CC BY
51
УДК 621.9.02
А.М. Гэниатулин, В.П. Кузнецов Курганский государственный университет
ВЫБОР СХЕМЫ РЕЗАНИЯ МЕТЧИКАМИ-ПРОТЯЖКАМИ
Аннотация
В работе представлено обоснование выбора наиболее рациональной схемы резания при нарезании резьбы метчиками-протяжками крупных внутренних крепежных и ходовых резьб.
Ключевые слова: резьбонарезание, метчики-протяжки, схемы резания.
A.M. Geniatulin, V.P. Kusnetsov Kurgan State University
CUTTING SCHEMECHOICE BY BROACHING TAP-BORERS
Annotation
In work the substantiation of a choice of the most rational scheme of cutting by taps-borers of large internal fixing and running carvings
Key words: treading, taps-protjazhki, cutting schemes.
В современном машиностроении резьбопротягива-ние получило достаточно широкое распространение при обработке крупных внутренних резьб [1 ]. В некоторых случаях резьбопротягивание является единственным способом обработки специальных гаек с отверстием большой длины при сравнительно малом диаметре. Метчики-протяжки позволяют нарезать внутреннею резьбу любого профиля с любым числом заходов при большой длине нарезанной части, обеспечивая высокое качество резьбы с точностью по 6Н.
При обработке в сквозных отверстиях крупных внутренних резьб метчиками-протяжками (крепежных, ходовых) важное значение имеет выбор схемы резания -порядка распределения работы срезания припуска между зубьями протяжки. Это определяется большим объемом вырезаемого металла при формировании профиля резьбы. Схема резания существенно влияет на конструкцию инструмента.
Выбор схемы резания при конструировании режущей части зависит от назначения метчика-протяжки, формы, размеров и способа получения заготовки, вида и размеров нарезаемой резьбы.
От принятой схемы резания, в свою очередь, зависят:
• выбор протяжки (длина, стойкость, технология изготовления);
• себестоимость и производительность операции;
• параметры срезаемого слоя;
• точность резьбы;
• шероховатость обработанной поверхности резьбы;
• прочность инструмента.
При проектировании метчиков-протяжек применяются различные схемы резания:
• последовательная (генераторная);
• профильная;
• прогрессивная (групповая);
• корригированная;
шахматно-профильная и шахматно-генератор-
ная.
Односекционные протяжки работают по такой же (генераторной) схеме резания, как и обычные метчики в том случае, когда они не имеют прямой конусности по среднему диаметру резьбы (рис. 1 а). Генераторная схема характеризуется тем, что каждый зуб не повторяет, а формирует (генерирует) профиль обрабатываемой поверхности. Заданный контур на изделии формируется при генераторной схеме вспомогательными режущими лезвиями всех зубьев.
Прямолинейные режущие кромки АВ зубьев метчика, срезая изображенные слои материала заготовки, только своими крайними точками формируют поверхность резьбы. На обработанной поверхности остаются следы работы отдельных кромок, что снижает качество поверхности. Однако ввиду простоты изготовления метчики, работающие по генераторной схеме резания, широко применяются в промышленности.
«> 1> в> Рис. 1. Схемы резания метчиков-протяжек
Зубья односекционного метчика-протяжки с прямой конусностью по среднему диаметру работают по профильной схеме резания (рис. 1 б). Профильная схема предусматривает последовательное срезание припуска зубьями, профиль которых подобен профилю обрабатываемой поверхности. При такой схеме резания обеспечивается наилучшее качество поверхности резьбы.
Основным недостатком профильной схемы резания является большая активная длина режущих кромок, участвующих в работе. Сила резания при протягивании определяется величиной длины одновременно работающих режущих кромок зубьев метчика-протяжки. При профильной схеме резания в работе участвуют как вершинные, так и боковые режущие кромки. Это приводит к большому крутящему моменту резания и повышенной вероятности поломки инструмента.
При нарезании трапецеидальных резьб в стальных деталях большой длины хорошие результаты дает применение групповой (прогрессивной) схемы резания (рис.1 в). Прогрессивная схема резания заключается в распределении ширины срезаемого слоя между несколькими зубьями одной секции. Данная схема реализуется благодаря стачиванию фасок в шахматном порядке, как показано на рис. 2. Благодаря стачиванию некоторой части профиля зуба обеспечивается разгрузка режущих зубьев.
