CC BY
87
УДК 631.3-192:621.9.02
С.К. Тойгамбаев, канд. техн. наук, доцент А.Ф. Казимирчук, канд. техн. наук, профессор
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»
ВЫБОР МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ
В машиностроении резьбовые соединения при сборке и разборке сборочных единиц достигают 20...25 % общего объема изготовления и восстановления машин и орудий. Резьба является основным функциональным элементом соединения винт-гайка. Значительные трудности при восстановлении внутренней сквозной или глухой резьбы представляет качественная обработка в корпусах, шпинделях крупногабаритных деталей. Разнообразие деталей, на которых предусмотрена резьба, связано со всевозможными способами базирования. Поэтому обработка резьбы предусмотрена на специализированных станках: роторный автомат «ХИДОМАТ» гайконарезной автомат 2А064, полуавтомат 2Р056П и др. Однако в ремонтном производстве часто используют станки токарной, сверлильно-расточной групп или вручную.
В основном производстве существуют следующие способы изготовления наружных и внутренних, одно- и многозаходных, левых и правых резьб:
• литьем — только для деталей из пластмасс;
• давлением — накатывание, выдавливание, ротационное обжатие; плашкой плоской и круглой, резьбонарезной головкой, гребенкой, резцом;
• резанием на станках — лезвийным или абразивным инструментом;
• резание вручную — метрической, дюймовой, трубно-цилиндрической, конической для топливной аппаратуры, наружной и внутренней (метчиками и плашками).
В индивидуальном и мелкосерийном производстве изготовление и колибрование резьбы производится метчиками и плашками «методом конирова-ния» по генераторной схеме резания. При этом припуск снимается последовательными слоями за один проход многопрофильного инструмента. Таким образом, качество резьбы зависит от состояния, точности и качества заточки инструмента, траектории винтового движения и его кинематики. Нарезаемая часть резьбы испытывает воздействие зубьев метчика или плашки, необходимых не только для снятия припуска Р но и для продольного (осевого) — Рх перемещения, что вызывает деформации и повышенный износ — hЗ (мм) на задней поверхности калибрующей части и подрезание боковых поверхностей профиля инструмента.
--------------------------------------- Вестник ФГОУ
Метчики и плашки изготовляют из следующих материалов: инструментальных сталей У7...У10, У10А; легированных сталей ХВГ, 9ХС, 40ХВГ; быстрорежущих сплавов Р6, Р18, Р9Ф5К10, Р6М5К5; твердых сплавов ВКЗМ, ВК10, Т5К10, Т30КЧ, ТТ7К15.
Конструктивные элементы и геометрические параметры ручного трехканавочного метчика показаны на рис. 1.
Различают метчики ручные, машинные, гаечные, трех- и четырехканавочные, одно- двух-и трехкомплектные (черновой метчик снимает припуск до 60 %, средний — до 30 %, чистовой — до 10 %); Общая длина метчиков L = 60.150 мм, l = 4.8 витков — заборная часть, выполненная под углом ф = 4.12°, 12 = 20.40 витков — калибрующая часть, l = 11 + 12 — рабочая часть метчика, 13 = 40.80 мм — хвостовая часть метчика; ю = 10.18° — угол подъема резьбы; а = 4.12° — задний угол инструмента, образованный затыло-выванием на специальных резьбошлифовальных станках с ЧПУ при скорости круга укр= 20.30 м/с
с охлаждением при давлении р = 2,0____3,5 мПа.
Передний угол у = 5.10° для обработки стали, у = 0.5° — для чугуна и у = 10.25° — для цветных металлов. Передний угол у метчиков (трех-, четырех- и пятиканавочных) образуется на заточных станках модели ЗА6ЧД. Метчик устанавливают в центрах станка, каждую канавку затачивают отдельно, угол подъема ю = 10.18° обеспечивается специальной упоркой, кругами 4К или Т1, Т2, ТЗ при
скорости круга у = 20.З0 м/с; 5кр = 0,5 З м/мин;
5поп = 0,001.0,01 мм/ход с охлаждением СОЖ расходом З.5 л/мин сульфофрезолом.
