Изготовление ходовых винтов

Ходовые винты станков служат для преобразо­вания вращательного движения в поступательное прямо­линейное перемещение с помощью сопряженной с ним гай­ки различных деталей и узлов станка (суппортов, фарту­ков, кареток) с заданной точностью. Равномерность перемещения различных деталей и узлов, оказывает значи­тельное влияние на точность обрабатываемых деталей.

Показателями качества ходовых винтов являются диа­метральные размеры винта, точность шага резьбы, точ­ность профиля резьбы, соосность резьбы винта и его опор­ных шеек, точность опорных шеек, отклонение от перпенди­кулярности опорных буртиков и оси вращения ходового винта, износостойкость, толщина нитки резьбы. Ходо­вые винты в зависимости от степени точности перемещения, которую они обеспечивают, делят на пять классов: 0; 1; 2; 3 и 4. В металлорежущих станках применяют ходо­вые винты класса 0 ... 3.

Материалы и способы получения заготовок ходовых винтов. В качестве заготовок для ходовых винтов приме­няют обычно пруток, отрезанный от сортового материала. К материалу ходовых винтов предъявляют требования высокой износоустойчивости, хорошей обрабатываемости и состояния стабильного равновесия внутренних напря­жений после обработки во избежание деформаций при эксплуатации.

Ходовые винты для станков нормальной точности (2 - 3-й класс), не подвергаемые термообработке, обычно изготовляют из среднеуглеродистой стали А40Г с повы­шенным содержанием серы и стали 45 с добавлением свинца, что улучшает обрабатываемость и уменьшает шерохова­тость поверхности. Ходовые винты прецизионных стан­ков классов 0 и 1 изготовляют из сталей марок У10А, У12А, ХВГ, 18ХГТ и 40ХФА.

Профиль резьбы ходовых винтов может быть трапеце­идальным, прямоугольным и треугольным. Наибольшее применение находят ходовые винты с трапецеидальной резьбой, которая выше по прочности прямоугольной и позволяет с помощью разрезной гайки регулировать осе­вые зазоры, возникающие вследствие износа. Нарезание и шлифование трапецеидальной резьбы проще, чем на­резание и шлифование прямоугольной (фрезерование резьб с прямоугольным профилем невозможно). Однако точностные характеристики прямоугольных резьб выше тра­пецеидальных.

Обработка ходовых винтов. Основными базами ходо­вого винта, которыми он базируется в станке, являются его опорные шейки и опорные буртики. Исполнительной поверхностью ходового винта является поверхность вин­товой резьбы. Между исполнительными поверхностями и основными базирующими поверхностями ходового винта должна быть обеспечена наибольшая точность. Так как технологическими базами при изготовлении ходовых вин­тов являются центровые отверстия, то во избежание де­формаций обработку всех поверхностей ходового винта производят с применением подвижных люнетов, что оп­ределяет особенности процесса обработки ходовых винтов.

Наружную поверхность ходового винта обрабатывают до 5-го квалитета (поле допуска h5) для винтов 0; 1 и 2-го классов; до 6-го квалитета (поле допуска h6) для ходовых винтов 3-го класса. Винты 4-го класса обрабатывают до 6-го квалитета (h6), а также с полем допуска по наруж­ному диаметру П. Для получения заготовки ходового винта прокат подвергают правке и после разрезки свер­лят центровые отверстия сначала с одного торца, а затем после поворота на 180° с другого.

Центровку производят на токарных станках, где одно­временно подрезают торцы. Для создания благоприятных условий использования подвижных люнетов после токар­ной обработки наружных поверхностей заготовку шли­фуют на бесцентрошлифовальных или на круглошлифовальных станках в центрах. Шлифование в центрах при­меняют для винтов классов 0; 1 и 2.

Перед нарезанием резьбы, после токарной обработки базовых шеек, заготовку подвергают правке (винты 3-го класса и грубее) с последующим шлифованием наружной поверхности. Технологическими базами при этом являются поверхности центровых отверстий. Резьбу на ходовых винтах получают на токарно-винторезных станках. На­резание происходит за несколько рабочих ходов. Более производительно выполнять предварительное фрезерова­ние дисковыми фрезами и окончательно обработать де­тали на токарных станках. После обтачивания и предвари­тельного нарезания резьбы ходовые винты 0 ... 3-го клас­сов подвергают старению для снятия остаточных напря­жений.

Отделочную обработку резьбы производят на преци­зионных токарно-винторезных станках 1622Б быстроре­жущими резцами с остро заточенными гранями. Чтобы точнее установить плоскость профиля резца по профилю резьбы, державки резцов в поперечном сечении делают круглыми.

Так как технологическими базами при изготовлении ходовых вин­тов являются центровые отверстия, то во избежание де­формаций обработку всех поверхностей ходового винта производят с применением подвижных люнетов, что оп­ределяет особенности процесса обработки ходовых винтов.