Для нарезания гаек большой длины, а также для нарезания резьбы в деталях из жаропрочной и нержавеющей стали применяют многосекционные метчики-протяжки с несколькими резьбовыми участками, имеющими двойной заборный конус (рис. 3). Наличие проточек на метчике-протяжке и заборного конуса на каждом из резьбовых участков облегчает резание вязких материалов, создает лучшие условия для выхода стружки, снижает трение на резьбовой поверхности и тем самым значительно разгружает метчик. Заборный конус делается с таким расчетом, чтобы его начало совпадало с наружным диаметром последних зубьев метчика, уже прошедших сквозь деталь. Недостатком такой конструкции яв-
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5
137
ляется увеличение длины протяжки и, соответственно, ее стоимости.
для чётного числа губке
1-е перо
ААЛЛМ!7лЛЛМ 1?
для нечётною числа зубьев
1-е перо 3-е пер и т,д,
перо лгро К тЛ
yv\z\ЛЛ
2-е перо с перо и mrfr
а) б)
для чётчко чини зубьев
г^гиЛПАЛ ОЛЛААД
профиль Черновы! зубьев профил чистовых зуСъев
(перья 1,3) {мри 2,4)
*)
Рис. 2. Схемы снятия фасок для разделения стружки
Рис. 3. Многосекционные метчики-протяжки
При нарезании резьбы метчиками значительная часть энергии затрачивается на преодоление сил трения, возникающих на боковых поверхностях резьбы. В связи с этим снижается стойкость метчика-протяжки и могут наблюдаться его поломки. Снижение сил трения за счет уменьшения поверхностей соприкосновения резьбы метчика и нарезаемой детали достигается при применении метчиков-протяжек с корригированным профилем (рис. 4). Угол профиля резьбы таких метчиков делается меньше номинального значения угла профиля нарезаемой резьбы на 1-50. Это создает боковые зазоры между режущими зубьями метчика и витками резьбы детали. Требуемый профиль резьбы детали может быть получен при определенной величине обратной конусности, определяемой по формуле:
- а п а, № = -1),
где 5 - половина угла обратного конуса;
ап, а, - углы профиля резьбы и метчика соответственно.
Метчики-протяжки с увеличенной обратной конусностью и соответственно корригированным профилем оправдывают себя при обработке вязких металлов, жаропрочных и титановых сплавов и т.п.
С целью перераспределения загрузки режущих зубьев также используется шахматно-профильная и шах-матно-последовательная схемы резания. В этом случае срезаются отдельные участки режущих кромок в шахматном порядке, за счет чего перераспределяется загрузка отдельных участков кромок и создаются более работоспособные инструменты. При шахматном расположении зубьев контакт метчика с деталью является односторонним, что устраняет заклинивание метчика и разрушение витков нарезаемой в вязких материалах резьбы. При обработке жаропрочных материалов и титановых сплавов шахматное расположение зубьев на заборной части позволяет без увеличения крутящего момента повысить толщину среза и осуществить резание вне зоны наклепанного слоя. Это улучшает условия работы метчика.
Рис. 4. Схемы резания корригированным метчиком-протяжкой
Основной недостаток инструментов с шахматным расположением зубьев заключается в высокой трудоемкости изготовления и, соответственно, его высокой стоимости.
Список литературы
1. Гениатулин А.М., Кузнецов В.П., Схиртладзе А.Г. и др. Технология производства крепежа: Учебное пособие. - Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2007.-360 с.
УДК 621.91 А.М. Гэниатулин
Курганский государственный университет
ДИАГНОСТИКА ИЗНОСА ТОКАРНЫХ РЕЗЦОВ И ФОРМЫ СТРУЖКИ
Аннотация
Приведена методика использования компьютерной симуляции при проведении лабораторной работы по диагностике износа токарных резцов и формы стружки.
Ключевые слова: токарные резцы, износ, стружка, диагностика.
A.M. Geniatulin Kurgan State University
DIAGNOSTICS OF TURNING CUTTERS WEAR-OUT AND THE SHAVING FORM
Annotation
The technique of use of computer simulation is resulted at carrying out of laboratory work on diagnostics of deterioration of turning cutters and shaving forms.
Key words: turning cutters, deterioration, shaving, and diagnostics.
Эффективность работы автоматизированного оборудования (металлорежущие станки с ЧПУ обрабатывающие центры, гибкие производственные модули и др.) в большой степени определяется надежностью режущего инструмента, сохранением состояния процесса резания в определенных пределах.
Надежность технологического процесса обработки
138
ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1
