.В. Технологическое обеспечение резьбофрезерования методом огибания в условиях производства // Исследование по вопросу повышения эффективности судостроения и судоремонта: сб. статей. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2005. С. 7-12.
2. Глушко Е.В., Лоцманенко В.В. Фрезерование винтовых поверхностей при попутном фрезеровании методом огибания // Размерная наладка, надежность и эффективность процессов машиностроительного производства: межвузовский сборник научных статей. Вып. 3. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. С. 115-119.
3. Лоцманенко В.В. Модифицированный способ изготовления конической винтовой поверхности // Машиностроитель. 2000. № 8. С. 10-12.
4. Лоцманенко В.В. Способ нарезания резьбы: А.с. Российская Федерация № 308409, заявл. 16.07.1970, опубл. 15.06.1973. Бюл. № 21.
THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE
Mechanical Engineering
Glushko E., Morozova N., Grechanov S.
ELENA V. GLUSHKO, Assistant Professor, Department of Industrial Production Technologies, School of Engineering, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, e-mail: eglushko2006@mail.ru
NINA T. MOROZOVA, Ph.D. (Technical Science), Assistant Professor, Department of Industrial Production Technologies, School of Engineering, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, e-mail: moronin56@mail.ru
SERGEI V. GRECHANOV, Undergraduate, Department of Industrial Production Technologies, School of Engineering, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, e-mail: serega_25@mail.ru
Making external threads through spinning procedure
The article deals with the procedure of making helicoid surfaces (and threaded ones) by milling. The procedure is based on the theory of interenveloping surfaces. The present article presents the author's procedure of thread milling by spinning which requires special process equipment. To realise the procedure, a universal milling machine can be used, whereas a special cutting hob is required to make a thread surface by spinning procedure.
Key words: thread, thread milling, enveloping, instrument, hob cutter.
REFERENCES
1. Glushko E.V. Technological security thread milling method of rounding under production conditions. Study on improving the efficiency of shipbuilding and repair. Proceedings. Vladivostok, FESTU Publishing, 2005, p. 7-12. (in Russ.). [Glushko E.V. Tehnologicheskoe obespechenie rez'bofrezerovanija metodom ogibanija v uslovijah proizvodstva // Issledovanie po voprosu povyshenija jeffektivnosti sudostroenija i su-doremonta: sb. statej. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2005. S. 7-12].
2. Glushko E.V., Lotsmanenko V.V. Milling helical surfaces by milling with a fair rounding. Interuniversity collection of scientific articles. Vladivostok, FESTU Publishing, 2004, Issue 3, p. 115-119. (in Russ.). [Glushko E.V., Locmanenko V.V. Frezerovanie vintovyh poverhnostej pri poputnom frezerovanii metodom ogibanija // Razmernaja naladka, nadezhnost' i jeffektivnost' processov mashinostroitel'nogo proizvodstva: mezhvuzovskij sbornik nauchnyh statej. Vyp. 3. Vladivostok: Izd-vo DVGTU, 2004. S. 115119].
3. Lotsmanenko V.V. Modified method for manufacturing conical helical surface article, Machinostroitel. 2000;8:28-31. (in Russ.). [Locmanenko V.V. Modificirovannyj sposob izgotovlenija konicheskoj vintovoj poverhnosti // Mashinostroitel'. 2000. № 8. S. 10-12].
4. Lotsmanenko V.V. The carving methods, the Russian Federation patent. 2210470 (2003). (in Russ.). [Locmanenko V.V. Sposob narezanija rez'by. A.s. Rossijskaja Federacija № 308409, zajavl. 16.07.1970, opubl. 15.06.1973. Bjul. № 21].