Наружную поверхность ходового винта обрабатывают до 5-го квалитета (поле допуска h5) для винтов 0; 1 и 2-го классов; до 6-го квалитета (поле допуска h6) для ходовых винтов 3-го класса. Винты 4-го класса обрабатывают до 6-го квалитета (h6), а также с полем допуска по наруж­ному диаметру П. Для получения заготовки ходового винта прокат подвергают правке и после разрезки свер­лят центровые отверстия сначала с одного торца, а затем после поворота на 180° с другого.

Центровку производят на токарных станках, где одно­временно подрезают торцы. Для создания благоприятных условий использования подвижных люнетов после токар­ной обработки наружных поверхностей заготовку шли­фуют на бесцентрошлифовальных или на круглошлифовальных станках в центрах. Шлифование в центрах при­меняют для винтов классов 0; 1 и 2.

Перед нарезанием резьбы, после токарной обработки базовых шеек, заготовку подвергают правке (винты 3-го класса и грубее) с последующим шлифованием наружной поверхности. Технологическими базами при этом являются поверхности центровых отверстий. Резьбу на ходовых винтах получают на токарно-винторезных станках. На­резание происходит за несколько рабочих ходов. Более производительно выполнять предварительное фрезерова­ние дисковыми фрезами и окончательно обработать д винты 0 ... 3-го клас­сов подвергают старению для снятия остаточных напря­жений.

Отделочную обработку резьбы производят на преци­зионных токарно-винторезных станках быстроре­жущими резцами с остро заточенными гранями. Чтобы точнее установить плоскость профиля резца по профилю резьбы, державки резцов в поперечном сечении делают круглыми.

Наряду с винтовыми парами скольжения применяют винтовые пары качения, состоящие из ходового винта и гайки, сопряжение между которыми создают с помощью шариков. Профиль винтовых канавок винта и гаек мо­жет быть полукруглый (с шариками создается двухточеч­ный контакт). Изготовление винтовых пар качения сходно с изготовлением прецизионных винтов скольжения. При изготовлении винты из стали ХВГ и З0ХЗВА подвергают неоднократной термической обработке для придания винту необходимой твердости (не менее HRC 60), износостой­кости и длительного сохранения прочности. Для получе­ния полукруглого и арочного профиля на окончательных операциях обработки резьбы (резьбошлифование) шлифо­вальные круги правят с помощью специальных приспо­соблений.

Нарезание резьбы предусматривает четыре операции: черновую и чистовую обработку резцом, шлифование кругом до азотирования и после точение на токарных станках. Типовой процесс изготовления ходового винта из калиброванного проката, показанного на рис. 2, дан в табл. 1.

Контроль ходовых винтов. Точность наружного диа­метра резьбы и шеек, выполненных по 5 ... 7-му квалитетам точности, проверяют рычажными скобами с ценой деления 0,002 мм или калибрами-скобами. Точность шага измеряют на специальных измерительных устройствах точность угла профиля — угломерами, точность среднего и внутреннего диаметров — микроме­трами, радиальное биение цилиндрических поверхностей — индикаторами часового типа в центровом приспособле­нии.

Рис. 2. Ходовой винт 3-го класса точности

Таблица 1. - Типовой процесс изготовления ходового винта 3-го класса

Содержание операции	Технологиче­ская база	Станок
Токарно-винторезная Подрезать торцы, зенкеровать н прото­чить выточки на торце	Наружная поверх­ность заготовки	Токарно- винторезный
Токарно-винторезная Проточить выточки 30Х14 мм для захода резьбы, обточить шейку диаме­тром 28П6 с припуском на шлифование и прорезкой канавки	Поверх­ности центровых отверстий	То же
Круглошлифовальная Шлифовать наружные поверхности до диаметра 44,5 мм Резьбофрезерная Фрезеровать резьбу с припуском на чи­стовое точение	То же »	Круглошлифовальный Резьбофрезерный
Термическая Подвергнуть искусственному старению	—	—
Правильная Править ходовой винт с получением ра­диального биения не более 0,1 мм	Поверх­ности центровых отверстий	Правиль­ный
Вертикальио-сверлильиая Сверлить отверстие диаметром 6 мм	Наружная поверх­ность диаметром 28 мм	Вертикаль­но-свер­лильный
Круглошлифовальная Шлифовать наружные поверхности в раз­мер	Поверх­ность центровых отверстий	Круглошлифовальный
Контрольная Проверить радиальное биение шеек и наружного диаметра резьбы ходового винта	То же	—
Токарно-винторезная Точить окончательно профиль резьбы и фаски	»	Прецизионный токарно- винторезный

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛОК, ФЛАНЦЕВ,

ШКИВОВ И МАХОВИКОВ