Нарезание резьбы ручными метчиками из стали Р6М5 при скорости резания у = 0,3.2 м/мин,
Рис. 1. Трехканавочный метчик МГАУ№3'2008 ----------- -------------------113
Характеристические параметры инструментов
Инструмент См qv qм Уv Ум Т m К v общ к м общ
Метчики: машинные 64,8 0,027 1,2 1,4 0,5 1,5 90 0,9 0,75 0,85
гаечные 53,0 0,004 1,2 1,7 0,5 1,5 90 0,95 0,85 0,95
автоматные 41,0 0,003 1,2 2,0 0,5 1,5 90 1,0 1,0 1,0
Плашки 2,7 0,045 1,2 1,1 1,2 1,5 150 0,5 1,0 1,0
из твердых сплавов Т5К10 — у = 1,5.5 м/мин с охлаждением — индустриальное масло 20.
Режимы нарезания резьбы метчиками на станках: скорость резания, м/мин,
С Dqv
СМ •• (1)
V = ■
К
т т 5 уу
крутящий момент , Нм,
V общ’
М = 10С DqmSymK б ;
кр м т общ’
мощность, кВт,
Мкп}
N =
975
частота вращения, мин 1, 1000v
п
кD
(2)
(3)
(4)
где С^ См — коэффициенты, учитывающие материал обработки; D — средний диаметр нарезаемой резьбы, мм; £ — шаг резьбы, мм; К общ , Км общ — коэффициенты, учитывающие условия резания; т, д, ф — показатели дробных степеней; Т — стойкость инструмента, мин.
Значения показателей в формулах (1).(4) при нарезании резьбы в сталях (ов = 750 мПа, НВ = 210) метчиками из сплава Р6М5 указаны в таблице.
Основное время, мин,
т
_ (Ь + у)кО
1000vS
К
(5)
где L — длина нарезаемой резьбы, мм; у = З.6 мм — длина начального конуса; D — средний диаметр резьбы, мм; у — скорость резания, м/мин; £ — шаг резьбы, мм; Кох = = 1,ЗЗ.2,0 — коэффициент, учитывающий обратный ход.
Конструктивные и геометрические параметры круглой плашки показаны на рис. 2.
Плашки подразделяют на круглые, квадратные, шестигранные цельные и разрезные (регулируемые). Общая длина (высота) плашки L = 10.24 мм, 11 = 1З = 2.4 витка—заборная часть, 1к = 6.10 витков — калибрующая часть, 2ф = 40.60° — угол заборной части плашки, у = 15.20° — передний угол, а = 6.12° — задний угол. Стойкость плашки из сплава Р6М5 Т = 90.150 мин. Заточку плашки выполняют на заточных станках или вертикальносверлильными кругами формы ПП6*10*4, ППВ или ППВД при скорости резания укр = 10.15 м/с и подаче £кр = 0,5 ... 2 м/мин, выдерживая каждую режущую часть в отдельности 2.З мин при охлаждении СОЖ 0,5.. .1,5 л/мин. Нарезание резьбы плашками вручную производят при скорости резания у = 0,1.1 м/мин с охлаждением.
Основное время заточки, мин, определяют по формуле
т
Ь + Ь
'вр.п
(6)
где L — длина нарезаемой резьбы, мм; Lвр п = 2£.4£ — длина врезания и перебега, мм; £ — шаг резьбы, мм; п — частота вращения, мин-1.
Режимы нарезания резьбы плашками определяют по формулам (1).(5). Значения использованных в этих формулах показателей выбирают по таблице.
Вывод
Правильный выбор режима резьбонарезания и условий обработки и заточки инструментов позволит получать резьбы высокого качества, точности и долговечности, а следовательно, и повысить надежность всех резьбовых соединении.
Список литературы
1. Аскинази, Б.М. Упрочнение и восстановление деталей машин электромеханической обработкой / Б.М. Аскинази. — М.: Машиностроение, 1989. — 197 с.
2. Багмутов, В.П. Электромеханическая обработка / В.П. Багмутов, С.Н. Паршев, Н.Г. Дурхина, Н.Н. Захаров. — Новосибирск: Наука, 200З. — З18 с.
3. Бражюнас, А.И. Повышение износостойкости ходовых винтов ЭМО / А.И. Бражюнас // Вестник машиностроения. — 1969. — № 1. — С. 58-60.
114
Вестник ФГОУ ВПО МГАУ № 3’2008
