Нарезание метрических и дюймовых резьб с шагом предпочтительного применения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

НАСТРОЙКА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБ

Цель работы:

Ознакомить студентов с методами расчета сменных зубчатых колёс гитары для нарезания различных типов резьб;

Оборудование, материалы и инструменты:токарно-винторезный станок модели 16К20; основной и дополнительный наборы сменных зубчатых колес; резьбовой резец для нарезания наружной метриче­ской резьбы; заготовка диаметром 40 — 80 мм, длиной 200 — 300 мм резьбовой шаблон; штангенциркуль; кинематическая схема станка модели 16К20.

Настройка станка на нарезание резьбы

Общие сведения

На токарно-винторезном станке нарезают наружные и внутренние резьбы путем многократных последовательных проходов резьбовым резцом. Этот способ применяется в основном в индивидуальном и мел­косерийном производствах. В крупносерийном и массовом производст­вах резьбы изготавливаются резьборезными головками, резьбовыми фрезами, накатными роликами, плашками и др.

Резьбы бывают однозаходные и многозаходные, а также четные и нечетные. Резьба называется четной, если отношение шага ходового винта станка к шагу нарезаемой резьбы есть целое число, в остальных случаях резьба будет нечетной. По профилю резьбы различают тре­угольные, прямоугольные (ленточные), упорные, полукруглые, трапе­цеидальные и пр. По шагу — метрические, дюймовые, модульные и питчевые.

Шаг резьбы — расстояние между двумя одноименными точками двух соседних витков. Для многозаходной резьбы шаг Р равен

P =Ph/n

где Ph — ход нарезаемой резьбы;

n — число заходов резьбы.

Поэтому трёхзаходная метрическая резьба с крупным шагом может быть обозначена:

М30 × Рh4,5Р 1,5-6H/6g-LH

или

М30 ×Ph4,5Р1,5 (три захода) - 6H/6g-LH.

Это резьбовое соединение (поскольку через дробную черту приведе­ны предельные отклонения для гайки и болта), имеющее ход, равный 4,5 мм при шаге Р - 1,5 мм, резьба левая (LH). Для однозаходной резьбы шаг равен

Р = Ph.

Шаг дюймовой резьбы обычно задается числом ниток (витков) на длине одного дюйма, т.е.

Р" = Ph /n,

где n— число ниток на один дюйм.

С достаточной для практики точностью принимают 1" = 25,4 мм (более точно 1" = 25,39998 мм).

В тех случаях, когда резьба сопрягается с зубчатым колесом (чер­вячное зацепление), применяют модульные и питчевые резьбы. Между шагом зубчатого колеса p_a, числом зубьев z и диаметром делительной окружности d (рис. 1) существует следующая зависимость:

P_az = πd,

где πd—длина делительной окружности, откуда

d = p_az/π

Отношение шага зубчатого колеса p_a к числу π принято модулем (т), т.е.

m=p_a/π

тогда

d = mz, мм.

На практике иногда возникает необходимость определить модуль зубчатого колеса, например, для изготовления нового колеса взамен из­ношенного, на котором модуль не указан.

Из выражения d=mz определить величину модуля нельзя, так как невозможно измерить диаметр делительной окружности колеса. Одна­ко, модуль зубчатого колеса определить можно, выразив его через чис­ло зубьев z и наружный диаметр d_a.

Рисунок 1- Окружности зубчатого колеса

Учитывая, что высота головки h₁ = m, тогда

d_а =d+2h₁ = zm + 2m = m(z + 2),

откуда

m= d_a/(z + 2), мм.

В США и Англии вместо модульных резьб применяют питчевые резьбы. Питч Р (диаметральный шаг) есть число, показывающее, сколько зубьев колеса приходится на 1" диаметра его делительной ок­ружности, т.е.

Р = z/d = 2π/t"z = π/t", дюйм^-1

Бывают случаи, когда необходимо изготовить питчевое зубчатое ко­лесо модульным инструментом. Для этого питч колеса необходимо пе­ревести в модуль. Воспользуемся выражениями для определения питча и модуля —

Р = π/t"дюйм^-1

m = p_a/π, мм.

Из первого выражения, поскольку t" = p_a/25,4 получаем, что

p_a=π∙ 25,4/Р мм;

из второго –р_a =πm , мм. Приравнивая правые части этих выражений, получим:

m=25,4/π, мм; Р=25,4/m, дюйм^-1

Для нарезания резьбы заданного шага P_нар на токарно-винторезном станке требуется определить передаточное отношение зубчатых колес гитары. Передаточное отношение u_гит определяется из расчетных фор­мул, полученных из уравнения баланса резьбонарезной цепи. Для со­ставления уравнения баланса настраиваемой цепи связываем конечные вращательные движения шпинделя и ходового винта, т. е.

1об шп Р_нар /Р_хв ходовой винт.

В соответствии с кинематической схемой передачи движения шпинделя к ходовому вишу составим следующее уравнение кинематического баланса этой цепи:

1об шп ∙u_const ∙u_рев ∙u_гит ∙u_кп = Р_нар / Р_хв,

где u_const — постоянное передаточное отношение станка (фактически это передаточное отношение коробки скоростей, не влияющее на нарезание резьбы);

u_рев — передаточное отношение зубчатых колес механизма реверса (трензеля);

u_гит —передаточное отношение зубчатых колес гитары;

u_кп — передаточное отношение зубчатых колес коробки подач;

Р_нар — шаг нарезаемой резьбы, мм; Р_хв — шаг ходового винта станка, мм.

Постоянная станка, которая включает коробку скоростей и не влия­ет на нарезание резьбы при любой настройке, имеет вид: u_const=1. При включении для нарезания резьбы блоков z = 60 и z = 45 влево , соединяющих коробку скоростей с приводом подач для на­резания резьбы, движение от шпинделя к валу трензеля VII передается через зубчатые колеса 60/60.

Передаточное отношение зубчатых колес механизма реверса имеет два направления. В первом случае при прямом вращении при передаче движения от вала VII к валу VIII u_рев = 30 / 45, а во втором случае для нарезания левых резьб включается паразитное колесо, тогда u_рев =30/25∙25/45.

Настройка станка для нарезания резьб шага предпочтительного при­менения производится поворотом рукояток коробки подач, положения ко­торых показаны в таблицах, помещенных на перед ней бабке станка.

Нарезание метрических и дюймовых резьб с шагом предпочтительного применения.

При отправке с завода на гитаре станка 16К20 устанавливаются сменные зубчатые колеса. Комбинацию рассчитывают по формуле:

K/L∙L/N= 40/86∙86 /64

Сменные зубчатые колеса выполняют здесь вспомогательную функцию проставки. Эти сменные зубчатые колеса обеспечивают нарезание метри­ческих и дюймовых резьб с шагами, величины которых указаны в средней нижней части таблицы (рис. 2), помещенной на передней бабке станка. Для этого рукояткой 29 надо установить необходимый тип нарезаемой резьбы, а рукоятками 30 и 27 выбрать требуемый шаг.

Рисунок 2- Таблица настройки параметров нарезаемых резьб на станке модели 16К20.

Кроме зубчатых колес с z=40, z=86,z=86 и z=64, в основные на­боры входят сменные зубчатые колеса, обеспечивающие нарезание дюймовых резьб с 11 и 19 нитками на 1 дюйм z=36,z=44, z=4, z =57, z =60, z = 73. По особому заказу поставляются сменные зубчат колеса для нарезания резьб, не указанных в таблице (рис. 2), z = 66; z= 54; z = 52; z = 46. Для нарезания точных резьб «напрямую» минуя коробку подач, станок комплектуется сменными колесами z = 60, z = 72, z= 54, z = 56, z = 80, z = 80,z = 127.

При помощи основного и дополнительного наборов сменных зубчатых колес на станке 16К20 через механизм коробки подач можно нарезать целый ряд резьб, шаги Р_нар которых приведены в левой часта таблицы (рис. 2). Настройка станка для нарезания этих резьб осуществляется с помощью сменных зубчатых колес, указанных в левой части таблицы.

Так же, как и в описанных выше случаях, рукояткой устанавлива­ется тип резьбы. Затем в зависимости от выбранного шага Р_нар соответ­ствующими рукоятками устанавливается табличное значение, указанное в средней нижней части таблицы.